GSIKE 48 V:n LiFePO4-energiavaraston seinäasennus hybridi-invertterin kanssa: 58,4 V, CAN/RS485, jopa 16 rinnakkain

Asennusopas: GSIKE FixWall 51,2 V 100 Ah on ohut, seinään asennettava, kotikäyttöön tarkoitettu 48 V:n LiFePO4-energiavarasto: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, nimellisvirta 50 A = 2560 W jatkuvasti, enintään 100 A = 5120 W lyhytaikaisesti, käyttöjännite 43,2–58,4 V, loppujännite 58,4 V, 6000 sykliä 80 %:n DoD:llä, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 ja CAN sekä enintään 16 yksikköä rinnakkain, yhteensä jopa 81,92 kWh. Kyseessä on akku, ei invertteri, ja se yhdistetään erilliseen 48 V:n hybridi-invertteriin. Tässä oppaassa kuvataan vaihe vaiheelta GSIKE FixWallin seinäasennus ja käyttöönotto erillisen 48 V:n hybridi-invertterin kanssa.

44 kg:n seinäasennettavan energiavaraston asennus alkaa alustasta: kyseessä on kantava betoniseinä, ei missään tapauksessa kipsilevy. Merkitset mallineen avulla neljä reikää, suoristat teräskannakkeen vesivaa'alla ja nostatte yksikön seinälle kahdestaan. Jätä ympärille 5 cm tilaa ilmankiertoa ja huoltoa varten.

Johdotus tehdään ketjussa akku — sulake — hybridi-invertteri. Kiinnität plus- ja miinuskaapelin rengasliittimet teholiittimiin; ennen ensimmäistä käynnistystä mittaat tyhjäkäyntijännitteen ja tarkistat napaisuuden.

Käyttöönotto kestää kolme vaihetta: kytke BMS päälle pääkytkimestä, käynnistä hybridinvertteri ja seuraa pyöreältä LCD-näytöltä jännitettä sekä latausvirtaa. Täyteen lataaminen 20 prosentista 100 prosenttiin 50 A:n virralla kestää noin kaksi tuntia.

Rinnankytkennässä pätee sääntö: sama malli, likimäärin sama varaustaso, oikea DIP-osoite ja ketjukytkentä yhteisen RS485-portin kautta. Jos yhdistät uuden ja voimakkaasti purkautuneen vanhan yksikön, BMS mukautuu heikoimman yksikön mukaan.

Perusluvut, joista voi lähteä liikkeelle

Valmistelut ja alusta

Tarkista seinä: sen on oltava tukevaa betonia tai kiveä, ei pelkkää kipsilevyä. Jätä yksikön ympärille 5 cm vapaata tilaa. Mukana toimitettavan teräskannakkeen koko on noin 409,5 × 322 mm; merkitse reiät vatupassilla ja kiinnitä 44 kg:n painolle sopivat ankkurit. Jos seinän kantavuus epäilyttää, pyydä ammattilaisen apua ja vältä muovitulppia pehmeässä muurauksessa.

Sähköliitännät

Kytke akku - sulake - hybridinvertteri. Kiristä kaapelikengät teholiittimiin ja tarkista napaisuus sekä tyhjäkäyntijännite. Vedä RS485- tai CAN-kaapeli akun ja invertterin välille.

Määritä invertterin profiili

Aseta hybridinvertteriin 51,2 V:n LiFePO4-akkuprofiili, jonka yläjännite on 58,4 V, alaraja 43,2 V ja enimmäisvirta 50 A. Kytke sitten BMS päälle pääkytkimestä ja seuraa pyöreää LCD-näyttöä.

Rinnakkaiskäyttöönotto

Useita yksiköitä varten: sama malli, likimäärin sama varaustaso, oikea DIP-osoite ja ketjukytkentä yhteisen RS485-portin kautta. Älä yhdistä uusia ja vanhoja yksiköitä; kapasiteetti määräytyy heikoimman yksikön mukaan.

