GSIKE vodič: Proširenje kapaciteta 48V baterije spajanjem paralelno

Dimenzioniranje: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah je uska zidna kućna baterija LiFePO4 klase 48 V: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, nazivno 50 A = 2560 W kontinuirano, maksimalno 100 A = 5120 W kratkotrajno, radni napon između 43,2 i 58,4 V, napon prekida punjenja 58,4 V, 6000 ciklusa pri 80 % DoD, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 i CAN te do 16 jedinica paralelno, ukupnog kapaciteta do 81,92 kWh. To je baterija, a ne inverter, i spaja se na zasebni hibridni inverter od 48 V. Ovaj vodič pokazuje kako izračunati odgovarajuću veličinu baterije u kWh i pravilan broj paralelnih zidnih baterija GSIKE.

Dimenzioniranje počinje dnevnom potrošnjom energije u kWh. Za 10 kWh dnevno i pokrivenost od 60 % potrebno vam je 6 kWh iskoristivog kapaciteta; uz rezervu od 20 % planirajte oko 7,5 kWh instaliranog kapaciteta, odnosno jednu do dvije jedinice od 5,12 kWh.

U načinu rada za vlastitu potrošnju baterija se danju puni viškom solarne energije, a navečer prazni - jedan ciklus dnevno, pa je često dovoljna jedna jedinica. Za rad tijekom prekida napajanja planirajte jednodnevnu autonomiju bez solarne energije: jedan dan bez mreže zahtijeva 3-5 kWh, stoga je prikladnije 10-20 kWh iz dva do četiri paketa.

Paralelne baterije: jedna jedinica ima 5,12 kWh, dvije 10,24, četiri 20,48, osam 40,96, a šesnaest 81,92 kWh. Budući da je sustav već klase 48 V, uvijek ih spajamo paralelno, nikad serijski; serijski spoj bio bi nedopušten i s električnog aspekta i s obzirom na BMS.

S financijske strane, baterija se isplati kada je razlika između otkupne cijene struje i cijene koju plaćate velika. Uz cijenu struje od 30 centi i 50 % vlastite potrošnje, baterija od 5 kWh isplati se unutar desetogodišnjeg jamstva; predviđena je za 6000 ciklusa tijekom tog razdoblja.

Osnovne vrijednosti za daljnje izračune

Korak 1: utvrdite dnevnu potrošnju

Pratite dnevnu potrošnju mjesec dana ili je očitajte s računa. U obiteljskoj kući dnevna potrošnja iznosi oko 8-15 kWh, a u stanu 5-8 kWh. Na temelju toga odredite koliki dio želite pokriti baterijom - obično 50-70 posto.

Korak 2: odredite dane autonomije

Ako samo želite iskoristiti poslijepodnevni višak solarne energije, dovoljna je jedna jedinica. Ako želite izdržati jedan dan bez mrežnog napajanja, planirajte osnovnu potrošnju od 3-5 kWh; za dva dana bez sunca potrebno je 10-20 kWh, odnosno dvije do četiri jedinice GSIKE.

Korak 3: odaberite broj paralelno spojenih jedinica

Jedna jedinica: 5,12 kWh, dvije: 10,24, četiri: 20,48, osam: 40,96, šesnaest: 81,92 kWh. Budući da je baterija već u klasi 48 V, jedinice spajamo paralelno, a nikad serijski. Kapacitet u amper-satima raste, a napon ostaje 51,2 V.

Korak 4: dimenzioniranje pretvarača

Jedna jedinica može kontinuirano isporučivati 2560 W; jedna jedinica premala je za pretvarač od 5 kW. Za pretvarač od 5 kW planirajte najmanje dvije jedinice spojene paralelno i postavite profil baterije na LiFePO4 od 51,2 V s isključenjem pri 58,4 V.

