Izračun domačega hranilnika 48V: kWh, vzporedni stenski paketi 5,12 kWh, lastna poraba v primerjavi z rezervnim napajanjem ob izpadu elektrike z GSIKE

Izračun: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah je tanka, stenska domača LiFePO4 baterija 48-voltnega razreda: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, nazivno 50 A = neprekinjeno 2560 W, največ 100 A = 5120 W za kratek čas, delovna napetost 43,2–58,4 V, končna napetost 58,4 V, 6000 ciklov pri 80 % DoD, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 in CAN ter do 16 vzporedno povezanih enot, skupaj do 81,92 kWh. To je baterija, ne pretvornik, in povezuje se z ločenim 48-voltnim hibridnim pretvornikom. Ta vodnik prikazuje, kako izračunati ustrezno velikost shranjevanja v kWh in primerno število vzporedno povezanih stenskih paketov GSIKE.

Izračun se začne z dnevno porabo energije v kWh. Pri porabi 10 kWh na dan in 60-odstotnem pokritju iz shranjene energije potrebuješ 6 kWh uporabne kapacitete; z 20-odstotno rezervo načrtuj približno 7,5 kWh nameščene kapacitete, torej eno do dve enoti po 5,12 kWh.

Pri lastni porabi se sistem za shranjevanje čez dan polni s presežno sončno energijo in ponoči prazni – en cikel na dan, kar pogosto zadostuje že z eno enoto. Za primer izpada elektrike načrtuj avtonomijo za dan brez sonca: dan brez omrežja zahteva 3–5 kWh, zato raje izberi 10–20 kWh iz dveh do štirih paketov.

Vzporedno povezovanje: ena enota ima 5,12 kWh, dve 10,24, štiri 20,48, osem 40,96, šestnajst pa 81,92 kWh. Ker je sistem za shranjevanje že 48-voltni, enote vedno povezujemo vzporedno, nikoli zaporedno; zaporedna povezava bi bila nesprejemljiva tako z električnega vidika kot z vidika BMS.

Z ekonomskega vidika se shranjevanje povrne, ko se odkupna cena električne energije razlikuje od cene za gospodinjstva. Pri ceni električne energije 30 centov in 50-odstotni lastni porabi se naložba povrne v desetih letih, odvisno od subvencije; 6000 ciklov je zasnovanih prav za to obdobje.

Osnovne vrednosti za izračun

Korak 1: Prikaz dnevne porabe

Mesec dni meri svojo dnevno porabo ali pa jo odčitaj z računa. Družinska hiša porabi približno 8–15 kWh na dan, stanovanje pa 5–8 kWh. Nato določi delež, ki ga želiš pokriti s shranjeno energijo – običajno 50–70 %.

Korak 2: Določi število dni avtonomije

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

3. korak: Izkoristi možnost vzporedne povezave

Ena enota: 5,12 kWh; dve: 10,24; štiri: 20,48; osem: 40,96; šestnajst: 81,92 kWh. Ker je shramba že v razredu 48 V, enote povezujemo vzporedno, nikoli zaporedno. Amperurne ure se povečajo, napetost pa ostane 51,2 V.

4. korak: Izračun razsmernika

Ena enota zmore neprekinjeno 2560 W; en sam razsmernik z močjo 5 kW je zanjo prevelik. Za razsmernik z močjo 5 kW načrtuj vsaj dve vzporedno povezani enoti in nastavi profil baterije na 51,2 V LiFePO4 z zgornjo mejo 58,4 V.

Za kaj je ta shramba zasnovana

Ne glede na to, ali gre za samooskrbo, izpad elektrike, počitniško hišo ali mobilno namestitev: 5,12-kWh stenska enota nadomesti več težkih svinčenih blokov z eno samo enoto brez vzdrževanja. V primerjavi s 150-kilogramsko svinčeno baterijo enake zmogljivosti prav masa 44 kg omogoča namestitev na steno.

Hibridni razsmernik s samodejnim preklopom ob izpadu elektrike samodejno aktivira baterijo, ko pride do izpada omrežja; starejše modele je treba zagnati ročno. Pred nakupom se prepričaj, da naprava izvorno podpira profil 51,2 V LiFePO4 z zgornjo mejo 58,4 V.

