Odabir kućne baterije od 48 V: kWh, paralelni zidni blokovi od 5,12 kWh, vlastita potrošnja nasuprot rezervnom napajanju s GSIKE

Odabir veličine: GSIKE FixWall 51,2 V 100 Ah tanak je kućni LiFePO4 baterijski sustav za montažu na zid, napona 48 V: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, nazivno 50 A = 2560 W kontinuirano, maksimalno 100 A = 5120 W kratkotrajno, radni napon od 43,2 do 58,4 V, završni napon 58,4 V, 6000 ciklusa pri 80 % DoD, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 i CAN te mogućnost paralelnog spajanja do 16 blokova, ukupnog kapaciteta do 81,92 kWh. Riječ je o bateriji, a ne o izmjenjivaču, i povezuje se sa zasebnim hibridnim izmjenjivačem od 48 V. Ovaj vodič pokazuje kako izračunati potreban kapacitet u kWh i odgovarajući broj paralelno spojenih zidnih blokova GSIKE.

Odabir počinje s dnevnom potrošnjom energije u kWh. Ako trošite 10 kWh dnevno, a baterija pokriva 60 %, potrebno vam je 6 kWh dostupnog kapaciteta; uz 20 % rezerve planirajte oko 7,5 kWh instaliranog kapaciteta, odnosno jedan do dva bloka od 5,12 kWh.

Kod vlastite potrošnje baterija se danju puni viškom solarne energije, a noću prazni - jedan ciklus dnevno često pokriva jedan blok. Za rezervno napajanje planirajte jedan dan autonomije bez sunca: za dan bez mreže potrebno je 3–5 kWh, pa je bolje predvidjeti 10–20 kWh iz dva do četiri bloka.

Ljestvica paralelnog spajanja: jedan blok 5,12 kWh, dva 10,24, četiri 20,48, osam 40,96, šesnaest 81,92 kWh. Budući da je spremnik već u naponskom razredu od 48 V, blokove uvijek spajamo paralelno, nikad serijski; serijsko spajanje nije dopušteno ni električki ni prema logici BMS-a.

S financijskog gledišta, spremnik se isplati ondje gdje postoji razlika između otkupne tarife za predaju energije u mrežu i kućne tarife. Uz cijenu od 30 centi po kWh i 50 % vlastite potrošnje, ovisno o subvencijama, isplati se za deset godina; za to su razdoblje predviđeni i 6000 ciklusa.

Osnovne brojke kao polazište

Korak 1: analizirati dnevnu potrošnju

Tijekom mjesec dana mjerite dnevnu potrošnju ili je očitajte s računa. Obiteljska kuća troši oko 8–15 kWh dnevno, a stan 5–8 kWh. Na temelju toga odredite koliki dio želite pokriti iz spremnika - obično 50–70 %.

Korak 2: odrediti dane autonomije

Ako želite samo pohraniti dnevni višak solarne energije za večernju upotrebu, dovoljan je jedan blok. Ako želite prebroditi dan bez mreže, predvidite osnovnu potrošnju od 3–5 kWh; za dva dana bez sunca potrebno je 10–20 kWh, odnosno dva do četiri bloka GSIKE.

Korak 3: koristiti ljestvicu paralelnog spajanja

Jedan blok: 5,12 kWh, dva: 10,24, četiri: 20,48, osam: 40,96, šesnaest: 81,92 kWh. Budući da je spremnik već u naponskom razredu od 48 V, spajamo blokove paralelno, nikad serijski. Kapacitet u amper-satima raste, a napon ostaje 51,2 V.

Korak 4: odabrati inverter

Jedan blok može isporučivati 2560 W neprekidno; jedan blok nije dovoljan za inverter od 5 kW. Za inverter od 5 kW predvidite najmanje dva paralelno spojena bloka i postavite profil baterije 51,2 V LiFePO4 s završnim naponom od 58,4 V.

Za što je ovaj spremnik namijenjen

Bilo da se radi o vlastitoj potrošnji, rezervnom napajanju, vikendici ili mobilnoj instalaciji: zidna jedinica od 5,12 kWh zamjenjuje nekoliko teških olovnih blokova jednim uređajem bez potrebe za održavanjem. U usporedbi sa 150 kilograma teškim olovnim blokom jednakog kapaciteta, masa od 44 kg upravo omogućuje montažu na zid.

