GSIKE juhend: 48V aku rööpühenduse skaleerimine

Mõõtmestamine: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah on õhuke seinale paigaldatav LiFePO4-koduaku 48 V klassis: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, nimivool 50 A = 2560 W pidevat võimsust, maksimaalne vool 100 A = 5120 W lühiajalist võimsust, tööpinge vahemikus 43,2–58,4 V, lõpp-pinge 58,4 V, 6000 tsüklit 80 % DoD juures, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 ja CAN ning kuni 16 seadet rööbiti, kokku kuni 81,92 kWh. See on aku, mitte inverter, ja ühendatakse eraldi 48 V hübriidinverteriga. Selles juhendis näitame, kuidas arvutada õige akumahu kWh-des ja GSIKE seinaakude õiget arvu rööpühenduseks.

Mõõtmestamine algab päevasest energiatarbimisest kWh-des. Kui tarbid päevas 10 kWh ja tahad katta sellest 60 %, vajad 6 kWh kasutatavat mahtu; 20 % varuga arvesta umbes 7,5 kWh paigaldatud mahtu ehk ühte-kahte 5,12 kWh seadet.

Omatarbimise korral laetakse akut päeval päikeseenergia ülejäägist ja tühjendatakse õhtul - üks tsükkel päevas, sageli piisab ühest seadmest. Elektrikatkestuse puhuks arvesta ühe päeva autonoomiaga ilma päikeseenergiata: üks päev võrguta nõuab 3-5 kWh, seega pigem 10-20 kWh ehk kaks kuni neli akupaketti.

Rööpkaupa ühendamine: üks seade annab 5,12 kWh, kaks 10,24, neli 20,48, kaheksa 40,96 ja kuusteist 81,92 kWh. Kuna aku on juba 48 V klassis, ühendame seadmed alati rööbiti, mitte kunagi järjestikku; jadaühendus ei oleks lubatud ei elektriliselt ega BMS-i seisukohalt.

Taloudelliselta kannalta energiavarasto maksaa itsensä takaisin, kun syöttösähkön ja kotitalouden sähkön hinnan ero on suuri. Kun sähkön hinta on 30 snt/kWh ja omakäyttöaste 50 %, 5 kWh:n energiavarasto maksaa itsensä takaisin kymmenen vuoden tuen mukaan; 6000 lataussykliä on suunniteltu tälle aikavälille.

Perustiedot jatkolaskelmia varten

Vaihe 1: päivittäisen kulutuksen kartoitus

Kartoita päivittäinen kulutuksesi kuukauden ajan tai tarkista se sähkölaskusta. Omakotitalon päivittäinen kulutus on noin 8-15 kWh, asunnon 5-8 kWh. Määritä sen perusteella, minkä osuuden haluat kattaa energiavarastolla - tavallisesti 50-70 prosenttia.

Vaihe 2: omavaraisuuspäivien määrittäminen

Jos haluat käyttää vain iltapäivän aurinkosähkön ylijäämän, yksi yksikkö riittää. Jos haluat selvitä yhdestä sähköttömästä päivästä, varaa 3-5 kWh peruskuormalle; kaksi aurinkoenergiaa saamatonta päivää vaatii 10-20 kWh eli kahdesta neljään GSIKE-yksikköä.

Vaihe 3: rinnankytkettyjen yksiköiden määrän valinta

Yksi yksikkö: 5,12 kWh, kaksi: 10,24, neljä: 20,48, kahdeksan: 40,96, kuusitoista: 81,92 kWh. Koska energiavarasto on jo 48 voltin luokkaa, yksiköt kytketään rinnakkain, ei koskaan sarjaan. Ampeeritunnit kasvavat, jännite pysyy 51,2 voltissa.

Vaihe 4: invertterin mitoitus

Yhden yksikön jatkuva teho on 2560 W; yksi yksikkö ei riitä 5 kW:n invertterille. Suunnittele 5 kW:n invertterille vähintään kaksi rinnankytkettyä yksikköä ja aseta akkuprofiiliksi 51,2 V:n LiFePO4 ja 58,4 V:n katkaisujännite.