Za što je ova baterija dimenzionirana

Bilo da je riječ o vlastitoj potrošnji, nestanku struje, vikendici ili mobilnoj instalaciji: zidna baterija kapaciteta 5,12 kWh zamjenjuje nekoliko teških olovnih blokova jednom jedinicom koja ne zahtijeva održavanje. U usporedbi sa 150 kg olovnih baterija, 44 kg upravo je ono što omogućuje njezino vješanje.

Kod hibridnog pretvarača s preklopnim napajanjem baterija se automatski aktivira u slučaju prekida; stariji modeli moraju se pokrenuti ručno. Prije kupnje provjerite podržava li uređaj izvorno profil LiFePO4 od 51,2 V s isključenjem pri 58,4 V.

Zaštita IP54 otporna je na prašinu i prskanje, ali nije vodootporna. Suha garaža ili podrum nisu problem, ali tuš ili mjesto na otvorenom nisu prikladni.

Kaapelin presjek: što je kabel između baterije i pretvarača dulji, to mora biti deblji kako bi pad napona ostao ispod jedan posto. Za 50 A i duljinu od pet metara dovoljno je 25 kvadratnih milimetara; iznad toga presjek se povećava.

Prekidač ili osigurač između baterije i invertera obavezan je. Štiti od kratkog spoja kabela i omogućuje sigurno održavanje.

Okrugli LCD prikazuje napon, struju punjenja i kapacitet. Trajni prikaz na telefonu omogućuje inverter ako prenosi signal RS485 ili CAN na mrežu; sam uređaj nema vlastitu aplikaciju.

Tko upotrebljava dizalicu topline ili električno grijanje, treba znatno veći spremnik nego kućanstvo koje troši struju samo za rasvjetu i hladnjak. Ti uređaji troše nekoliko kilovata pa jedan spremnik od 5 kWh često nije dovoljan.

Ljeti se spremnik često brže napuni jer ima više sunca; zima je pravi test. Dimenzioniranje koje je dovoljno i zimi bit će više nego dovoljno ljeti jer su ciklusi ravnomjerniji.

Cijena spremnika po kilovatsatu iznosi oko 166 eura za GSIKE, oko 150 eura za Pylontech (ali uz manji kapacitet), a manje od 100 eura za generičke nebrendirane proizvode bez servisne podrške. Usporedba pomaže steći predodžbu o paketu.

Ovisno o regiji i datumu, potpora za dnevne spremnike u kućanstvima razlikuje se. Moguć je popust od 300-500 eura na spremnik od 5 kWh; prije kupnje raspitajte se kod operatora mreže.

Mjerač energije ili hibridni inverter bilježi potrošnju. Tko mjeri potrošnju mjesec dana, točno zna koliko mu je kWh potrebno navečer bez sunca i ne dimenzionira spremnik napamet.

LiFePO4 je sigurniji od olovnih baterija: nema kisika, eksplozivnih plinova ni curenja. Ipak, jedinica se nalazi na zidu i treba je zaštititi od udaraca i izravnog kontakta s vodom, u skladu sa zaštitom IP54.

Tko razumije da je u klasi od 48 V spremnik već samostalna sabirnica, više neće miješati bateriju s inverterom. Baterija je samo uređaj za pohranu istosmjerne energije; izmjeničnu struju za kućanstvo pretvara zasebni hibridni inverter. Jedno bez drugoga čine samo polovicu sustava.

Česta zabluda pri ugradnji jest da je veća baterija uvijek bolja. U stvarnosti se predimenzioniran spremnik rijetko napuni do kraja, a uz ravnomjerne cikluse korist ne raste linearno. Najbolja je veličina ona pri kojoj se spremnik napuni jednom dnevno i prazni navečer i noću.

Razlika između cijene električne energije iz mreže i cijene otkupa predane električne energije određuje isplativost. Na finskom tržištu razlika između cijene električne energije za kućanstva i otkupne cijene električne energije predstavlja uštedu zahvaljujući kojoj se spremnik isplati u roku od deset godina.