Hibridni inverter s prebacivanjem na rezervno napajanje pri prekidu automatski aktivira bateriju; stariji modeli pokreću se ručno. Prije kupnje provjerite podržava li uređaj izvorno profil od 51,2 V LiFePO4 s završnim naponom od 58,4 V.

Zaštita IP54 znači zaštitu od prašine i prskanja, a ne vodonepropusnost. Suha garaža ili podrum nisu problem, ali tuš ili otvoreno mjesto na otvorenom jesu.

Kod presjeka kabela glasi: što je kabel između baterije i invertera dulji, to mora biti deblji kako bi pad napona ostao ispod 1 %. Za 50 A i 5 metara dovoljno je 25 kvadratnih milimetara, a za veće udaljenosti presjek se povećava.

Izolacijska sklopka ili osigurač između baterije i invertera obavezni su. Štite od kratkog spoja u kabelu i omogućuju sigurno održavanje.

Okrugli LCD prikazuje napon, struju punjenja i kapacitet. Inverter omogućuje stalni nadzor putem telefona ako prenosi signal RS485 ili CAN na mrežu; sam uređaj nema vlastitu aplikaciju.

Trebaju više kapaciteta baterije oni koji koriste dizalicu topline ili električno grijanje nego kućanstva koja napajaju samo rasvjetu i hladnjak. Ti uređaji troše nekoliko kilovata i često su razlog zašto 5 kWh kapaciteta baterije nije dovoljno.

Ljeti se baterijski sustav često brže puni jer ima više sunca; zima je pravi test. Konfiguracija koja je dovoljna zimi ljeti je tim više dovoljna jer se ciklusi odvijaju u blažem rasponu.

Cijena po kWh kapaciteta baterije iznosi oko 166 eura za GSIKE i oko 150 eura za Pylontech (ali uz manji kapacitet), dok je za nebrendirane proizvode s Alibabe niža od 100 eura, bez servisa. Usporedba pomaže razumjeti što je uključeno u komplet.

Što se tiče subvencija: one za kućne baterijske sustave razlikuju se ovisno o regiji i datumu. Moguć je popust od 300–500 eura na uređaj od 5 kWh; prije kupnje provjerite uvjete kod operatora distribucijskog sustava.

Brojilo energije ili zapisnik hibridnog invertera bilježi potrošnju. Tko mjeri mjesec dana, točno zna koliko mu je kWh potrebno navečer kad nema sunca pa može odabrati baterijski sustav bez nagađanja.

LiFePO4 baterije sigurnije su od olovnih: nema kiseline, eksplozivnih plinova ni curenja. Ipak, uređaj je montiran na zid te ga treba zaštititi od udaraca i izravnog kontakta s vodom, kako nalaže i oznaka IP54.

Tko je jednom shvatio da je u klasi od 48 V baterijski sustav ujedno i sama sabirnica, više ne miješa bateriju i inverter. Baterija je samo uređaj koji pohranjuje istosmjernu struju; izmjeničnu struju u kućanstvu osigurava zasebni hibridni inverter. Bez jednog ili drugog sustav je samo napola dovršen.

Detaljan pregled: odabir kapaciteta, sabirnica napona i vijek trajanja

Potreban kapacitet baterijskog sustava može se odrediti i prema snazi solarnih panela. Sustav od 5 kWp tijekom dobrog ljetnog dana proizvede oko 25 kWh, a tijekom lošeg zimskog dana često samo 3–5 kWh. Baterijski sustav od 5 kWh dobro pohranjuje višak energije tijekom dobrog dana i pokriva manjak tijekom kratkog zimskog dana. Ukratko: 5 kWh odgovara sustavima snage 3–5 kWp; za krov s više od 10 kWp predvidite 10–20 kWh.

Mnoga kućanstva podcjenjuju noćnu potrošnju. Hladnjak tijekom dana troši 0,5–1 kWh, usmjerivač i LED rasvjeta još 0,5 kWh, a upravljanje kotlom i punjenjem još 0,5 kWh. To je već 2–3 kWh po noći — prije nego što namjerno uključite ijedan uređaj na baterijsko napajanje.

