Izračun 48-voltnega domačega hranilnika: kWh, vzporedno povezani stenski paketi po 5,12 kWh, lastna poraba v primerjavi z izpadom električnega omrežja pri GSIKE

Mesec dni spremljaj dnevno porabo ali jo preveri na računu. Družinska hiša porabi približno 8–15 kWh na dan, stanovanje pa 5–8 kWh. Nato določi delež, ki ga želiš pokriti iz hranilnika — običajno 50–70 %.

Če želiš zvečer izkoristiti samo presežek sončne energije, zadostuje ena enota. Če želiš preživeti en dan brez električnega omrežja, načrtuj osnovno porabo 3–5 kWh; za dva sončna dneva brez sonca je potrebnih 10–20 kWh, torej dve do štiri enote GSIKE.

Ena enota ima 5,12 kWh, dve 10,24, štiri 20,48, osem 40,96, šestnajst pa 81,92 kWh. Ker je hranilnik že 48-voltni, enote povezujemo vzporedno, nikoli zaporedno. Amper ure se povečajo, napetost ostane 51,2 V.

Ena enota lahko neprekinjeno zagotavlja 2560 W; ena sama enota je premalo za 5-kW razsmernik. Za 5-kW razsmernik načrtuj vsaj dve vzporedno povezani enoti in nastavi profil baterije na 51,2 V LiFePO4 z napetostjo ob koncu polnjenja 58,4 V.

Naj gre za samooskrbo, izpad elektrike, počitniško hišico ali mobilno namestitev: stenska enota z zmogljivostjo 5,12 kWh nadomesti več težkih svinčenih blokov z eno samo enoto brez vzdrževanja. V primerjavi s svinčeno baterijo enake zmogljivosti in mase 150 kg je 44-kilogramska enota tista, ki omogoča namestitev na steno.

Hibridni razsmernik s samodejnim preklopom ob izpadu elektrike samodejno aktivira baterijo ob izgubi omrežja; starejše modele je treba zagnati ročno. Pred nakupom se prepričaj, da naprava izvorno podpira profil 51,2 V LiFePO4 z napetostjo ob koncu polnjenja 58,4 V.

Zaščita IP54 je odporna proti prahu in brizganju vode, ni pa vodotesna. Suha garaža ali klet nista problematični, prha ali nezaščiten zunanji prostor pa sta.

Pri preseku kabla velja: daljši ko je kabel med baterijo in razsmernikom, debelejši mora biti, da padec napetosti ostane pod 1 %. Pri 50 A in 5 metrih zadostuje presek 25 kvadratnih milimetrov, pri večjih razdaljah pa je treba presek povečati.

Glavno baterijsko stikalo ali varovalka med baterijo in razsmernikom je obvezna. Varuje pred kratkim stikom v kablu in omogoča varno vzdrževanje.

Okoliški LCD-prikazovalnik kaže napetost, polnilni tok in zmogljivost. Dolgoročno spremljanje prek telefona omogoča razsmernik, če v omrežje prenaša signal RS485 ali CAN; sama naprava nima lastne aplikacije.

Kdor uporablja toplotno črpalko ali električni grelnik, potrebuje precej večjo zmogljivost hranilnika kot gospodinjstvo z razsvetljavo in hladilnikom. Te porabnike poganja več kilovatov, zato je 5-kWh hranilnik pogosto premalo.

Poleti se hranilnik pogosto hitro napolni, ker je na voljo več sončne energije; preizkušnja je zima. Zasnova, ki zadostuje tudi pozimi, poleti zadostuje še toliko bolj, saj so cikli plitvejši.

Cena na kWh shranjevanja pri GSIKE je približno 166 €, pri Pylontechu približno 150 € (vendar z manjšo zmogljivostjo), pri generičnih neimenovanih izdelkih pa manj kot 100 € brez servisa. Primerjava pomaga pri razumevanju paketa.

Kar zadeva subvencije: glede na območje in datum so subvencije za gospodinjske hranilnike različne. Možna je subvencija v višini 300–500 € za hranilnik s kapaciteto 5 kWh; pred nakupom povprašaj svojega dobavitelja.

Merilnik energije ali dnevnik hibridnega razsmernika beleži porabo. Kdor meri en mesec, natančno ve, koliko kWh potrebuje zvečer, ko ni sonca, in ne ocenjuje velikosti hranilnika na pamet.

LiFePO4 je varnejši od svinčenih baterij: ni kisline, eksplozivnega plina ali iztekanja. Vendar je enota nameščena na steni, zato jo je treba zaščititi pred udarci in neposrednim stikom z vodo, kot določa IP54.

Kdor razume, da je pri sistemih 48 V hranilnik že samo vodilo enosmernega toka, baterije nikoli več ne zamenjuje z razsmernikom. Baterija je zgolj enota, ki shranjuje energijo DC; gospodinjsko napajanje AC pretvarja ločen hibridni razsmernik. Vsak zase sta le polovica sistema.

Pogosta napaka pri vgradnji je prepričanje, da je večja baterija vedno boljša. V resnici se prevelik hranilnik le redko povsem napolni, pri plitvih ciklih pa se korist ne povečuje linearno. Optimalna velikost je takšna, da se hranilnik enkrat na dan napolni in zvečer oziroma ponoči izprazni.