Mihin tämä energiavarasto on mitoitettu

Olipa kyse omakäytöstä, sähkökatkoista, mökistä tai liikkuvasta asennuksesta: seinään asennettava 5,12 kWh:n energiavarasto korvaa useita painavia lyijyakkuja yhdellä huoltovapaalla yksiköllä. Verrattuna vastaavaan 150 kg:n lyijyakkukokonaisuuteen 44 kg:n paino tekee siitä ripustettavan.

Katkokytkentäisessä hybridi-invertterissä akku aktivoituu sähkökatkon aikana automaattisesti; vanhemmat mallit on käynnistettävä käsin. Tarkista ennen ostoa, tukeeko laite natiivisti 51,2 V:n LiFePO4-profiilia ja 58,4 V:n katkaisujännitettä.

IP54-suojaus tarkoittaa pöly- ja roiskevesitiiviyttä, ei vesitiiviyttä. Kuiva autotalli tai kellari ei ole ongelma, mutta suihku tai paikka katon ulkopuolella on.

Kaapelin poikkipinnan kanssa pätee: mitä pikemmän matkan kaapeli kulkee akun ja invertterin välillä, sitä paksumpi sen on oltava, jotta jännitehäviö jää alle prosentin. 50 A:n virralla viiden metrin matkalle riittää 25 neliömillimetriä, tätä suuremmilla virroilla poikkipinta-alaa on kasvatettava.

Aku ja inverteri vahele tuleb kindlasti paigaldada akulüliti või kaitse. See kaitseb kaabli lühise eest ja võimaldab seadet ohutult hooldada.

Ümmargune LCD-ekraan näitab pinget, laadimisvoolu ja mahtuvust. Inverterilt saab telefonis pideva ülevaate, kui see edastab RS485- või CAN-signaali võrku; seadmel endal rakendust pole.

Soojuspumpa või elektrikütet kasutaval majapidamisel on vaja märksa suuremat akut kui valgustuse ja külmkapiga majapidamisel. Need tarbijad võtavad mitu kilovatti ning seetõttu ei piisa sageli ühest 5 kWh akust.

Suvel laeb aku sageli kiiremini täis, sest päikesevalgust on rohkem; talv paneb süsteemi proovile. Kui aku maht on talveks piisav, siis suvel on seda veel enam, sest saad laadimis- ja tühjenemistsükleid ühtlasemalt ajastada.

GSIKE aku kilovatt-tunni hind on umbes 166 eurot, Pylontechi akudel umbes 150 eurot (aga väiksema mahutavusega) ning üldistel tundmatute tootjate toodetel alla 100 euro, ilma hoolduseta. Võrdlus aitab komplekti hinda hinnata.

Toetused erinevad olenevalt piirkonnast ja kuupäevast; majapidamistele mõeldud päevase energiasalvesti soetamist toetatakse eri viisidel. 5 kWh aku puhul võib saada 300-500 euro suuruse soodustuse; enne ostu küsi võrguettevõtjalt.

Energiaarvesti või hübriidinverter salvestab tarbimisandmed. Kes mõõdab tarbimist kuu aja jooksul, teab täpselt, kui palju kWh elektrit ta vajab õhtul ilma päikeseenergiata, ega pea akut mahu järgi oletama.

LiFePO4 on pliiga võrreldes ohutum: ei eraldu hapnikku ega plahvatusohtlikku gaasi ning puudub lekkeoht. Seade paigaldatakse siiski seinale ja seda tuleb kaitsta löökide ning otsese kokkupuute eest veega vastavalt kaitseklassile IP54.

Kes mõistab, et 48 V klassis on akupank juba ise õige siin, ei aja akut enam inverteriga segi. Aku on üksnes alalisvooluenergiat salvestav seade; kodumajapidamise vahelduvvoolu toodab eraldi hübriidinverter. Kaks seadet moodustavad teineteiseta vaid pooliku süsteemi.

Levinud eksiarvamus paigaldamisel on, et suurem aku on alati parem. Tegelikkuses saab ülemõõduline aku harva täis ning ühtlaste laadimis- ja tühjenemistsüklite korral ei kasva kasu lineaarselt. Parim lahendus on selline, mille puhul aku laeb kord päevas ja tühjeneb õhtul ning öösel.