Često se pogrešno shvaća razlika između vlastite potrošnje i rezervnog napajanja. Vlastita potrošnja znači da svakodnevno koristite baterijski sustav kao međuspremnik između proizvodnje solarnih panela i kućne potrošnje. Rezervno napajanje znači da sustav u slučaju nestanka struje preuzima napajanje cijele kuće ili njezina dijela. Za rezervno napajanje potreban je hibridni inverter s preklopnim relejem, a ne samo punjač.

Sabirnica od 48 V raširena je u kućnim sustavima za pohranu energije jer su struje pri relevantnim snagama od 2–5 kW još uvijek prihvatljive. Sustav od 24 V pri 5 kW već bi zahtijevao struju veću od 200 A, deblje kabele i skuplje osigurače. Napon od 48 V predstavlja kompromis između sigurnosti, učinkovitosti i cijene ožičenja.

Čest je prigovor da je LiFePO4 skuplji od olovne baterije. No kad se izračuna cijena po kWh tijekom cijelog vijeka trajanja, vrijedi upravo suprotno: olovna baterija traje 500–1000 ciklusa, a LiFePO4 — 6000. Tijekom deset godina litijeva baterija jeftinija je po svakom isporučenom kWh, iako je skuplja pri kupnji.

Mnogi koji zamijene staru olovnu bateriju primijete da sada imaju osjetno više iskoristive energije. Olovnu bateriju možete koristiti samo do 50 % kapaciteta bez brzog starenja, dok LiFePO4 podnosi i 80 %. Tako baterija LiFePO4 od 5 kWh približno zamjenjuje olovnu bateriju od 10 kWh, uz upola manju težinu i bez kiseline.

Postavke hibridnog pretvarača ključan su čimbenik uspjeha. Ako se slučajno odabere profil za 24 V ili olovne baterije, uređaj neće napuniti bateriju do kraja ili će je prenaponom oštetiti BMS. Zato se pri prvom puštanju u rad provjerava je li odabran ispravan profil: 51,2 V LiFePO4, s maksimalnim naponom punjenja od 58,4 V.

Kad je riječ o vijeku trajanja, struja punjenja važan je čimbenik. Ako bateriju stalno punite i praznite strujom od 100 A, približavate se granici specifikacije i ubrzavate njezino starenje. Uobičajen rad pri 30–50 A — odnosno nazivnoj struji — održava ćelije u sigurnom rasponu i predviđen je za deset godina uporabe.

Zidna montaža ima podcijenjenu sigurnosnu prednost: uređaj je postavljen visoko, izvan dosega djece i životinja, a ne stoji na podu gdje bi se sve smočilo u slučaju curenja vode. Razmak od 5 cm između uređaja i zida omogućuje konvekciju.

Za najmoprimce je zidna baterija dobar izbor jer se pri selidbi može skinuti i ponijeti bez nepovratnih preinaka u zgradi. Naknadna demontaža podne ili podrumske ugradnje zahtjevnija je, a pri prodaji nekretnine baterija često ostane na mjestu.

U usporedbi s rješenjem priključenim na mrežu bez baterije, vlastita potrošnja uglavnom omogućuje uštedu na skupim dnevnim i noćnim tarifama. Naknada za predaju električne energije u mrežu u Europi pala je na 6–10 centi, dok kućanska tarifa iznosi 30–40 centi. Upravo ta razlika čini bateriju isplativom.

Komplet koji se sastoji od baterije od 5 kWh i hibridnog pretvarača od 5 kW standardna je konfiguracija za većinu solarnih elektrana snage 3–5 kWp. Ako kasnije poželite povećati kapacitet na 10 kWh, jednostavno dodate još jedan GSIKE paralelno, bez promjene profila pretvarača — potrebno je samo postaviti paralelne adrese.

Mnogi umjesto toga postavljaju bateriju u predsoblje ili spremište, gdje im je pri ruci i ne narušava izgled dnevnog boravka. Najvažnije je ostaviti razmak od 5 cm iza kućišta radi konvekcije i ne zatvarati uređaj u nišu bez ventilacije jer će ljetna vrućina inače polako skraćivati vijek ćelija.

Pri kupnji obratite pozornost na to je li sve uključeno: nosač, sidreni vijci te kabeli za napajanje i komunikaciju moraju biti u kutiji. Ako nešto nedostaje, to će se otkriti tek tijekom montaže i pokvariti cijeli dan — zato popis provjerite unaprijed, a ne na ljestvama.