Dimenzioniranje solarnih panela i kapacitet spremnika povezani su: premalen spremnik ne može primiti višak proizveden tijekom sunčanog dana, a prevelik će ostajati prazan za oblačnih dana. Često je najbolji kompromis početi s jednom jedinicom i poslije dodati još jednu paralelno.

Mnogi se pitaju treba li im uopće spremnik ako je električna mreža pouzdana. Odgovor se svodi na vlastitu potrošnju i neovisnost tijekom prekida: čak i ako su prekidi rijetki, višak proizveden tijekom dana pretvara se u novac samo ako se može iskoristiti navečer, umjesto da se jeftino prodaje u mrežu.

Sigurnost se često podcjenjuje: zidna jedinica nalazi se izvan dohvata djece i kućnih ljubimaca te je ne može smočiti voda koja se nakupi na podu uslijed poplave. Zbog toga je zidna montaža za mnoge domove razuman prvi izbor.

Mnoge moderne kuće već imaju novu glavnu električnu ploču na koju se baterija može jednostavno priključiti. U starijim kućama vrijedi provjeriti mogu li postojeći kabeli i prekidači podnijeti struje novog sustava prije početka instalacije.

Za vijek trajanja baterije najmanje je štetno ravnomjerno je upotrebljavati iz dana u dan. Velika, nagla pražnjenja u razmaku od nekoliko dana brže troše ćelije nego ravnomjerno, redovito opterećenje. Zato je rješenje za vlastitu potrošnju, u kojem baterija radi tijekom dana, dugoročno isplativije.

Detaljniji osvrt na dimenzioniranje, napon sabirnice i vijek trajanja

Na pitanje kolika je baterija potrebna može se odgovoriti i na temelju snage solarnih panela. Sustav od 5 kWp proizvede oko 25 kWh tijekom dobrog ljetnog dana, a tijekom lošeg zimskog dana često tek 3-5 kWh. Baterija od 5 kWh dobro pohranjuje višak energije tijekom dobrog dana i pokriva manjak tijekom slabog zimskog dana. Ukratko: 5 kWh odgovara sustavu od 3-5 kWp; za krovnu terasu s više od 10 kWp planirajte 10-20 kWh.

Mnoga kućanstva podcjenjuju noćnu potrošnju. Hladnjak tijekom 24 sata potroši 0,5-1 kWh, usmjerivač i LED svjetla još 0,5 kWh, a upravljanje grijanjem i punjenjem još 0,5 kWh. To je ukupno 2-3 kWh po noći - prije nego što se ijedan uređaj namjerno počne napajati iz baterije.

Razlika između vlastite potrošnje i rezervnog napajanja često se pogrešno shvaća. Vlastita potrošnja znači da se baterija svakodnevno upotrebljava kao spremnik između proizvodnje solarne energije i potrošnje kućanstva. Rezervno napajanje znači da sustav preuzima napajanje cijele kuće ili njezina dijela tijekom nestanka struje. Za rezervno napajanje potreban je hibridni inverter s preklopnim relejem, a ne samo punjač.

Napon sabirnice od 48 V postao je uobičajen za kućne baterijske sustave jer pri važnim snagama od 2-5 kW omogućuje prihvatljivu jakost struje. Sustav od 24 V pri 5 kW već bi imao struju veću od 200 A te bi zahtijevao deblje kabele i skuplje osigurače. Napon od 48 V stoga je kompromis između sigurnosti, učinkovitosti i troškova ožičenja.

Čest je prigovor da je LiFePO4 skuplji od olovne baterije. No kad se izračuna cijena po kilovatsatu tijekom životnog vijeka, vrijedi upravo suprotno: olovna baterija traje 500-1000 ciklusa, a LiFePO4 6000. Tijekom deset godina litijska baterija mnogo je jeftinija po iskorištenom kWh, iako je početna cijena viša.