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

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

Glavno baterijsko stikalo ali varovalka med baterijo in razsmernikom je obvezna. Ščiti pred kratkim stikom kabla in omogoča varno vzdrževanje.

Obdajajoči LCD-prikazovalnik prikazuje napetost, polnilni tok in zmogljivost. Dolgoročno spremljanje s telefonom omogoča razsmernik, če prenaša signal RS485 ali CAN v omrežje; sama naprava nima lastne aplikacije.

Kdor uporablja toplotno črpalko ali električni grelnik, potrebuje precej večjo shrambo kot gospodinjstvo z razsvetljavo in hladilnikom. Te naprave porabijo precej kilovatov in so pogosto razlog, da 5-kWh shramba ne zadostuje.

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

Strošek shranjevanja na kWh pri GSIKE znaša približno 166 €, pri Pylontech približno 150 € (vendar z manjšo zmogljivostjo), pri splošnih neoznačenih izdelkih pa manj kot 100 € brez servisa. Primerjava pomaga pri razumevanju paketa.

Kar zadeva subvencije: višina podpore za hišni hranilnik se razlikuje glede na regijo in datum. Možna je subvencija v višini 300–500 € za hranilnik s kapaciteto 5 kWh; pred nakupom vprašaj svojega dobavitelja.

Števec energije ali dnevnik hibridnega razsmernika beleži porabo. Kdor en mesec spremlja porabo, natančno ve, koliko kWh potrebuje zvečer brez sonca, in velikosti hranilnika ne določa na podlagi ocen.

Baterije LiFePO4 so varnejše od svinčenih: ni kisline, eksplozivnega plina ali puščanja. Vendar je enota pritrjena na steno in jo je treba zaščititi pred udarci ter neposrednim stikom z vodo, kot določa stopnja zaščite IP54.

Kdor razume, da je v 48-voltni skupini hranilnik že dejansko vodilo, baterije nikoli več ne zamenjuje z razsmernikom. Baterija je zgolj enota, ki shranjuje enosmerno energijo; gospodinjsko izmenično energijo pretvarja ločen hibridni razsmernik. Brez drugega sta le polovica sistema.

Pogosta napaka pri namestitvi je prepričanje, da je večja baterija vedno boljša. V resnici se prevelik hranilnik redko povsem napolni, pri plitvih ciklih pa se korist ne povečuje sorazmerno. Optimalna točka je takrat, ko se hranilnik enkrat na dan napolni in se zvečer ter ponoči prazni.

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

Podrobnejša razlaga izračuna, napetosti vodila in življenjske dobe

Na vprašanje o velikosti hranilnika lahko odgovorimo tudi na podlagi moči fotonapetostnega sistema. Sistem z močjo 5 kWp v dobrem poletnem dnevu proizvede približno 25 kWh, v slabem zimskem dnevu pa pogosto le 3–5 kWh. Hranilnik s kapaciteto 5 kWh brez težav prevzame presežek v dobrem dnevu, pozimi pa pokrije porabo v suhem dnevu. Pravilo: 5 kWh je primerno za sistem z močjo 3–5 kWp; za streho 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 dodatnih 0,5 kWh, krmilnik kotla in polnjenje pa še 0,5 kWh. Skupaj je to 2–3 kWh na noč - še preden katero od naprav namenoma priključiš na baterijo.

Samooskrba in izpad elektrike se pogosto zamenjujeta. Samooskrba pomeni, da shranjeno energijo uporabljaš kot blažilnik med sončno proizvodnjo in porabo v gospodinjstvu. Izpad elektrike pomeni, da sistem med izpadom prevzame napajanje celotnega doma ali njegovega dela. Za napajanje ob izpadu potrebuješ hibridni razsmernik s preklopnim relejem, ne le polnilnika.

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

Pogost pomislek je, da je LiFePO4 dražji od svinčevih baterij. Če pa strošek preračunamo na kWh skozi celotno življenjsko dobo, velja ravno nasprotno: svinčene baterije zdržijo 500–1000 ciklov, LiFePO4 pa 6000. V desetih letih je litijev hranilnik na porabljeno kWh precej cenejši, čeprav je nakupna cena višja.