Mihin tämä energiavarasto on tarkoitettu

Olipa kyseessä omakäyttö, varavirta, mökki tai siirrettävä asennus: 5,12 kWh:n seinäyksikkö korvaa useita raskaita lyijyakkuja yhdellä huoltovapaalla laitteella. Saman kapasiteetin 150-kiloiseen lyijyakkuun verrattuna 44 kg:n paino tekee seinäasennuksen mahdolliseksi.

Varavirran kytkevällä hybridinvertterillä akku aktivoituu automaattisesti sähkökatkon sattuessa; vanhemmat mallit käynnistetään manuaalisesti. Tarkista ennen ostoa, että laite tukee natiivisti 51,2 V:n LiFePO4-akkuprofiilia, jonka yläjännite on 58,4 V.

IP54-suojaus tarkoittaa suojaa pölyltä ja roiskeilta, ei vedenpitävyyttä. Kuiva autotalli tai kellari ei ole ongelma, mutta suihku tai avoin ulkotila on.

Kaapelille pätee sääntö: mitä pidempi kaapeli akun ja invertterin välillä on, sitä paksumpi sen on oltava, jotta jännitehäviö pysyy alle 1 %. 50 A:n virralla ja 5 metrin pituudella 25 neliömillimetriä riittää, ja sen jälkeen poikkipinta-alan on oltava suurempi.

Akun ja invertterin väliin tarvitaan ehdottomasti erotuskytkin tai sulake. Ne suojaavat kaapelin oikosululta ja tekevät huollosta turvallista.

Pyöreä LCD-näyttö näyttää jännitteen, latausvirran ja kapasiteetin. Jatkuva seuranta puhelimella onnistuu invertterillä, jos se välittää RS485- tai CAN-signaalin verkkoon; laitteella itsellään ei ole omaa sovellusta.

Lämpöpumppua tai sähkölämmitystä käyttävät tarvitsevat selvästi suuremman energiavaraston kuin ne, joilla sähköä kuluu vain valaistukseen ja jääkaappiin. Nämä laitteet kuluttavat useita kilowatteja ja ovat usein syynä siihen, ettei 5 kWh:n energiavarasto riitä.

Kesällä energiavarasto latautuu usein nopeammin, koska aurinkoa on enemmän; talvi on koettelemus. Talvellakin riittävä kokoonpano riittää sitäkin paremmin kesällä, koska lataussyklit tapahtuvat maltillisella käyttöalueella.

GSIKEn varastointikapasiteetin hinta on noin 166 euroa/kWh ja Pylontechin noin 150 euroa/kWh (mutta kapasiteetti on pienempi). Nimetön tuote Alibabasta maksaa alle 100 euroa/kWh, mutta ilman huoltopalvelua. Vertailu auttaa ymmärtämään, mitä toimitukseen sisältyy.

Tuet: kotitalouksien energiavarastojen tukeminen vaihtelee alueen ja ajankohdan mukaan. 5 kWh:n laitteesta voi saada 300–500 euron alennuksen; varmista asia verkkoyhtiöltä ennen ostoa.

Energiankulutusmittari tai hybridinvertterin loki tallentaa kulutuksen. Kuukauden ajan mittaamalla tietää tarkasti, kuinka monta kWh:ta tarvitaan iltaisin ilman aurinkosähköä, ja voi valita energiavaraston sopivan koon arvailun sijaan.

LiFePO4-akku on lyijyakkua turvallisempi: ei happoa, räjähdysvaarallista kaasua eikä vuotoja. Laite kuitenkin kiinnitetään seinälle, ja sitä on suojattava iskuilta ja suoralta vesikosketukselta IP54-luokituksen edellyttämällä tavalla.

Kun kerran ymmärtää, että 48 voltin luokassa energiavarasto on itse välipiiri, akkua ei enää sekoita invertteriin. Akku on vain laite, joka varastoi tasavirtaa; kodin vaihtovirran tuottaa erillinen hybridinvertteri. Ilman toisiaan ne muodostavat vain puolet järjestelmästä.