Oni koji zamijene staru olovnu bateriju često primijete da je njezina iskoristivost znatno veća. Olovnu bateriju može se koristiti samo do 50 % kapaciteta prije nego što joj se performanse brzo pogoršaju; LiFePO4 može se koristiti do 80 %. Baterija LiFePO4 od 5 kWh stoga približno zamjenjuje olovnu bateriju od 10 kWh, uz upola manju težinu i bez kiseline.

Kod hibridnog izmjenjivača postavka je najvažniji čimbenik uspjeha. Ako se slučajno postavi na 24 V ili profil za olovne baterije, uređaj se neće napuniti do kraja ili će se puniti prenaponom i oštetiti BMS. Zato pri prvom puštanju u rad treba provjeriti ispravan profil od 51,2 V za LiFePO4, sa završnim naponom punjenja od 58,4 V.

Struja punjenja ključna je za vijek trajanja. Oni koji stalno pune i prazne bateriju strujom od 100 A približavaju se granici specifikacije pa se ona brže troši. Uobičajena uporaba pri 30-50 A, odnosno nazivnoj struji, održava ćelije u optimalnom rasponu i prikladna je za desetogodišnju uporabu.

Zidna montaža ima podcijenjenu sigurnosnu prednost: jedinica visi visoko, izvan dohvata djece i kućnih ljubimaca, i ne stoji na podu gdje bi je poplava mogla smočiti. Razmak od 5 cm između jedinice i zida omogućuje konvekciju.

Za najmoprimce je sustav za pohranu energije montiran na zid dobra opcija jer se može demontirati i premjestiti prilikom preseljenja, bez trajnih promjena na zgradi. Naknadna ugradnja podnog sustava ili sustava u podrumu zahtjevnija je i često se izostavlja prilikom prodaje.

U usporedbi s mrežnim sustavom bez pohrane energije, vlastita potrošnja uglavnom štedi skupe dnevne i noćne tarife. Cijena električne energije predane u mrežu u Europi pala je na 6-10 centi, dok cijena za kućanstva iznosi 30-40 centi. Ta razlika čini sustav za pohranu energije isplativim.

Sustav za pohranu energije od 5 kWh i hibridni izmjenjivač od 5 kW standardna su konfiguracija za većinu instalacija od 3-5 kWp. Ako se kasnije proširi na 10 kWh, jednostavno se paralelno priključi još jedan GSIKE, bez potrebe za promjenom profila izmjenjivača - potrebno je samo postaviti paralelne adrese.

Zima je razdoblje u kojem se otkriva stvarna prikladnost dimenzioniranja sustava za pohranu energije. Oni koji su ga razumno dimenzionirali već ljeti primijetit će da isti sustav za pohranu energije zadovoljava potrebe i zimi, pod uvjetom da se potrošnja rasporedi na vrijeme kad ima dnevnog svjetla. Zato je ravnomjeran raspored potrošnje važniji od velikog kapaciteta.

Često se postavlja pitanje može li se baterija ostaviti bez nadzora. Odgovor je da: BMS samostalno nadzire napon, struju i temperaturu pa korisnik ne mora svakodnevno intervenirati. Okrugli LCD samo pruža vizualnu potvrdu da je sve u redu.

Ako ugradnja uključuje punjenje električnog automobila, imajte na umu da je riječ o velikom opterećenju. Baterija od 5 kWh nije dovoljna za punjač, ali može napajati rasvjetu i hladnjak dok punjač koristi drugi izvor energije. U tom slučaju vrijedi planirati dvije jedinice.

Odabir mjesta za ugradnju iznenađujuće je važna odluka. Hladan i vlažan podrum skraćuje vijek trajanja ćelija, dok ga ravnomjerno topao ormar ili kotlovnica produljuju. Prije bušenja zida vrijedi razmisliti o tome u kojoj je prostoriji temperatura odgovarajuća i ima dovoljno mjesta.

Razina napunjenosti na kojoj se baterija drži tijekom duljeg skladištenja također utječe na njezin vijek trajanja. Ako bateriju ne upotrebljavate svakodnevno, čuvajte je na oko 50 % napunjenosti, a ne potpuno napunjenu ni praznu. To znatno smanjuje starenje tijekom mirovanja.