Kdor zamenja star svinčev hranilnik, pogosto ugotovi, da je uporabna zmogljivost precej večja. Svinčevo baterijo je mogoče uporabljati le do 50 %, da se ne bi prehitro postarala, medtem ko LiFePO4 prenese tudi 80-odstotno izpraznitev. LiFePO4 z zmogljivostjo 5 kWh zato nadomesti približno svinčev hranilnik z zmogljivostjo 10 kWh, ob polovični teži in brez kisline.

Pri hibridnem pretvorniku so nastavitve najpomembnejši dejavnik uspeha. Če je pomotoma nastavljen profil 24 V ali svinčeve baterije, se naprava ne napolni do konca ali pa se polni s previsoko napetostjo in poškoduje BMS. Zato je treba ob prvem zagonu preveriti pravilen profil 51,2 V LiFePO4 z najvišjo napetostjo 58,4 V.

Z vidika življenjske dobe je polnilni tok pomemben dejavnik. Kdor baterijo nenehno polni in prazni s tokom 100 A, se približuje meji specifikacij, zato se bo hitreje postarala. Običajna uporaba s tokom 30–50 A — torej nazivnim tokom — ohranja celice v optimalnem območju in je primerna za deset let uporabe.

Stenska namestitev ima spregledano varnostno prednost: enota visi visoko, zunaj dosega otrok in hišnih ljubljenčkov, in ne stoji na tleh, kjer bi se ob razlitju vode vse zmočilo. Odmik 5 cm zagotavlja prezračevanje med napravo in steno.

Za najemnike je stenski hranilnik dobra izbira, saj ga je mogoče razstaviti in ob selitvi odnesti, ne da bi trajno spreminjali stavbo. Pri postavitvi na tla ali v klet je prestavljanje zahtevnejše in hranilnik pogosto ostane tam tudi ob prodaji.

V primerjavi z rešitvijo, povezano z omrežjem, brez hranilnika, lastna poraba prihrani predvsem pri dragih večernih in nočnih tarifah. Odkupna cena v Evropi je padla na 6–10 centov, medtem ko gospodinjska cena znaša 30–40 centov. Zaradi te razlike je hranilnik ekonomsko upravičen.

Sklop baterije 5 kWh in hibridnega pretvornika 5 kW je standardna konfiguracija za večino inštalacij z močjo 3–5 kWp. Kdor pozneje poveča zmogljivost na 10 kWh, preprosto priključi še eno enoto GSIKE vzporedno, ne da bi spremenil profil pretvornika — nastaviti mora le vzporedne naslove.

Podrobnejši tehnični pregled: globina praznjenja, izkoristek, temperatura, vzporedna povezava

Globina praznjenja in življenjska doba: 6000 ciklov pri 80 % DoD in 25 stopinjah velja za plitvo uporabo (med 40 % in 90 %); pri takšni uporabi shranjevanje traja občutno dlje. Vsakodnevno praznjenje do 10 % pomeni približevanje spodnji meji. Raje načrtuj eno enoto več, kot da jo vsak večer povsem izprazniš.

Izkoristek in sistem: izkoristek same celice dosega 95–98 %, vendar zaradi BMS-a, pretvornika in kablov skupni izkoristek pade na 88–92 %. 5 kWh, porabljenih zvečer, pomeni približno 4,5 kWh iz vtičnice. To izgubo upoštevaj pri svojem izračunu.

Temperatura in degradacija: baterija je zasnovana za shranjevanje pri temperaturah med –10 in 50 stopinjami, vendar je najdaljša življenjska doba zagotovljena pri 15–25 stopinjah. Dolgotrajna izpostavljenost temperaturam nad 40 stopinj pospešuje staranje celic, zmrzal pa zmanjšuje kapaciteto; polnjenje pod 0 stopinjami brez ogrevanja ni dovoljeno.

Vzporedna povezava in BMS: baterijski sklopi komunicirajo prek skupnih vrat RS485, vsak pa nadzoruje svoj polnilni tok. Pomembni so enak model, podobno stanje napolnjenosti in pravilna nastavitev DIP-stikal; skupna kapaciteta je omejena z najšibkejšim zaporedno vezanim členom.

Zagon in vzdrževanje: po namestitvi se vklopi BMS, zažene pretvornik in spremlja LCD. Vzdrževanje se omeji na letni vizualni pregled priključkov in prezračevalnih odprtin; baterija ne vsebuje kisline in ne potrebuje izenačevalne polnitve 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 2–7 dni in 30-dnevno vračilo.

