48 V koduakude mahutavuse arvutamine: kWh, paralleelselt ühendatud 5,12 kWh seinaakud, omatarbimine või katkestusteks valmistumine GSIKE-ga

Mõõtmine: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah on õhuke seinale paigaldatav LiFePO4 koduaku 48 V klassis: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh ehk 5,12 kWh, nimivool 50 A ehk pidevalt 2560 W, maksimaalselt 100 A ehk lühiajaliselt 5120 W, tööpinge vahemikus 43,2-58,4 V, lõpplaadimispinge 58,4 V, 6000 tsüklit 80% DoD juures, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 ja CAN ning kuni 16 seadet paralleelselt, kogumahutavusega kuni 81,92 kWh. See on aku, mitte inverter, ja ühendatakse eraldi 48 V hübriidinverteriga. Selles juhendis selgitatakse, kuidas arvutada kWh-des õige akumahutavus ja paralleelselt ühendatavate GSIKE seinaakude arv.

Mõõtmist alustatakse päeva energiatarbimisest kWh-des. Kui tarbid päevas 10 kWh ja katvus on 60%, on vaja 6 kWh kasutatavat mahtu; 20% varuga kavanda umbes 7,5 kWh paigaldatavat mahtu ehk üks või kaks 5,12 kWh seadet.

Omatarbimise korral laetakse akut päeval päikeseenergia ülejäägist ja tühjendatakse õhtul - üks tsükkel päevas, sageli piisab ühest seadmest. Katkestuseks valmistudes kavanda päikeseta päev: üks päev ilma võrguta nõuab 3-5 kWh, seega pigem 10-20 kWh ehk kaks kuni neli akupakki.

Paralleelühenduse skaala: üks seade 5,12 kWh, kaks 10,24, neli 20,48, kaheksa 40,96, kuusteist 81,92 kWh. Kuna aku kuulub juba 48 V klassi, ühendatakse seadmed alati paralleelselt, mitte kunagi jadamisi; jadaühendus oleks elektriliselt ja BMS-i seisukohalt lubamatu.

Aku tasub end majanduslikult ära siis, kui võrku müümise hind ja kodune elektrihind erinevad. 30-sendise elektrihinna ja 50% omatarbimise korral tasub 5 kWh aku toetuse olemasolul end kümne aasta jooksul ära; 6000 tsüklit ongi selleks perioodiks mõeldud.

L arvnäited edasiseks arvutamiseks

Samm 1: päevase tarbimise kaardistamine

Kaardista päevane tarbimine kuu aja jooksul või loe see arvestilt. Eramu tarbib umbes 8-15 kWh päevas, korter 5-8 kWh. Siin määrad osa, mida soovid akuga katta - tavaliselt 50-70 protsenti.

Samm 2: autonoomsete päevade arvu määramine

Kui soovid kasutada ainult pärastlõunast päikeseenergia ülejääki, piisab ühest seadmest. Kui soovid ühe võrguta päeva üle elada, arvesta põhikoormuseks 3-5 kWh; kaks pilvist päeva nõuavad 10-20 kWh ehk kahte kuni nelja GSIKE seadet.

Samm 3: kasuta paralleelühenduse skaalat

Üks seade: 5,12 kWh, kaks: 10,24, neli: 20,48, kaheksa: 40,96, kuusteist: 81,92 kWh. Kuna aku kuulub juba 48 V klassi, ühendatakse seadmed paralleelselt, mitte kunagi jadamisi. Ampertundide arv suureneb, pinge püsib 51,2 V.

Samm 4: inverteri dimensioneerimine

Üks seade annab pidevalt 2560 W; sellest ei piisa 5 kW inverteri jaoks. 5 kW inverteri jaoks arvesta vähemalt kahe paralleelselt ühendatud seadmega ning vali akuprofiiliks 51,2 V LiFePO4, mille lõpppinge on 58,4 V.