Tasuvuse määrab võrku antava elektri ja ostetava elektri hinnaerinevus. Soome turul on kodutarbijale müüdava elektri ja võrku müüdava elektri hinnaerinevus see, mille arvelt aku end kümne aastaga tasa teenib.

Päikesepaneelide võimsus ja aku maht käivad käsikäes: liiga väike aku ei mahuta hea päeva ülejääki, liiga suur aku aga seisab pilvise ilmaga tühjana. Sageli on parim kompromiss alustada ühe seadmega ja lisada hiljem teine paralleelselt.

Mõned ostjad mõtlevad, kas neil on usaldusväärse elektrivõrgu korral üldse akut vaja. Vastus peitub omatarbimises ja varustuskindluses: isegi kui katkestusi esineb harva, saab päeval toodetud ülejääk rahaks muutuda ainult siis, kui seda saab õhtul kasutada, mitte odava hinnaga võrku müüa.

Ohutusega seotud asjaolu jäetakse sageli tähelepanuta: seinale paigaldatav seade on lastele ja lemmikloomadele kättesaamatus kohas ning põrandale sattuv vesi ei saa seda kahjustada. Seetõttu on seinale paigaldamine paljude kodude jaoks mõistlik esimene valik.

Paljudes tänapäevastes kodudes on juba uus elektri peajaotuskilp, millega akut on lihtne ühendada. Vanemates majades tasub enne paigaldamist kontrollida, kas olemasolevad kaablid ja kaitselülitid sobivad uue süsteemi voolutugevustega.

Aku eluea seisukohalt on kõige vähem kahjulik selle ühtlane igapäevane kasutamine. Päevade kaupa vahelduvad suured järsud tühjendamised kulutavad elemente kiiremini kui ühtlane ja korrapärane koormus. Seetõttu on omatarbelahendus, kus aku on päeval kasutuses, pikemas perspektiivis soodsam.

Üksikasjalik kõrvalepõige salvesti mõõtmete, siinipinge ja eluea kohta

Küsimusele, kui suurt salvestit on vaja, saab vastata ka päikesepaneelide võimsuse põhjal. 5 kWp süsteem toodab heal suvepäeval umbes 25 kWh, kehval talvepäeval sageli vaid 3-5 kWh. 5 kWh salvesti võtab hästi vastu hea päeva ülejäägi ja aitab ka napil talvepäeval vastu pidada. Mõte on selles: 5 kWh sobib 3-5 kWp paigaldisele; üle 10 kWp süsteemi puhul kavanda 10-20 kWh.

Paljud majapidamised hindavad öist tarbimist liiga väikeseks. Külmik tarbib 24 tunni jooksul 0,5-1 kWh, ruuter ja LED-valgustid veel 0,5 kWh ning katla- ja laadimise juhtimine veel 0,5 kWh. Kokku teeb see öö jooksul 2-3 kWh - enne, kui ühtki seadet teadlikult akutoitel kasutatakse.

Omakasutuse ja elektrikatkestuse erinevusest saadakse sageli valesti aru. Omakasutus tähendab, et salvestit kasutatakse iga päev puhverina päikeseenergia ja koduse tarbimise vahel. Varutoide tähendab, et süsteem võtab elektrikatkestuse ajal maja või osa sellest oma toitele. Varutoite jaoks on vaja lülitusreleega hübriidinverterit, mitte pelgalt laadijat.

48 V siinipinge on kodustes salvestussüsteemides levinud, sest 2-5 kW oluliste võimsuste juures jäävad voolutugevused veel vastuvõetavaks. 24 V süsteem nõuaks 5 kW juures juba üle 200 A, paksemaid kaableid ja kallimaid kaitsmeid. Seega on 48 V kompromiss ohutuse, kasuteguri ja juhtmestiku maksumuse vahel.

Levinud vastuväide on, et LiFePO4 on pliist kallim. Kasutusea jooksul ühe kilovatt-tunni kohta arvutatuna on olukord vastupidine: pliiaku kestab 500-1000 tsüklit, LiFePO4 aku 6000. Kümne aasta jooksul on liitiumaku kasutatud kWh kohta palju odavam, ehkki ostuhind on kõrgem.