Razlika med ceno elektrike iz omrežja in odkupno ceno določa vračilno dobo. Na grškem trgu je razlika med ceno za gospodinjstva in odkupno ceno prihranek, s katerim se hranilnik povrne v desetih letih.

Na vprašanje o velikosti hranilnika lahko odgovorimo tudi glede na moč fotonapetostnega sistema. Sistem z močjo 5 kWp v lepem poletnem dnevu proizvede približno 25 kWh, v slabem zimskem pa pogosto le 3–5 kWh. Hranilnik s kapaciteto 5 kWh zlahka sprejme presežek energije v lepem dnevu, pozimi pa pokrije porabo v suhem vremenu. Pravilo: 5 kWh je primerno za sistem z močjo 3–5 kWp; za strešno elektrarno z močjo nad 10 kWp raje načrtuj 10–20 kWh.

Mnoga gospodinjstva podcenjujejo nočno porabo. Hladilnik v 24 urah porabi 0,5–1 kWh, usmerjevalnik in LED-osvetlitev še 0,5 kWh, krmilnik kotla in polnjenja pa še 0,5 kWh. Skupaj je to 2–3 kWh na noč - še preden katero od naprav namenoma priključiš na baterijo.

Razliko med lastno porabo in rezervnim napajanjem pogosto napačno razumemo. Lastna poraba pomeni, da shranjeno energijo uporabljaš kot vmesni člen med proizvodnjo sončne energije in porabo v hiši. Rezervno napajanje pomeni, da sistem ob izpadu prevzame napajanje celotne hiše ali njenega dela. Za rezervno napajanje potrebuješ hibridni razsmernik s preklopnim relejem, ne zgolj polnilnika.

48-voltna napetost vodila se je uveljavila pri domačih hranilnikih, ker pri običajnih močeh od 2 do 5 kW omogoča sprejemljive tokove. Sistem z napetostjo 24 V in močjo 5 kW bi zahteval več kot 200 A, debelejše kable in dražje varovalke. 48 V je zato kompromis med varnostjo, učinkovitostjo in stroški ožičenja.

Pogost pomislek je, da je LiFePO4 dražji od svinca. Če pa strošek izračunamo na kWh za celotno življenjsko dobo, velja ravno nasprotno: svinčeni hranilnik zdrži 500–1000 ciklov, LiFePO4 pa 6000. V desetih letih je litijev hranilnik na porabljeno kWh precej cenejši, čeprav je nabavna cena višja.

Kdor zamenja star svinčeni hranilnik, pogosto ugotovi, da je uporabna zmogljivost precej večja. Svinčeni hranilnik lahko uporabljamo le do 50 %, da se ne bi prehitro postaral, LiFePO4 pa prenese tudi 80-odstotno praznjenje. Zato 5-kWh hranilnik LiFePO4 nadomesti približno 10-kWh svinčeni hranilnik, pri polovični teži in brez kisline.

Pri hibridnem pretvorniku je nastavitev najpomembnejši dejavnik uspeha. Če je pomotoma nastavljen profil 24 V ali svinčeni profil, se naprava ne napolni do konca ali pa se polni s previsoko napetostjo in poškoduje BMS. Zato je treba ob prvem zagonu preveriti pravi profil za 51,2 V LiFePO4 z zgornjo mejo 58,4 V.

Življenjsko dobo v veliki meri določa polnilni tok. Kdor nenehno polni in prazni s tokom 100 A, se približuje mejam specifikacij, zato se baterija hitreje stara. Običajna uporaba s tokom 30–50 A — torej nazivnim tokom — ohranja celice v ustreznem območju in je zasnovana za deset let uporabe.

Stenska namestitev ima podcenjeno varnostno prednost: enota visi visoko, zunaj dosega otrok in hišnih ljubljenčkov, ne pa na tleh, kjer bi ob puščanju vode vse zalilo. Odvajanje toplote med napravo in steno je zagotovljeno z 5-centimetrskim razmikom.

Za najemnike je stenska namestitev hranilnika dobra možnost, saj ga je mogoče razstaviti in ob selitvi preseliti, ne da bi trajno spreminjali stavbo. Pri namestitvi na tleh ali v kleti je prestavitev zahtevnejša, hranilnik pa ob prodaji pogosto ostane tam.

V primerjavi z omrežno rešitvijo brez shranjevanja lastna poraba prihrani predvsem pri dragih večernih in nočnih tarifah. Odkupna cena v Evropi je padla na 6–10 centov, medtem ko cena za gospodinjstva znaša 30–40 centov. Zaradi te razlike je shranjevanje ekonomsko smiselno.

Paket za shranjevanje z zmogljivostjo 5 kWh in hibridni pretvornik z močjo 5 kW sta standardna konfiguracija za večino 3–5 kWp inštalacij. Kdor pozneje zmogljivost razširi na 10 kWh, preprosto vzporedno priključi še eno napravo GSIKE, ne da bi spremenil profil pretvornika — nastaviti mora le vzporedne naslove.