Milleks see aku on mõeldud

Olenemata sellest, kas tegu on omatarbimise, elektrikatkestuse, suvila või mobiilse paigaldusega, asendab seinale paigaldatav 5,12 kWh aku mitu rasket pliiakut ühe hooldusvaba seadmega. 150 kg kaaluva pliiakuga võrreldes on 44 kg just see, mis võimaldab selle seinale riputada.

Katkestuse korral lülitub aku hübriidinverteri kaudu automaatselt sisse; vanemad mudelid tuleb käsitsi käivitada. Enne ostmist kontrolli, kas seade toetab natiivselt 51,2 V LiFePO4 profiili, mille lõpppinge on 58,4 V.

IP54 kaitse tähendab tolmu- ja pritsmekindlust, mitte veekindlust. Kuiv garaaž või kelder pole probleem, kuid duširuum või katusega õuekoht on juba riskantne.

Kaabli ristlõike valikul kehtib reegel: mida pikem on aku ja inverteri vaheline kaabel, seda jämedam see peab olema, et pingelang jääks alla ühe protsendi. 50 A voolu korral piisab viie meetri pikkusele kaablile 25 ruutmillimeetrist, suurema voolu puhul peab ristlõige olema suurem.

Aku ja inverteri vahele tuleb kindlasti paigaldada aku pealüliti või kaitselüliti. See kaitseb lühise eest ja võimaldab seadet ohutult hooldada.

Ümmargune LCD-ekraan näitab pinget, laadimisvoolu ja mahtuvust. Telefoni saab püsiva näidu inverterist, kui see edastab RS485- või CAN-signaali võrku; seadmel endal rakendust pole.

Soojuspumpa või elektrikütet kasutav majapidamine vajab märksa suuremat salvestusmahtu kui valgust ja külmikut kasutav majapidamine. Need seadmed tarbivad mitu kilovatti ning seepärast ei pruugi ühest 5 kWh salvestist piisata.

Suvel laeb salvesti sageli kiiremini täis, sest päikesevalgust on rohkem; talv on tõeline proovikivi. Kui salvesti on piisava mahuga ka talvel, saab suvel tsükleid veelgi paremini ajastada.

Kilovatt-tunni hinna järgi maksab GSIKE salvesti umbes 166 eurot, Pylontech umbes 150 eurot (kuid väiksema mahuga) ning üldtuntud kaubamärgita tooted alla 100 euro, kuid ilma teeninduseta. Võrdlus aitab paketti hinnata.

Toetused sõltuvad piirkonnast ja kuupäevast ning kodumajapidamistele mõeldud salvestite toetamise tingimused võivad erineda. 5 kWh salvesti puhul on võimalik saada 300-500 eurot toetust; küsi enne ostu müüjalt.

Energiamõõtur või hübriidinverter salvestab tarbimisandmed. Kuu aega tarbimist mõõtes saab täpselt teada, kui palju kWh on vaja õhtuseks kasutuseks ilma päikeseenergiata, ega pea salvesti suurust oletuste põhjal valima.

LiFePO4 on pliakust ohutum: selles pole hapet, plahvatusohtlikku gaasi ega lekkimise ohtu. Seade paigaldatakse siiski seinale ning seda tuleb kaitsta löökide ja otsese veega kokkupuute eest, nagu IP54 ette näeb.

Kui saadakse aru, et 48 V klassis on salvesti ise õige lahendus, ei aeta seda enam inverteriga segi. Aku on vaid seade, mis salvestab alalisvooluenergiat; kodus kasutatavaks vahelduvvooluks muundab selle eraldi hübriidinverter. Kumbki ei moodusta teiseta terviklikku süsteemi.

Levinud eksiarvamus paigaldamisel on, et suurem aku on alati parem. Tegelikult ei saa liiga suureks valitud salvesti harva täis ning osalise laadimise korral ei kasva kasu lineaarselt. Parim lahendus on selline, kus salvesti laeb kord päevas ja tühjeneb õhtul ning öösel.