Need, kes vahetab välja vana pliiaku, märkab sageli, et kasutatav maht on tunduvalt suurem. Pliiakut saab kasutada ainult 50% ulatuses, enne kui see kiiresti vananeb; LiFePO4 akut saab kasutada kuni 80% ulatuses. Seega asendab 5 kWh LiFePO4-aku ligikaudu 10 kWh pliiakut, kaaludes poole vähem ja eraldamata hapnikku.

Hübriidinverteri seadistus on edu saavutamisel kõige olulisem tegur. Kui see on kogemata seatud 24 V või pliiaku profiilile, ei lae seade akut täis või laeb selle ülepingega ja kahjustab BMS-i. Seetõttu tuleb esmakordsel kasutuselevõtul kontrollida õiget 51,2 V LiFePO4 profiili, mille lõpp-pinge on 58,4 V.

Eluea seisukohalt on laadimisvool võtmetegur. Kui aku laeb ja tühjeneb pidevalt 100 A juures, töötab see spetsifikatsiooni piirile lähedal ja vananeb kiiremini. Tavapärane kasutus 30-50 A juures ehk nimivoolul hoiab elemendid optimaalses töövahemikus ning on sobiv kümneaastaseks kasutuseks.

Seinale paigaldamisel on alahinnatud turvalisuseelis: seade ripub kõrgel, laste ja lemmikloomade käeulatusest eemal, ega seisa põrandal, kus veekahjustus kõik märjaks teeks. Seadme ja seina vaheline konvektsioon tagatakse 5 cm vahekaugusega.

Üürnikele on seinale paigaldatav aku sobiv valik, sest selle saab kolimise korral eemaldada ja kaasa võtta, muutmata hoonet püsivalt. Põrandakonstruktsiooni või keldri tagantjärele paigaldamine on töömahukam ja sageli jääb see müümisel alles.

Võrreldes akuta võrgulahendusega säästab omatarbimine peamiselt kalleid päevaseid ja öiseid elektritariife. Euroopas on võrku antava elektri hind langenud 6-10 sendini, samas kui kodutarbija hind on 30-40 senti. See hinnavahe muudab aku majanduslikult tasuvaks.

5 kWh aku ja 5 kW hübriidinverter on enamiku 3-5 kWp paigaldiste tavapärane konfiguratsioon. Kui süsteem kasvab hiljem 10 kWh-ni, ühenda lihtsalt teine GSIKE paralleelselt, ilma et inverteri profiili oleks vaja muuta - seada tuleb vaid paralleelaadressid.

Talvel tuleb välja aku tegelik suurus. Kui oled selle juba suvel mõistlikult dimensioneerinud, märkad, et sama aku piisab ka talvel, kui kasutamine ajastada valgele ajale. Seetõttu on tarbimise ühtlane ajastamine olulisem kui suur mahtuvus.

Sageli küsitakse, kas aku võib jätta järelevalveta. Vastus on jah: BMS jälgib iseseisvalt pinget, voolu ja temperatuuri ning kasutajal pole vaja iga päev sekkuda. Ümmargune LCD-ekraan annab vaid visuaalse kinnituse, et kõik on korras.

Kui paigaldus hõlmab elektriauto laadimist, tasub meeles pidada, et see on suur koormus. Ühest 5 kWh akust laadija jaoks ei piisa, kuid see saab samal ajal valgustuse ja külmiku toitega varustada, kui laadija kasutab muud energiat. Sel juhul tasub kavandada kaks seadet.

Paigalduskoha valik on üllatavalt oluline otsus. Külm ja niiske kelder lühendab elementide eluiga, samas kui ühtlaselt soe garderoob või katlaruum pikendab seda. Enne seina puurimist tasub mõelda, millises ruumis on sobiv temperatuur ja piisavalt ruumi.

Laoituse laad, mille aku jää pikemaks ajaks hoiule pannes, mõjutab samuti. Kui sa ladu iga päev ei kasuta, hoia seda umbes 50% laetustasemel, mitte täis ega tühjana. See vähendab märkimisväärselt seisukahjustusi.