I na kraju, nema potrebe preplaćivati dodatne kilovate koje nikad nećete iskoristiti. Spremnik koji se svakodnevno napuni do sto posto i navečer isporuči točno onoliko energije koliko je potrebno optimalno je rješenje; onaj koji mjesecima stoji nedovoljno napunjen ne isplati se.

Prije prvog uključivanja obavezno ostavite novu jedinicu nekoliko sati na sobnoj temperaturi ako je stigla s mraza. Kondenzacija na kontaktima i hladne ćelije tijekom prvih sati rada mogu uzrokovati neobičan rad čak i potpuno ispravnog uređaja, dok se temperatura ne izjednači.

Ako već imate stari olovni ormar, ne biste ga trebali spajati na istu sabirnicu s novom litijskom jedinicom. Različiti kemijski sastavi, različiti naponi isključenja i različite karakteristike punjenja međusobno su neusklađeni; litijsku jedinicu treba spojiti zasebnom linijom, s vlastitim osiguračem i profilom u inverteru.

Mnogi kupci brinu se zbog zime, kad ima malo sunca. Zapravo se zimski problem ne rješava povećanjem kapaciteta, nego boljom izolacijom prostorije i navikom da se jedinica ne prazni do kraja tijekom oblačnog tjedna; ćelije znatno lakše podnose blag režim rada.

Zasebno pitanje je jamstvo. Tri godine službenog jamstva uz procijenjeni radni vijek od deset godina znače da će sama jedinica nadživjeti jamstveni rok s velikom rezervom; najvažnije je sačuvati račun i ne otvarati kućište samostalno jer će u suprotnom prestati pružati servisnu podršku.

I još nešto što se često zanemaruje: baterija voli da je ne dirate bez potrebe. Ne morate svakodnevno isključivati glavni prekidač ni je potpuno isprazniti pa odmah napuniti do kraja. Ujednačen svakodnevni ciklus u praktičnom rasponu najbolji je način da dosegnete obećanih šest tisuća ciklusa.

Tehnički pregled: dubina pražnjenja, učinkovitost, temperatura, paralelno povezivanje

Dubina pražnjenja i vijek trajanja: 6000 ciklusa pri 80 % DoD-a i 25 stupnjeva realna su vrijednost. Pri blagom korištenju (u rasponu od 40–90 %) spremnik traje znatno dulje; svakodnevno pražnjenje do 10 % približava ga donjoj granici. Bolje je predvidjeti veći kapacitet nego svake noći prazniti bateriju do kraja.

Učinkovitost i ciklus: sama ćelija postiže 95–98 %, ali zbog BMS-a, invertera i žica ukupna učinkovitost pada na 88–92 %. Pet kWh pohranjene energije daje oko 4,5 kWh na utičnici. U izračun kapaciteta uračunajte te gubitke.

Temperatura i degradacija: spremnik je predviđen za rad na -10…50 stupnjeva, ali najdulji vijek postiže se na 15–25 stupnjeva. Stalna vrućina iznad 40 stupnjeva ubrzava starenje ćelija, a hladnoća smanjuje kapacitet; punjenje ispod 0 stupnjeva bez grijanja nije dopušteno.

Paralelno povezivanje i BMS: nekoliko jedinica komunicira preko zajedničkog priključka RS485, a svaka upravlja vlastitom strujom punjenja. Važni su isti model, slična napunjenost i ispravna DIP adresa; ukupni kapacitet određuje najslabiji sklop.

Puštanje u rad i održavanje: nakon montaže uključuje se BMS, pokreće se inverter i pratimo LCD zaslon. Održavanje se svodi na godišnji pregled priključaka i ventilacijskih otvora; unutra nema kiseline ni izjednačujućeg punjenja kao kod olovnih baterija.

Jamstvo i dostava: trogodišnje jamstvo uz procijenjeni vijek trajanja od približno deset godina. U kutiji se nalaze zidni nosač, sidra, kabel za napajanje, komunikacijski kabel i priručnik. Dostava je besplatna, obrada traje 1–3 dana, prijevoz 2–7 dana, a povrat je moguć u roku od 30 dana.

Nakon ugradnje, održavanje se uglavnom svodi na godišnju provjeru priključaka i ventilacijskih otvora; BMS automatski uravnotežuje ćelije, unutra nema kiseline ni izjednačujućeg punjenja kao kod olovnih akumulatora.