Võrku müüdud elektri ja tarbitud elektri hinnaerinevus määrab tasuvusaja. Eesti turul on kodutarbimise hinna ja võrku müümise hinna vahe see kasu, tänu millele tasub salvesti end kümne aastaga ära.

Eesti kliima paneb talvel erilise proovikivi ette: lühikesed päevad ja vähene päikesekiirgus tähendavad, et salvesti võib mitu päeva järjest osaliselt tühjaks jääda. See pole tehniline probleem, vaid planeerimise küsimus - kui aku laetuse tase püsib enamasti 40 ja 90 protsendi vahel, on see tervislik töövahemik, mis aitab elementidel kaua vastu pidada.

Seinale paigaldatud aku üks alahinnatud eeliseid on ligipääsetavus: saad LCD-d ja klemme kontrollida põlvitamata või põrandakappi avamata. See võib tunduda väike asi, kuid aasta jooksul muudab see iga visuaalse kontrolli kiiremaks ja mugavamaks.

Kõik telefonist jälgima harjunule võib ümmargune LCD tunduda piiranguna. Tegelikult on lahendus stabiilsem just seetõttu, et pinget ja laetustaset näeb alati seinalt, isegi kui telefon on kadunud või inverteri rakendus ei tööta.

Koduseks akusalvestuseks pole vaja suurimat võimalikku paketti: 5 kWh on piisav algus ning 51,2 V siin võimaldab mahtu hiljem suurendada. Just see paindlikkus ongi GSIKE konstruktsiooni suurim praktiline eelis võrreldes suletud põrandamudeliga, mille mahtu ei saa hiljem muuta.

Paigalduse õnnestumisel mängib suurt rolli see, kas inverter on enne tellimist kindlaks määratud. Kui tead juba, millist hübriidinverterit kasutad, saad enne ostu kontrollida, et see toetab 51,2 V LiFePO4 profiili 58,4 V lõpppingega. Vastasel korral võib selguda, et aku küll sobib seinale, kuid inverter ei lae seda päris täis. See on kõige tavalisem põhjus, miks muidu hea aku kasutajale pettumuse valmistab.

Üksikasjalik kõrvalepõige mõõtmise, siinipinge ja ea kohta

Küsimusele, kui suurt akut on vaja, saab vastata ka päikesepaneelide võimsuse põhjal. 5 kWp süsteem toodab heal suvepäeval umbes 25 kWh, halval talvepäeval aga sageli ainult 3-5 kWh. 5 kWh aku salvestab hästi hea päeva ülejäägi ja aitab talvel napist päevatoodangust üle saada. Põhimõte: 5 kWh sobib 3-5 kWp süsteemile; üle 10 kWp võimsusega katusepaigaldise korral planeeri 10-20 kWh.

Paljud kodumajapidamised alahindavad öist elektritarbimist. Külmik tarbib 24 tunni jooksul kokku 0,5-1 kWh, ruuter ja LED-valgustus veel 0,5 kWh ning katla ja laadimise juhtimine veel 0,5 kWh. Öö jooksul kulub kokku 2-3 kWh, enne kui ühtegi seadet teadlikult akust toita.

Omatarbimise ja varutoite erinevust mõistetakse sageli valesti. Omatarbimine tähendab, et akut kasutatakse päeval puhvrina päikeseenergia ja koduse elektritarbimise vahel. Varutoide tähendab, et süsteem võtab elektrikatkestuse korral kogu kodu või osa sellest enda toita. Varutoiteks on vaja lülitusreleega hübriidinverterit, mitte ainult laadijat.

48 V siinipinge on kodustes süsteemides levinud, sest 2-5 kW võimsuse juures püsivad voolud veel vastuvõetaval tasemel. 24 V süsteem vajaks 5 kW juures juba üle 200 A, paksemaid kaableid ja kallimaid kaitsmeid. 48 V on seega kompromiss ohutuse, tõhususe ja juhtmekulude vahel.