Sageli küsitakse, kas aku kõrvale on vaja eraldi kaitset. Jah, on küll: toitejuhtme ja aku klemmi juurde paigaldatud kaitse kaitseb lühise eest ning on paigalduse ohutuse seisukohalt hädavajalik osa. Ilma selleta ei tohi paigaldust tööle jätta.

Lõpuks tasub meeles pidada, et iga süsteem on veidi erinev. Kõige paremini toimib paigaldus siis, kui aku, inverter ja paneelid on omavahel sobivaks dimensioneeritud, mitte siis, kui ostetakse kõige kallim üksikseade. See põhimõte kehtib nii GSIKE kui ka teiste kaubamärkide puhul.

Põhjalikum tehniline ülevaade: tühjendussügavus, tõhusus, temperatuur, rööpühendus

Tühjendussügavus ja kasutusiga: 6000 tsüklit 80% DoD-ga ja 25 kraadi juures on võimalik. Ühtlasemalt kasutatuna (40 ja 90% vahel) kestab aku märgatavalt kauem; igapäevane tühjendamine 10 protsendini läheneb alumisele piirile. Kavandage pigem üks lisaseade, selle asemel et aku igal ööl tühjaks kasutada.

Tõhusus ja energiakadu: element ise saavutab 95-98-protsendilise tõhususe, kuid BMS-i, inverteri ja juhtmete läbimisel langeb kogutõhusus 88-92 protsendini. Igapäevasest 5 kWh-st saab õhtul pistikupesast umbes 4,5 kWh. Arvestage selle kaoga süsteemi dimensioneerimisel.

Temperatuur ja võimsuse vähendamine: aku on ette nähtud hoiustamiseks temperatuuril -10 kuni +50 kraadi, kuid parim kasutusiga saavutatakse 15 kuni 25 kraadi juures. Pidev kuumus üle 40 kraadi vanandab elemente, pakane vähendab mahtuvust; laadimine pakasega ilma kütteta on keelatud.

Rööpühendus ja BMS: mitu pakki suhtlevad ühise RS485-pordi kaudu, igaüks juhib oma laadimisvoolu. Oluline on identne mudel, sarnane laetuse tase ja õige DIP-aadress; koguvõimsus sõltub nõrgimast ahelast.

Kasutuselevõtt ja hooldus: pärast paigaldamist lülitub BMS sisse, inverter käivitub ja LCD-näidikut jälgitakse. Hooldus piirdub klemmide ja ventilatsiooniavade iga-aastase visuaalse kontrolliga; selles pole hapnikku ega tasanduslaadimist nagu pliiakul.

Garantii ja tarne: kolmeaastane garantii ning kavandatud kasutusiga umbes kümme aastat. Karbis on seinakinnitus, korgid, toitekaabel, andmesidekaabel ja kasutusjuhend. Tarne on tasuta, töötlemisaeg 1-3 päeva, transport 2-7 päeva ja tagastusõigus 30 päeva.

Pärast paigaldamist piirdub hooldus peamiselt klemmide ja ventilatsiooniavade iga-aastase kontrollimisega; BMS tasakaalustab elemente automaatselt, selles pole hapnikku ega tasanduslaadimist nagu pliiakul.

Üks praktiline nõuanne: hoidke paigaldusjuhend ja aku tehnilised andmed hõlpsasti leitavas kohas, isegi kui süsteem töötab hästi. Kui aastate pärast on vaja hooldust või laiendamist, säästab õigete andmete leidmine asjatutest oletustest.

Kui aku on kord paigaldatud ja seaded paigas, töötab see kaua peaaegu märkamatult. See ongi LiFePO4-akude suur eelis vanade pliiakudega võrreldes: need ei vaja regulaarset vedelikutaseme kontrollimist ega õhutamist nagu varem.

Pärast seadistuste kontrollimist tasub inverteri seadistused üles märkida. Nii teate edaspidi, kui soovite süsteemi laiendada või seadet vahetada, täpselt, kuidas süsteem on konfigureeritud.