Globina praznjenja in življenjska doba: podatek o 6000 ciklih pri 80-odstotni globini praznjenja (DoD) in 25 stopinjah velja; pri plitvi uporabi (med 40 % in 90 %) baterija zdrži občutno dlje, vsakodnevno praznjenje do 10 % pa je skrajni primer. Raje načrtuj eno enoto več, kot da jo vsak večer povsem izprazniš.

Učinkovitost in vezje: same celice dosegajo 95–98 %, vendar skupna učinkovitost zaradi BMS-a, pretvornika in kablov pade na 88–92 %. Če se 5 kWh shrani čez dan in porabi zvečer, je iz vtičnice na voljo približno 4,5 kWh. To izgubo upoštevaj pri svojih izračunih.

Temperatura in degradacija: baterijo je mogoče skladiščiti pri temperaturah od –10 do 50 stopinj, vendar je najdaljša življenjska doba zagotovljena pri 15–25 stopinjah. Dolgotrajna izpostavljenost temperaturam nad 40 stopinj pospešuje staranje celic, mraz pa zmanjšuje kapaciteto; polnjenje pri temperaturah pod 0 stopinj brez ogrevanja je nesprejemljivo.

Vzporedna povezava in BMS: baterijski sklopi komunicirajo prek skupnih vrat RS485, vsak pa uravnava svoj polnilni tok. Pomembni so enak model, podobna napolnjenost in pravilna nastavitev naslovov DIP; skupno kapaciteto določa najšibkejši člen v zaporedni vezavi.

Zagon in vzdrževanje: po namestitvi se vklopi BMS, zažene pretvornik in spremlja LCD-zaslon. Vzdrževanje je omejeno na letni vizualni pregled priključkov in odprtin za pline; baterija ne vsebuje kisline in ne potrebuje izenačevalnega polnjenja kot svinčene baterije.

Garancija in dostava: triletna garancija in predvidena življenjska doba približno deset let. Paket vključuje stenski nosilec, vložke, napajalni kabel, komunikacijski kabel in priročnik. Brezplačna dostava, obdelava naročila v 1–3 dneh, prevoz v 2–7 dneh in 30-dnevno vračilo.

Po namestitvi je vzdrževanje omejeno predvsem na letni pregled povezav in odprtin za pline; BMS samodejno uravnava celice, v njej ni kisline in ne potrebuje izenačevalnega polnjenja kot svinčena baterija.

Kdor je prebral spodnja poglavja, pozna tri ključne dejavnike: uporabno kapaciteto namesto nazivne, trajno moč namesto konične in pravilno nastavitev 51,2 V na pretvorniku. S temi tremi merili lahko v nekaj minutah ovrednotiš vsako ponudbo - naj bo GSIKE, Pylontech, LiTime ali neznane znamke.

GSIKE FixWall se zavestno pozicionira kot začetni 5-kWh stenski paket: namenoma ne vključuje aplikacije in grelnega upora, da cena ostane pod 900 €, prednost pa pridobiva z večletno podporo prodajalca, brezplačno dostavo in 30-dnevnim vračilom.

Dolgoročno se naložba ne povrne zaradi samega hranilnika, temveč zaradi razlike med lastno porabo in odjemom iz omrežja. Ob ceni elektrike za gospodinjstva od 30 do 40 centov in odkupni ceni od 6 do 10 centov je ta korist dovolj velika, da se hranilnik z zmogljivostjo 5 kWh povrne v desetih letih.

Ne glede na model velja: najboljša naložba je realističen načrt. Nekoliko večji hranilnik, ki ga uporabljate plitko, bo zdržal dlje kot majhen, ki ga vsak dan izpraznite do skrajne meje. To je najpomembnejši sklep vseh tabel in primerjav.

Če kolebate med eno in dvema enotama, začnite z eno in jo pozneje razširite: vodilo 51,2 V omogoča vzporedno razširitev brez spremembe profila, dodajanje nove enote pa zahteva le pritrditev, priklop in nastavitev naslova. Tako se izognete pretiranemu začetnemu vlaganju.

Še praktična plat namestitve: priklop na električno omrežje prepustite električarju, stenski nosilec in enosmerno ožičenje pa lahko brez težav namestita dve osebi. Čista, vodoravna namestitev in pravilno nastavljen profil 58,4 V na koncu odločata o tem, ali bo hranilnik dosegel obljubljenih 6000 ciklov.

Izbira GSIKE je torej predvsem izbira preizkušenega stenskega baterijskega sklopa z zmogljivostjo 5 kWh, ki ne potrebuje vzdrževanja in je na voljo po privlačni ceni, brez odvečnih funkcij aplikacije ali ogrevanja, ki jih tako ali tako ne bi uporabljali in bi zgolj zvišale ceno. Kdor želi te funkcije, se zavestno odloči za dražjega konkurenta.

Z drugimi besedami, za grški trg je to najpreprostejša pot od prazne kleti ali neizkoriščene stene do energetske samozadostnosti — pod pogojem, da 44 kg težko enoto pravilno pritrdite in da pretvornik uporablja ustrezen profil.