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

Vana pliiaku väljavahetamisel märkavad paljud, et kasutatav mahtuvus on märgatavalt suurem. Pliiakut tohib kasutada ainult kuni 50% tühjenemiseni, enne kui see kiiresti vananema hakkab; LiFePO4 aku peab vastu kuni 80% tühjenemisele. Seega asendab 5 kWh LiFePO4 aku umbes 10 kWh pliiaku, kaaludes poole vähem ja sisaldamata hapet.

Hübriidinverteri seadistus on edu saavutamisel kõige olulisem tegur. Kui inverter on kogemata seadistatud 24 V või pliiaku profiilile, ei lae see akut täielikult või laeb seda liigse pingega ja kahjustab BMS-i. Seetõttu tuleb esmakordsel kasutuselevõtul kontrollida, et valitud oleks õige 51,2 V LiFePO4 profiil, mille laadimise lõpp-pinge on 58,4 V.

Aku kasutusea seisukohalt on oluline laadimisvool. Kui akut pidevalt 100 A-ga laadida ja tühjendada, töötavad selle elemendid spetsifikatsiooni piiri lähedal ja vananevad kiiremini. Tavaline, 30-50 A kasutus ehk nimivool hoiab elemente optimaalses tööpiirkonnas ning sobib kümneaastaseks kasutuseks.

Seinapaigalduse alahinnatud ohutuseelis on see, et seade ripub kõrgel, laste ja loomade käeulatusest eemal, ega seisa põrandal, kus veekahjustus võiks selle märjaks teha. Seadme ja seina vahel peab konvektsiooni tagamiseks olema 5 cm vahe.

Üürnikele sobib seinale paigaldatav aku, sest selle saab kolimise korral eemaldada ja kaasa võtta, ilma et see muudaks püsivalt hoonet. Põrandale paigaldatud või keldrisse paigutatud akule on järelpaigaldust keerulisem teha ning sageli jääb see müügitehingu korral hoonesse.

Võrguühendusega lahendusega võrreldes aitab omatarbimine peamiselt kokku hoida kallite päeva- ja öötariifide arvelt. Euroopas on võrku müüdava elektri hind langenud 6-10 sendini, samal ajal 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 süsteemide standardkonfiguratsioon. Kui süsteemi võimsust hiljem 10 kWh-ni suurendada, piisab, kui riputada teine GSIKE paralleelselt, ilma et inverteri profiili oleks vaja muuta - seadistada tuleb ainult paralleelaadressid.

Paigalduskulu jaguneb kolmeks: aku ise, inverter ja töö. Paljud kodumajapidamised alahindavad tööosa, kuid kogenud elektriku tunnitasu ja tööle kuluv aeg lähevad sageli maksma sama palju kui aku ise. Seetõttu on lihtne seinapaigaldus konkurentsieelis - seda on kiirem ja odavam paigaldada kui rasket põrandamudelit.

Kes soovib akut kasutada õues või suvilas, peab arvestama, et IP54 kaitseaste ei tähenda veekindlust. Aku tuleb paigutada kuiva ja varjulisse kohta, kuhu ei ulatu vihm ega lumi. Aku laadimine on takistatud ka külmumistemperatuuril, seega tuleb see talvehooajaks tuppa tuua või varustada välitingimustesse sobiva kütteseadmega.

Pika kasutusea võti on lihtne: ära tühjenda akut iga päev päris tühjaks. Iga kord, kui tühjendad aku 10 protsendini, lühendad selle kasutusiga rohkem, kui arvata võiks. Aku hoidmine 40 ja 90 protsendi vahel tähendab, et sama element peab vastu kaks-kolm korda rohkem tsükleid. Nii saab kümneaastasest projekteeritud kasutuseast tegelikkus.

Tehniline süvavaade: tühjenemissügavus, kasutegur, temperatuur, paralleelühendus

Tühjenemissügavus ja kasutusiga: 6000 tsüklit 80 % DoD juures ja 25 kraadi temperatuuril on realistlik näitaja. Madalama tühjenemissügavusega kasutamisel (40 ja 90 % vahel) kestab aku märgatavalt kauem; iga päev 10 protsendini tühjendamine viib selle tööpiirkonna alumise piirini. Parem on lisada üks akumoodul, kui kasutada akut igal ööl lõpuni.