Tarkempi selvitys: kapasiteetin valinta, jännitevälipiiri ja käyttöikä

Tarvittavan energiavaraston koon voi arvioida myös aurinkopaneelien tehon perusteella. 5 kWp:n järjestelmä tuottaa hyvänä kesäpäivänä noin 25 kWh, mutta huonona talvipäivänä usein vain 3–5 kWh. 5 kWh:n energiavarasto ottaa hyvin vastaan hyvän päivän ylijäämän ja auttaa selviämään lyhyestä talvipäivästä. Yhteenveto: 5 kWh sopii 3–5 kWp:n järjestelmään; yli 10 kWp:n kattosähköjärjestelmään kannattaa valita 10–20 kWh.

Monet kotitaloudet aliarvioivat yöaikaisen kulutuksen. Jääkaappi kuluttaa vuorokaudessa 0,5–1 kWh, reititin ja LED-valot vielä 0,5 kWh sekä kattilan ohjaus ja lataus vielä 0,5 kWh. Yössä kuluu siis jo 2–3 kWh, ennen kuin tietoisesti käynnistät yhtäkään laitetta akkuvirralla.

Omavaraiskulutus ja varavoima ymmärretään usein väärin. Omavaraiskulutus tarkoittaa, että käytät energiavarastoa päivittäin puskurina aurinkosähkön tuotannon ja kodin kulutuksen välillä. Varavoima tarkoittaa, että järjestelmä ottaa sähkökatkon aikana vastuulleen koko kodin tai osan siitä. Varavoimaan tarvitaan vaihtoreleellä varustettu hybridinvertteri, ei pelkkä laturi.

48 V:n järjestelmästä on tullut yleinen kotitalouksien energiavarastoissa, koska 2–5 kW:n tehoilla virrat pysyvät kohtuullisina. 24 V:n järjestelmässä 5 kW:n teho vaatisi jo yli 200 A:n virran, mikä edellyttäisi paksumpia kaapeleita ja kalliimpia sulakkeita. 48 V on kompromissi turvallisuuden, hyötysuhteen ja johdotuskustannusten välillä.

Yleinen vastaväite on, että LiFePO4 on lyijyakkua kalliimpi. Käyttöiän aikana toimitetun kilowattitunnin hinta on kuitenkin päinvastainen: lyijyakku kestää 500–1000 lataussykliä, LiFePO4-akku 6000. Kymmenessä vuodessa litiumakku tulee jokaista toimitettua kilowattituntia kohden halvemmaksi, vaikka se maksaakin enemmän ostettaessa.

Vanhan lyijyakun vaihtaja huomaa usein, että käyttökelpoista energiaa on selvästi enemmän. Lyijyakusta voi käyttää ilman nopeaa vanhenemista vain 50 % kapasiteetista, kun taas LiFePO4-akusta voi käyttää 80 %. Näin ollen 5 kWh:n LiFePO4-akku vastaa suunnilleen 10 kWh:n lyijyakkua, mutta painaa puolet vähemmän eikä sisällä happoa.

Hybridinvertterin oikeat asetukset ovat tärkein onnistumiseen vaikuttava tekijä. Jos asetuksena on vahingossa 24 V:n tai lyijyakun profiili, akku ei lataudu täyteen tai se voi ylilatautua ja vaurioittaa BMS:ää. Siksi oikea, 51,2 V:n LiFePO4-profiili ja 58,4 V:n latauksen päätejännite tarkistetaan käyttöönoton yhteydessä.

Käyttöiän kannalta latausvirta on keskeinen tekijä. Jos akkua ladataan ja puretaan jatkuvasti 100 A:n virralla, se lähestyy teknisten tietojen mukaista enimmäisrajaa ja vanhenee nopeammin. Tavallinen käyttö 30–50 A:n virralla eli nimellisvirralla pitää kennot suotuisalla toiminta-alueella ja mahdollistaa kymmenen vuoden käyttöiän.

Seinäasennuksessa on aliarvostettu turvallisuusetu: laite on korkealla lasten ja eläinten ulottumattomissa eikä lattialla, jossa se kastuisi vesivuodon sattuessa. Laitteen ja seinän välinen 5 cm:n etäisyys takaa ilmankierron.