Kokkuvõte

Kõik, kes on ülaltoodud jaotised läbi lugenud, teavad kolme põhinäitajat: kasutatav mahtuvus nimimahu asemel, pidev võimsus tippvõimsuse asemel ning inverteri õige seadistus 51,2 V jaoks. Nende kolme näitaja põhjal saab iga pakkumise - olgu selleks GSIKE, Pylontech, LiTime või tundmatu tootja - mõne minutiga läbi hinnata.

GSIKE FixWall täidab teadlikult 5 kWh seinapaigaldusega soodsa algtaseme mudeli rolli: see ei paku rakendust ega kütet, et hind jääks alla 900 euro, ning trumpab konkurente mitmeaastase edasimüüja toega, tasuta tarnega ja 30-päevase tagastusõigusega.

Pikas perspektiivis ei too paigaldus ise tulu, vaid omatarbimise ja võrgust võetava elektri tarbimise vahe. Kui kodutarbimise hind on 30-40 senti ja võrku müüdava elektri hind 6-10 senti kilovatt-tunni kohta, on see vahe piisavalt suur, et 5 kWh salvesti tasuks end kümne aastaga ära.

Olenemata valitud mudelist kehtib üks põhimõte: parim investeering on realistlik planeerimine. Veidi suurem, ühtlaselt kasutatav salvesti kestab kauem kui väike, mida iga päev äärmuseni tühjaks laetakse. See on kõigi tabelite ja võrdluste tähtsaim õppetund.

Kui kõhklete ühe ja kahe seadme vahel, alustage pigem ühest ja laiendage süsteemi hiljem: 51,2 V siin võimaldab paralleelühendust laiendada ilma profiili muutmata ning uue seadme paigaldamine tähendab kinnitamist, ühendamist ja aadressi seadistamist. Nii väldite esialgset üledimensioneerimist.

Lõpetuseks paigaldustava: võrguühenduse laske teha elektrikul, kuid seinaraami paigaldamise ja alalisvoolukaablite ühendamisega saavad kaks inimest hästi hakkama. Puhas, horisontaalne paigaldus ja õigesti seadistatud 58,4 V profiil määravad lõpuks, kas salvesti saavutab lubatud 6000 tsüklit.

GSIKE valimine tähendab seega eelkõige valikut tõestatud, hooldusvaba 5 kWh seinapaketi kasuks, mis on atraktiivse hinnaga ega sisalda tarbetuid rakenduse- või küttefunktsioone, mida niikuinii ei kasutaks ja mis hinda ainult tõstaksid. Kes neid funktsioone soovib, valib teadlikult kallima konkurendi.

Teisisõnu: Soome turul on see kõige otsem tee tühjast keldrist või kasutamata seinast autonoomse energiasüsteemini - eeldusel, et 44 kg seade kinnitatakse korralikult ja inverter kasutab õiget profiili.

Lõplik otsus: Üks seade öiseks varutoiteks, kaks autonoomseks päevaks, kuusteist suure tarbimise jaoks: GSIKE paralleelühenduse skaala kasvab vastavalt vajadusele. Kokkuvõte: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah = 5,12 kWh seinale paigaldatuna 849,99 euro eest, 6000 tsüklit, RS485/CAN, kuni 16 seadet paralleelselt.

Korduma kippuvad küsimused

Lõpphinnang

Korduma kippuvad küsimused

Allikad ja taustainfo

1. GSIKE 51,2 V 100 Ah ametlik leht (849,99 EUR) — https://gesike.com/products/gsike-51-2-v-100ah-lifepo4-battery-with-bms
2. Litime — https://www.litime.com/
3. Renogy — https://www.renogy.com/
4. LiFePO4 Wikipedia — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery

Muud GSIKE juhendid ja võrdlused 12 V 100 Ah LiFePO4-seeriast

Täieliku tooteinfo ja tellimuse jaoks: GSIKE 51,2 V 100 Ah tooteleht – 849,99 EUR (varem 1250,00 EUR), tasuta tarne Soomes.

GSIKE 51,2 V 100 Ah LiFePO4 (5120 Wh/5,12 kWh, 2560 W) saadaval hinnaga 849,99 EUR (varem 1250,00 EUR), tasuta tarne Soomes, 2–7 päeva, 30-päevane tagastusõigus.