Tõhusus ja energiaringlus: elementide kasutegur on 95-98 protsenti, kuid BMS-i, inverteri ja juhtmete tõttu langeb kogu süsteemi kasutegur 88-92 protsendini. Päeval salvestatud 5 kWh annab õhtul pistikust umbes 4,5 kWh. Arvesta selle kaoga.

Temperatuur ja koormuse vähendamine: aku on mõeldud kasutamiseks vahemikus -10 kuni +50 kraadi, kuid parim kasutusiga saavutatakse temperatuuril 15 kuni 25 kraadi. Pidev üle 40-kraadine kuumus vanandab elemente ja pakane vähendab mahtuvust; külmunud aku laadimine ilma soojenduseta on keelatud.

Paralleelühendus ja BMS: mitu akut suhtlevad jagatud RS485-pordi kaudu ning igaüks reguleerib ise oma laadimisvoolu. Oluline on kasutada identseid mudeleid, hoida laadimistasemed sarnased ja määrata õiged DIP-aadressid; kogu mahtuvus sõltub kõige nõrgemast akust.

Kasutuselevõtt ja hooldus: pärast paigaldamist lülitub BMS sisse ja inverter käivitub; kontrolli LCD-ekraani. Hoolduseks piisab klemmide ja tuulutusavade iga-aastasest visuaalsest kontrollist; aku ei sisalda hapet ega vaja pliiakudele omast tasakaalustuslaadimist.

Garantii ja tarne: kolmeaastane garantii ning umbes kümneaastane projekteeritud kasutusiga. Karbis on seinaraam, tüüblid, toitekaabel, sidekaabel ja käsiraamat. Tarne on tasuta: töötlemine võtab 1-3 päeva ja transport 2-7 päeva. Kaasas on 30-päevane tagastusõigus.

Pärast paigaldamist piirdub hooldus peamiselt klemmide ja tuulutusavade iga-aastase kontrolliga; BMS tasakaalustab elemendid automaatselt, aku ei sisalda hapet ega vaja pliiakudele omast tasakaalustuslaadimist.

Kokkuvõte

Kes on ülaltoodud lõigud läbi lugenud, teab kolme hindamiskriteeriumi: nimimahu asemel kasutatav maht, tippvõimsuse asemel pidev võimsus ning inverteri puhas 51,2 V seadistus. Nende kolme näitaja abil saab iga pakkumise - olgu see GSIKE, Pylontech, LiTime või tundmatu tootja oma - mõne minutiga läbi hinnata.

GSIKE FixWall täidab teadlikult sisseostupaketi kohta 5 kWh-ga seinal: see ei sisalda rakendust ega soojendust, et hind püsiks alla 900 euro, ja pakub mitmeaastast müügijärgset teenindust, tasuta tarnet ning 30-päevast tagastusõigust.

Pikas perspektiivis ei too paigaldus iseenesest kasumit, vaid selle määrab omatarbimise ja võrgust ostetava elektri hinna vahe. Kui koduelektri hind on 30-40 senti ja võrku müüdava elektri hind 6-10 senti, on sääst piisavalt suur, et 5 kWh aku tasuks end kümne aastaga ära.

Olenemata valitud mudelist kehtib üks põhimõte: parim investeering on realistlik mõõtmine. Veidi suurem, mõõdukalt kasutatav aku kestab kauem kui väike, mis tühjendatakse iga päev täiesti tühjaks. See on kõigist tabelitest ja võrdlustest kõige olulisem õppetund.

Kui kahtled ühe ja kahe seadme vahel, alusta pigem ühest ja laienda süsteemi hiljem: 51,2 V süsteem võimaldab paralleelühendust ilma profiili muutmata ning uue seadme paigaldamiseks tuleb see vaid üles riputada, ühendada ja aadress seadistada. Nii väldid alguses liiga suure süsteemi soetamist.