Vuokralaiselle seinäasennettava akku on hyvä vaihtoehto, sillä sen voi muuttaa pois muuttaessaan ilman, että rakennukseen tarvitsee tehdä pysyviä muutoksia. Lattia-asennuksen tai kellariin asentamisen purkaminen on hankalampaa, ja usein akku jää paikoilleen asuntoa myytäessä.

Verkkoon kytkettyyn ratkaisuun ilman akkua verrattuna omakäyttö säästää ennen kaikkea kalliissa päivä- ja yösähkötariffeissa. Euroopassa verkkoon syötetystä sähköstä maksetaan enää 6–10 senttiä, kun taas kotitalouden sähkö maksaa 30–40 senttiä. Juuri tämä ero tekee akusta taloudellisen.

5 kWh:n akun ja 5 kW:n hybridinvertterin yhdistelmä on vakiokokoonpano useimmille 3–5 kWp:n järjestelmille. Jos kapasiteettia haluaa myöhemmin kasvattaa 10 kWh:iin, rinnalle asennetaan vain toinen GSIKE-akku eikä invertterin asetuksia tarvitse muuttaa — rinnakkaislaitteiden osoitteet on vain määritettävä.

Monet asentavat akun myös eteiseen tai varastohuoneeseen, jossa se on käden ulottuvilla eikä pilaa olohuoneen ilmettä. Tärkeintä on jättää kotelon taakse 5 cm:n rako ilmankiertoa varten eikä upottaa laitetta tuulettamattomaan syvennykseen, sillä muuten kesäkuumuus vanhentaa kennoja hitaasti.

Tarkista ostaessasi, että kaikki tarvittava kuuluu toimitukseen: kannake, ankkurit sekä voima- ja tiedonsiirtokaapelit. Jos jotain puuttuu, se huomataan vasta asennuksen yhteydessä ja työt keskeytyvät koko päiväksi — siksi toimitussisältö tarkistetaan etukäteen eikä vasta tikkailla.

Äläkä lopuksi maksa turhaan ylimääräisistä kilowateista, joita et koskaan käytä. Optimaalinen ratkaisu on akusto, joka latautuu päivittäin sataan prosenttiin ja antaa illalla juuri tarvittavan määrän energiaa; kuukausia vajaana seisova akusto ei maksa itseään takaisin.

Ennen ensimmäistä käyttökertaa uuden yksikön on ehdottomasti annettava lämmetä huoneenlämmössä muutaman tunnin ajan, jos se on tullut pakkasesta. Liittimiin tiivistyvä kosteus ja kylmät kennot ensimmäisten käyttötuntien aikana saavat laitteen käyttäytymään oudosti, kunnes lämpötila tasaantuu.

Jos talossa on jo vanha lyijyakusto, sitä ei kannata kytkeä samaan virtakiskoon uuden litiumakuston kanssa. Erilaiset kemiat, katkaisujännitteet ja latausominaisuudet ovat ristiriidassa keskenään; litium kannattaa kytkeä omalla johdollaan oman sulakkeen ja invertterin oman latausprofiilin kanssa.

Moni ostaja on huolissaan talvesta, jolloin aurinkoa on vähän. Talven ongelma ei kuitenkaan ratkea kapasiteettia kasvattamalla, vaan eristämällä tila huolellisemmin ja välttämällä akuston purkamista tyhjäksi pilvisen viikon aikana; kennot kestävät kevyempää käyttöä huomattavasti paremmin.

Takuu on oma kysymyksensä. Kolmen vuoden virallinen takuu ja kymmenen vuoden laskennallinen käyttöikä tarkoittavat, että itse yksikkö kestää takuuajan yli reilusti; reklamaatiota varten kannattaa säilyttää kuitti eikä koteloa pidä avata itse, sillä muuten tapaus jää huollon ulkopuolelle.