Za kraj, ako barem nekoliko tjedana bilježite očitanja s okruglog LCD zaslona, i sami ćete vidjeti u kojim satima kuća troši najviše energije. Ti su podaci najbolji dokaz da vam odabrani kapacitet odgovara, a nije kupljen napamet.

Zaključci

Tko je pročitao prethodne odjeljke, zna za tri ključna čimbenika: iskoristivi kapacitet umjesto nominalnog, trajna snaga umjesto vršne te ispravno podešavanje napona od 51,2 V u inverteru. Pomoću ta tri kriterija svaku je ponudu - bilo da je riječ o GSIKE-u, Pylontechu, LiTimeu ili nepoznatom brendu - moguće procijeniti u nekoliko minuta.

GSIKE FixWall namjerno je pozicioniran kao početni komplet od 5 kWh za montažu na zid: namjerno je bez aplikacije i grijača kako bi cijena ostala ispod 900 eura, a prednost mu daju višegodišnja podrška prodavača, besplatna dostava i 30-dnevni rok za povrat.

Dugoročno se ne isplati sama baterija, nego razlika između vlastite potrošnje i preuzimanja električne energije iz mreže. Uz kućnu tarifu od 30–40 centi i naknadu za predaju energije od 6–10 centi ta je razlika dovoljna da se baterija od 5 kWh isplati za deset godina.

Bez obzira na odabrani model, najbolja je investicija realno planiranje. Nešto veća baterija koja se blago prazni traje dulje od male koja se svake noći prazni gotovo do kraja. To je glavni zaključak svih tablica i usporedbi.

Tko se dvoumi između jednog i dva modula, neka počne s jednim pa poslije proširi sustav: sabirnica od 51,2 V omogućuje paralelno proširenje bez promjene profila, a postavljanje još jednog modula svodi se na pričvršćivanje, povezivanje spojnim kabelom i podešavanje adrese. Tako izbjegavate početno predimenzioniranje.

Naposljetku, što se tiče ugradnje: priključivanje na električnu mrežu prepustite električaru, ali dvoje ljudi može bez problema postaviti zidni nosač i izvesti DC ožičenje. U konačnici, uredna i poravnata ugradnja te ispravno podešen profil od 58,4 V odlučuju o tome hoće li baterija doživjeti obećanih 6000 ciklusa.

Dakle, odabirom GSIKE-a prije svega birate provjeren komplet od 5 kWh koji se postavlja na zid i ne zahtijeva održavanje, po privlačnoj cijeni, bez suvišnih aplikacija i funkcija grijanja koje ionako ne biste koristili i koje bi samo povećale cijenu. Tko treba te funkcije, svjesno bira skupljeg konkurenta.

Drugim riječima, za rusko tržište ovo je najizravniji put od praznog podruma ili neiskorištenog zida do autonomnog energetskog sustava - pod uvjetom da je 44 kg dobro pričvršćeno na zid i da inverter koristi odgovarajući profil.

Zaključak: Jedan blok za noćnu pričuvu, dva za dan autonomije, šesnaest za veliko opterećenje: paralelni raspon GSIKE-a raste prema potrebi. Ukratko: GSIKE FixWall 51,2 V 100A·h = 5,12 kWh na zidu za 849,99 eura, 6000 ciklusa, RS485/CAN, do 16 blokova paralelno.

Česta pitanja

Povezani vodiči — uredništvo GSIKE 48V-5kWh

Konačna presuda

Česta pitanja

Izvori i podaci

1. Valni oblik pretvarača — https://en.wikipedia.org/wiki/Power_inverter
2. MPPT solarni regulator — https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_point_tracking
3. LiFePO4 baterija — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery
4. Samostalni solarni sustav — https://en.wikipedia.org/wiki/Off-grid_electricity_system
5. Neprekidno napajanje — https://en.wikipedia.org/wiki/Uninterruptible_power_supply

Vodiči i usporedbe

Prijeđite na proizvod: GSIKE 51,2 V 100 Ah 5,12 kWh.

Usporedite deklariranih 5120 Wh=5,12 kWh, nazivnu struju od 50 A=2560 W, RS485/CAN i cijenu od 849.99 EUR prije odabira zidne baterije od 48 V.