Po namestitvi se vzdrževanje v bistvu omeji na letni pregled priključkov in prezračevalnih kanalov; BNS samodejno uravnava celice, v njej ni kisline in ni potrebna izenačevalna polnitev kot pri svinčevem akumulatorju.

Sklep

Kdor je prebral spodnje razdelke, pozna tri ključne dejavnike: uporabno namesto nazivne kapacitete, stalno namesto konične moči in pravilno nastavitev 51,2 V v pretvorniku. S temi tremi merili je vsako ponudbo — GSIKE, Pylontech, LiTime ali neznane znamke — mogoče oceniti v nekaj minutah.

GSIKE FixWall zavestno zaseda mesto začetnega stenskega paketa s 5 kWh: namerno ne vključuje aplikacije in grelnega upora, da cena ostane pod 900 €, prednost pa ima zaradi večletne podpore prodajalca, brezplačne dostave in 30-dnevnega vračila.

Dolgoročno se naložba ne povrne zaradi samega hranilnika, temveč zaradi razlike med lastno porabo in oddajanjem energije v omrežje. Pri gospodinjski elektriki, ki stane 30–40 centov na kWh, in odkupni ceni 6–10 centov na kWh je ta prihranek dovolj velik, da se 5-kWh hranilnik povrne v desetih letih.

Ne glede na model velja: najboljša naložba je realističen načrt. Nekoliko večji hranilnik, ki ga uporabljamo manj intenzivno, zdrži dlje kot majhen, ki se vsak dan izprazni do meje. To je najpomembnejši sklep iz vseh tabel in primerjav.

Kdor se ne more odločiti med eno in dvema enotama, naj začne z eno in jo pozneje razširi: 51,2-voltno vodilo omogoča vzporedno razširitev brez spremembe profila, dodajanje nove enote pa obsega le montažo, priklop in nastavitev naslova. Tako se izognete preveliki začetni naložbi.

Na koncu še nekaj o namestitvi: priklop na omrežje prepustite električarju, stensko montažo in enosmerno ožičenje pa zlahka opravita dve osebi. Od pravilne vodoravne namestitve in ustrezno nastavljenega profila 58,4 V je nazadnje odvisno, ali bo hranilnik dosegel obljubljenih 6000 ciklov.

Izbira GSIKE je torej predvsem odločitev za preizkušeno, brezzahtevno stensko baterijsko enoto z zmogljivostjo 5 kWh 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 najneposrednejša pot od prazne kleti ali neizkoriščene stene do samozadostnega energetskega sistema - pod pogojem, da je 44 kg težka enota pravilno obešena in da pretvornik podpira ustrezen profil.

Sklep: Ena enota za nočno rezervo, dve za samostojno delovanje podnevi, šestnajst za veliko porabo: vzporedno razširljiv sistem GSIKE raste skupaj s potrebami. Povzetek: GSIKE FixWall 51,2 V 100 Ah = 5,12 kWh stenske hrambe energije za 849,99 €, 6000 ciklov, RS485/CAN, do 16 vzporedno povezanih enot.

Pogosta vprašanja

Pogosta vprašanja

Viri in razpoložljivi podatki

1. Uradna stran stenske baterije GSIKE 51,2 V 100 Ah (849.99 EUR) — https://gesike.com/products/gsike-51-2-v-100ah-lifepo4-battery-with-bms
2. Uradna stran LiTime za 48 V hišne baterije — https://www.litime.com/
3. Uradna stran Pylontech za 48 V LiFePO4 — https://www.pylontech.com.cn/
4. Standard UN38.3 za prevoz litij-ionskih baterij — https://unece.org/transport/dangerous-goods
5. LiFePO4 in DoD, Wikipedija — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery

Drugi vodniki in primerjave serije GSIKE 51,2 V za montažo na steno

Celoten izdelek in naročilo: Stran izdelka GSIKE 51,2 V 100 Ah LiFePO4 za montažo na steno — 849.99 EUR (prej 1250.00 EUR), brezplačna dostava po Grčiji.

Stenska baterija GSIKE 51,2 V 100 Ah je na voljo za 849,99 EUR namesto po redni ceni 1250,00 EUR, z brezplačno dostavo po Grčiji, dobavo v 2–7 dneh in 30-dnevno pravico do vračila.