Ja vielä yksi asia, joka usein unohtuu: akku tykkää siitä, ettei sitä turhaan käsitellä. Pääkytkintä ei tarvitse käännellä päivittäin, eikä akkua tarvitse purkaa tyhjäksi ja ladata heti sen jälkeen täyteen. Tasainen päivittäinen sykli sopivalla käyttöalueella on paras tapa päästä luvattuun kuuteen tuhanteen sykliin.

Tekninen syventyminen: purkaussyvyys, hyötysuhde, lämpötila, rinnankytkentä

Purkaussyvyys ja käyttöikä: 6000 sykliä 80 %:n DoD-arvolla ja 25 asteessa pitää paikkansa. Kevyessä käytössä (40–90 %:n välillä) akusto kestää huomattavasti pidempään; päivittäinen purkaminen 10 prosenttiin käy lähellä alarajaa. Akustoon kannattaa mitoittaa lisäkapasiteettia sen sijaan, että sen purkaisi joka yö ääriin asti.

Hyötysuhde ja lataussykli: itse kenno tuottaa 95–98 %, mutta BMS:n, invertterin ja kaapelien kautta kokonaishyötysuhde laskee 88–92 prosenttiin. Viisi kWh ikuista varausta antaa pistorasiasta noin 4,5 kWh. Huomioi nämä häviöt kapasiteettia laskiessasi.

Lämpötila ja ikääntyminen: akusto on suunniteltu lämpötiloille -10…50 astetta, mutta paras käyttöikä saavutetaan 15–25 asteessa. Jatkuva yli 40 asteen kuumuus vanhentaa kennoja, pakkanen vähentää kapasiteettia; lataaminen alle 0 asteessa ilman lämmitystä ei ole sallittua.

Rinnankytkentä ja BMS: useat yksiköt viestivät yhteisen RS485-portin kautta, ja kukin ohjaa omaa latausvirtaansa. Tärkeää on, että malli on sama, varaustaso on lähellä toisiaan ja DIP-osoite on oikea; kokonaiskapasiteetti määräytyy heikoimman akuston mukaan.

Käyttöönotto ja huolto: asennuksen jälkeen BMS kytkeytyy päälle ja invertteri käynnistyy, ja seuraamme LCD-näyttöä. Huoltoon kuuluu vuosittainen liittimien ja ilmanvaihtoaukkojen tarkastus; sisällä ei ole happoa eikä lyijyakuille tyypillistä tasauslatausta.

Takuu ja toimitus: kolmen vuoden takuu ja noin kymmenen vuoden laskennallinen käyttöikä. Pakkaus sisältää seinätelineen, ankkurit, virtajohdon, tiedonsiirtokaapelin ja käyttöohjeen. Toimitus on ilmainen, käsittelyaika 1–3 päivää, kuljetusaika 2–7 päivää ja palautusaika 30 päivää.

Asennuksen jälkeen huolto rajoittuu käytännössä liitäntöjen ja tuuletusaukkojen vuosittaiseen tarkistukseen. BMS tasapainottaa kennot automaattisesti, laitteen sisällä ei ole happoa eikä lyijyakuille tyypillistä tasauslatausta tarvita.

Lopuksi: jos seuraat pyöreän LCD-näytön lukemia edes pari viikkoa, näet itse, mihin aikaan talo kuluttaa eniten energiaa. Nämä tiedot osoittavat parhaiten, että kapasiteetti on mitoitettu tarpeisiisi sopivaksi eikä ostettu summanmutikassa.

Yhteenveto

Yllä olevat osiot lukemalla opit kolme tärkeää seikkaa: käytettävissä oleva kapasiteetti nimelliskapasiteetin sijaan, jatkuva teho huipputehon sijaan ja invertterin oikea 51,2 V:n asetus. Näiden kolmen mittapuun avulla minkä tahansa tarjouksen – olipa kyseessä GSIKE, Pylontech, LiTime tai tuntematon merkki – voi arvioida muutamassa minuutissa.