Često se postavlja pitanje treba li uz bateriju postaviti zaseban osigurač. Da, treba: osigurač smješten na kabelu za napajanje i uz pol baterije štiti od kratkog spoja i nužan je sigurnosni dio instalacije. Instalaciju ne treba ostavljati uključenu bez njega.

Na kraju vrijedi zapamtiti da je svaki sustav pomalo drukčiji. Najbolja instalacija postiže se usklađivanjem baterije, invertera i panela, a ne kupnjom najskupljeg pojedinačnog uređaja. To vrijedi i za GSIKE i za druge marke.

Detaljan tehnički pregled: dubina pražnjenja, učinkovitost, temperatura, paralelni spoj

Dubina pražnjenja i vijek trajanja: 6000 ciklusa pri DoD-u od 80 % i 25 stupnjeva. Uz ravnomjernije korištenje (između 40 i 90 %) baterija traje osjetno dulje; svakodnevno pražnjenje do 10 posto približava se donjoj granici. Radije planirajte jednu jedinicu više nego da je svake noći potpuno ispraznite.

Učinkovitost i ciklus: sama ćelija postiže učinkovitost od 95-98 posto, a prolaskom kroz BMS, inverter i kabele ukupna učinkovitost pada na 88-92 posto. Svakodnevno trošenje 5 kWh navečer daje oko 4,5 kWh na utičnici. Uzmite taj gubitak u obzir pri dimenzioniranju.

Temperatura i smanjenje opterećenja: baterija je predviđena za skladištenje na temperaturama od -10 do +50 stupnjeva, ali najbolji vijek trajanja postiže se između 15 i 25 stupnjeva. Trajna vrućina iznad 40 stupnjeva ubrzava starenje ćelija, a hladnoća smanjuje kapacitet; punjenje na temperaturama ispod ništice bez zagrijavanja nije dopušteno.

Paralelni spoj i BMS: više baterijskih modula komunicira putem zajedničkog priključka RS485, a svaki upravlja vlastitom strujom punjenja. Važno je da modeli budu identični, da razina napunjenosti bude slična i da DIP adresa bude ispravna; ukupni kapacitet ovisi o najslabijem nizu.

Puštanje u rad i održavanje: nakon instalacije BMS se uključuje, pokreće se inverter, a LCD zaslon se nadzire. Održavanje se svodi na godišnji vizualni pregled priključaka i ventilacijskih otvora; u njoj nema kiseline ni potrebe za izjednačujućim punjenjem kao kod olovne baterije.

Jamstvo i isporuka: trogodišnje jamstvo uz planirani vijek trajanja od oko deset godina. U kutiji se nalaze zidni okvir, utikači, kabel za napajanje, komunikacijski kabel i priručnik. Dostava je besplatna, uz obradu u roku od 1-3 dana, prijevoz od 2-7 dana i mogućnost povrata u roku od 30 dana.

Nakon instalacije održavanje se uglavnom svodi na godišnji pregled priključaka i ventilacijskih otvora; BMS automatski uravnotežuje ćelije, u njoj nema kiseline ni potrebe za izjednačujućim punjenjem kao kod olovne baterije.

Jedan praktičan savjet: upute za instalaciju i tehničke podatke baterije držite lako dostupnima, čak i ako sustav dobro radi. Kad vam nakon nekoliko godina zatreba servis ili proširenje, pronalazak točnih podataka poštedjet će vas nepotrebnog nagađanja.

Kad je baterija jednom instalirana i postavke ispravne, dugo radi gotovo neprimjetno. To je velika prednost LiFePO4 baterija u odnosu na stare olovne baterije: ne zahtijevaju redovitu provjeru razine tekućine ni ventilaciju kao prije.