Lõpuks paigalduspraktika: võrguühenduse teeb elektrik, kuid seinaraami ja alalisvoolukaabli paigaldamisega saavad kaks inimest hästi hakkama. Puhas, horisontaalne paigaldus ja õigesti seadistatud 58,4 V profiil määravad lõpuks, kas aku peab lubatud 6000 tsüklit vastu.

GSIKE valimine tähendab eelkõige tõestatud, hooldusvaba 5 kWh seinakinnitusega aku valimist atraktiivse hinnaga, ilma tarbetute rakenduse- või soojendusfunktsioonideta, mida sa muidu ei kasutaks ja mis hinda üksnes tõstaksid. Kes selliseid funktsioone soovib, valib teadlikult kallima konkurendi.

Teisisõnu: Eesti turul on see kõige otsem tee kasutamata keldrist või seinast energiasõltumatuseni - eeldusel, et 44 kg raskune aku korralikult kinnitatakse ja inverteril on õige profiil.

Lõplik otsus: Üks seade öiseks varutoiteks, kaks päeva autonoomiat, kuusteist suure energiatarbimise jaoks: GSIKE paralleelsüsteem skaleerub vastavalt vajadusele. Kokkuvõte: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah = 5,12 kWh seinakinnitusel, hind 849,99 eurot, 6000 tsüklit, kuni 16 seadet paralleelselt.

Vajaliku aku mahu arvutamiseks kWh-des liida iga seadme päevane energiatarve vatt-tundides, korruta päevade arvuga, mille jooksul soovid elektrit varuks hoida, ja lisa 20% reservi. Ühest 5.12kWh akust piisab tavapäraseks öiseks põhikoormuseks; pikemaks autonoomiaks lisa akusid paralleelselt, säilitades pinge 51.2V. Ära pea 2560W nimivõimsust ööpäevaseks koormuseks: see on pidev võimsus, 5120W aga lühiajaline tipp.

Lõplik otsus

GSIKE 51.2V 100Ah LiFePO4 aku (16S1P, 5120Wh / 5.12kWh, BMS 50A = 2560W nimivõimsus / 100A = 5120W maksimum, RS232/RS485/CAN, IP54), hind 849.99 EUR (tavahind 1250.00 EUR), on 2026. aastal Eestis parima hinna ja kvaliteedi suhtega 48V 5kWh koduaku: laiendamine ainult paralleelselt, tasuta kohaletoimetamine Eestis.

Vajaliku aku mahu arvutamiseks kWh-des liida iga seadme päevane energiatarve vatt-tundides, korruta päevade arvuga, mille jooksul soovid elektrit varuks hoida, ja lisa 20% reservi. Ühest 5.12kWh akust piisab tavapäraseks öiseks põhikoormuseks; pikemaks autonoomiaks lisa akusid paralleelselt, säilitades pinge 51.2V. Ära pea 2560W nimivõimsust ööpäevaseks koormuseks: see on pidev võimsus, 5120W aga lühiajaline tipp.

Lõplik otsus

Korduma kippuvad küsimused

Allikad ja võrdlusandmed

1. GSIKE 51.2V 100Ah LiFePO4 tooteleht (849,99 EUR, tasuta kohaletoimetamine Eestis) — https://gesike.com/
2. LiTime 48V 100Ah, võrdlusmudel — https://www.litime.com/
3. Pylontech 48V 100Ah, võrdlusmudel — https://www.pylontech.com/
4. LiFePO4 tehniline võrdlus — viide — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery

Muud juhendid ja võrdlused

Otse mudeli juurde: GSIKE tooteleht.

GSIKE 51.2V 100Ah LiFePO4 aku hinnaga 849.99 EUR (tavahind 1250.00 EUR) — tasuta kohaletoimetamine Eestis, 30-päevane tagastusõigus ja 3-aastane garantii.