GSIKE FixWall asemoituu tietoisesti aloituspakkaukseksi: seinälle asennettava 5 kWh:n kokonaisuus on tarkoituksella ilman sovellusta ja lämmitintä, jotta hinta pysyy alle 900 eurossa. Se kerää pisteitä myös myyjän tarjoamalla monivuotisella huollolla, ilmaisella toimituksella ja 30 päivän palautusoikeudella.

Pitkällä aikavälillä säästöä ei tuo itse akkuvarasto vaan ero omakulutuksen ja verkosta ostetun sähkön välillä. Kun kotitaloussähkön hinta on 30–40 senttiä ja verkkoon syötetystä sähköstä maksetaan 6–10 senttiä, ero riittää siihen, että 5 kWh:n akkuvarasto maksaa itsensä takaisin kymmenessä vuodessa.

Valitusta mallista riippumatta paras sijoitus on realistinen mitoitus. Hieman suurempi akkuvarasto, jota puretaan maltillisesti, kestää pidempään kuin pieni, joka tyhjennetään joka yö lähes kokonaan. Tämä on kaikkien taulukoiden ja vertailujen tärkein johtopäätös.

Jos epäröit yhden ja kahden yksikön välillä, aloita yhdellä ja laajenna myöhemmin: 51,2 V:n väylä mahdollistaa rinnakkaislaajennuksen ilman profiilin vaihtamista, ja toisen yksikön lisääminen vaatii vain kiinnityksen, liitännän ja osoitteen asettamisen. Näin vältät ylimitoituksen heti alkuun.

Lopuksi vielä asennuskäytännöistä: jätä verkkoliitäntä sähköasentajan tehtäväksi, mutta seinätelineen asentaminen ja DC-johdotus onnistuvat hyvin kahdestaan. Siisti, suoraan asennettu kokonaisuus ja oikein asetettu 58,4 V:n profiili ratkaisevat lopulta, kestääkö akkuvarasto luvatun 6 000 lataussykliä.

GSIKEn valitseminen tarkoittaa siis ennen kaikkea hyväksi todetun, huoltovapaan, seinälle asennettavan 5 kWh:n paketin valitsemista houkuttelevaan hintaan ilman turhia sovelluksia ja lämmitystoimintoja, joita et kuitenkaan käyttäisi ja jotka vain nostaisivat hintaa. Ne, jotka tarvitsevat näitä toimintoja, valitsevat tietoisesti kalliimman kilpailijan.

Toisin sanoen tämä on Venäjän markkinoilla suorin reitti tyhjästä kellarista tai käyttämättömästä seinästä omavaraiseksi energiajärjestelmäksi – kunhan 44 kg:n paino ripustetaan kunnolla ja invertteri käyttää oikeaa profiilia.

Yhteenveto: Siististi asennettu seinäakku, jonka profiili on asetettu oikein, toimii vuosia ilman huoltoa; ratkaisevia vaiheita ovat alusta, kaapelointi ja protokollan määritys. Kun nämä kolme vaihetta tehdään huolellisesti ja ohjeita noudattaen, järjestelmää tarvitsee sen jälkeen tuskin käsitellä; liittimien, kiinnikkeiden ja tuuletusaukkojen vuosittainen tarkastus riittää ja vie hyvin vähän aikaa. Lyhyesti: GSIKE FixWall 51,2 V 100 Ah = seinälle asennettava 5,12 kWh:n akku 849,99 eurolla, 6 000 sykliä, RS485/CAN, enintään 16 yksikköä rinnakkain.

Usein kysytyt kysymykset

Aiheeseen liittyvät oppaat – GSIKE 48V-5kWh -toimitukselta

Lopullinen arvio

Usein kysytyt kysymykset

Lähteet ja tiedot

1. Invertterin aaltomuoto — https://en.wikipedia.org/wiki/Power_inverter
2. MPPT-aurinkosäädin — https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_point_tracking
3. LiFePO4-akku — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery
4. Aurinkosähköjärjestelmä sähköverkosta erillään — https://en.wikipedia.org/wiki/Off-grid_electricity_system
5. Keskeytymätön virransyöttö — https://en.wikipedia.org/wiki/Uninterruptible_power_supply

Oppaat ja vertailut