Nakon provjere postavki dobro je zapisati koje su postavke unesene u inverter. Tako ćete ubuduće, kada poželite proširiti sustav ili zamijeniti uređaj, točno znati kako je konfiguriran.

Sažetak

Tko je pročitao prethodne odjeljke, poznaje tri ključna mjerila: korisni kapacitet umjesto nazivnog, kontinuiranu snagu umjesto vršne snage i ispravnu postavku od 51,2 V na inverteru. Pomoću ta tri mjerila svaka se ponuda - bila riječ o GSIKE-u, Pylontechu, LiTimeu ili nepoznatoj marki - može procijeniti za nekoliko minuta.

GSIKE FixWall namjerno popunjava mjesto početnog paketa s 5 kWh na zidu: nema aplikaciju ni grijanje kako bi cijena ostala ispod 900 eura, a prednost su mu višegodišnja podrška prodavača, besplatna dostava i povrat u roku od 30 dana.

Dugoročno, sustav sam po sebi ne donosi uštedu, već razlika između vlastite potrošnje i potrošnje iz mreže. Uz cijenu kućne električne energije od 30-40 centi i otkupnu cijenu od 6-10 centi, ta je ušteda dovoljno velika da se baterija od 5 kWh isplati u deset godina.

Bez obzira na odabrani model, vrijedi sljedeće: najbolja je investicija realistično planiranje. Nešto veća baterija koja se ravnomjerno koristi traje dulje od male koja se svakodnevno prazni do krajnjih granica. To je najvažnija pouka svih tablica i usporedbi.

Tko se dvoumi između jedne i dviju jedinica, neka radije počne s jednom pa kasnije proširi sustav: sabirnica od 51,2 V omogućuje paralelno proširenje bez promjene profila, a postavljanje nove jedinice svodi se na pričvršćivanje, spajanje i namještanje adrese. Tako ćete izbjeći početno predimenzioniranje.

Za kraj, praktični savjeti za instalaciju: priključak na mrežu prepustite električaru, no dvoje ljudi bez problema može postaviti zidni nosač i spojiti DC kabele. Čista, vodoravna instalacija i pravilno postavljen profil od 58,4 V naposljetku određuju hoće li baterija dosegnuti obećanih 6000 ciklusa.

Odabir GSIKE-a prije svega je odabir provjerenog zidnog paketa od 5 kWh bez održavanja po privlačnoj cijeni, bez nepotrebnih funkcija aplikacije ili grijanja koje ionako ne biste koristili i koje bi samo povisile cijenu. Tko želi te funkcije, svjesno bira skupljeg konkurenta.

Drugim riječima: za finsko tržište ovo je najizravniji put od praznog podruma ili neiskorištenog zida do energetske samodostatnosti - pod uvjetom da se 44 kg dobro pričvrsti i da inverter podržava odgovarajući profil.

Konačna presuda: Jedna jedinica za noćno napajanje, dvije za autonomni dan, šesnaest za veliku potrošnju: GSIKE-ov paralelni sustav skalira se prema potrebi. Sažetak: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah = 5,12 kWh na zidu za 849,99 eura, 6000 ciklusa, RS485/CAN, najviše 16 jedinica paralelno.

Često postavljana pitanja

Konačna presuda

Često postavljana pitanja

Izvori i pozadinske informacije

1. Službena stranica GSIKE 51,2 V 100 Ah (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 na Wikipediji — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery

Ostali vodiči i usporedbe za GSIKE seriju LiFePO4 od 12 V i 100 Ah

Za cijeli proizvod i narudžbu: stranica proizvoda GSIKE 51,2 V 100 Ah – 849.99 EUR (stara cijena 1250.00 EUR), besplatna dostava u Finskoj.

GSIKE 51,2 V 100 Ah LiFePO4 (5120 Wh/5,12 kWh, 2560 W) dostupna za 849.99 EUR (stara cijena 1250.00 EUR), besplatna dostava u Finskoj, 2–7 dana, povrat u roku od 30 dana.