Izbira domačega hranilnika 48 V: kWh, vzporedno povezani stenski moduli po 5,12 kWh, samoporaba v primerjavi z rezervnim napajanjem z GSIKE

Izbira velikosti: GSIKE FixWall 51,2 V 100 Ah je tanek stenski hranilnik LiFePO4 za dom, 48 V: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, nazivno 50 A = 2560 W neprekinjeno, največ 100 A = 5120 W za kratek čas, delovna napetost od 43,2 do 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 modulov, skupaj do 81,92 kWh. To je baterija, ne razsmernik, in poveže se z ločenim 48-voltnim hibridnim razsmernikom. Ta vodnik prikazuje, kako izračunati potrebno kapaciteto v kWh in pravilno število vzporedno povezanih stenskih modulov GSIKE.

Izbira se začne z dnevno porabo energije v kWh. Pri porabi 10 kWh na dan in 60-odstotnem pokritju s hranilnikom potrebujete 6 kWh uporabne kapacitete; z 20-odstotno rezervo predvidite približno 7,5 kWh nameščene kapacitete, torej enega ali dva modula po 5,12 kWh.

Pri samoporabi se hranilnik čez dan polni z odvečno sončno energijo, ponoči pa prazni - en cikel na dan, pogosto zadostuje en modul. Pri rezervnem napajanju načrtujte en dan avtonomije brez sonca: za dan brez omrežnega napajanja potrebujete 3–5 kWh, zato je bolje predvideti 10–20 kWh iz dveh do štirih modulov.

Vzporedna lestvica: ena enota 5,12 kWh, dve 10,24, štiri 20,48, osem 40,96, šestnajst 81,92 kWh. Ker je hranilnik že 48-voltnega razreda, enote vedno povežemo vzporedno in nikoli zaporedno; zaporedna povezava ni dovoljena niti z električnega vidika niti z vidika logike BMS.

Z ekonomskega vidika se hranilnik povrne tam, kjer se razlikujeta odkupna cena za oddajo v omrežje in cena elektrike za gospodinjstva. Pri ceni 30 centov na kWh in 50-odstotni lastni porabi se glede na subvencije povrne v desetih letih; za takšno življenjsko dobo je predvidenih tudi 6000 ciklov.

Osnovni podatki za orientacijo

1. korak: ugotovite dnevno porabo

En mesec merite dnevno porabo ali jo odčitajte z računa. Družinska hiša porabi približno 8–15 kWh na dan, stanovanje pa 5–8 kWh. Na podlagi tega določite delež, ki ga želite pokriti iz hranilnika, običajno 50–70 %.

2. korak: določite dneve avtonomije

Če želite zvečer porabiti le dnevni presežek sončne energije, zadostuje ena enota. Če želite zdržati en dan brez omrežja, predvidite osnovno porabo 3–5 kWh; za dva dni brez sonca potrebujete 10–20 kWh oziroma dve do štiri enote GSIKE.

3. korak: uporabite vzporedno lestvico

Ena enota: 5,12 kWh, dve: 10,24, štiri: 20,48, osem: 40,96, šestnajst: 81,92 kWh. Ker je hranilnik že 48-voltnega razreda, enote povežemo vzporedno, nikoli zaporedno. Kapaciteta v amperurah narašča, napetost pa ostane 51,2 V.

4. korak: izberite razsmernik

Ena enota zmore neprekinjeno 2560 W; ena enota za 5-kW razsmernik ne zadošča. Za razsmernik moči 5 kW predvidite najmanj dve vzporedno povezani enoti in nastavite profil baterije 51,2 V LiFePO4 s končno napetostjo 58,4 V.

Za kaj je namenjen ta hranilnik

Naj gre za lastno porabo, zasilno napajanje, vikend ali mobilno namestitev: stenska enota z zmogljivostjo 5,12 kWh nadomesti več težkih svinčenih baterij z eno samo napravo brez vzdrževanja. V primerjavi s 150-kilogramsko svinčeno baterijo enake zmogljivosti je prav 44 kg tista teža, ki omogoča stensko namestitev.

Hibridni razsmernik s preklopom na zasilno napajanje ob izpadu samodejno aktivira baterijo; pri starejših modelih je treba to storiti ročno. Pred nakupom preverite, ali naprava že tovarniško podpira profil 51,2 V LiFePO4 s končno napetostjo 58,4 V.

Zaščita IP54 pomeni zaščito pred prahom in brizganjem vode, ne pa vodotesnosti. Suha garaža ali klet nista problem, prha ali odprto mesto na prostem pa že.

Za presek kabla velja pravilo: daljši kot je kabel med baterijo in razsmernikom, debelejši mora biti, da padec napetosti ostane pod 1 %. Pri 50 A in 5 metrih zadostuje 25 kvadratnih milimetrov, pri večji razdalji pa mora biti presek večji.

Ločilno stikalo ali varovalka med baterijo in razsmernikom sta obvezna. Ščitita pred kratkim stikom v kablu in zagotavljata varno vzdrževanje.

Okrogel LCD-zaslon prikazuje napetost, polnilni tok in zmogljivost. Stalno spremljanje prek telefona omogoča razsmernik, če signal RS485 ali CAN prenaša v omrežje; sama naprava nima svoje aplikacije.

Tisti, ki uporabljajo toplotno črpalko ali električno ogrevanje, nedvomno potrebujejo večji hranilnik kot gospodinjstva, ki napajajo le luči in hladilnik. Te naprave porabijo več kilovatov in so pogosto razlog, zakaj hranilnik z zmogljivostjo 5 kWh ne zadostuje.

Poleti se hranilnik pogosto napolni hitreje, ker je več sonca; zima je preizkušnja. Konfiguracija, ki zadostuje pozimi, je poleti toliko bolj zadostna, saj cikle opravite v ugodnem območju.

Cena shranjevanja na kWh je pri GSIKE približno 166 evrov, pri Pylontechu približno 150 evrov (vendar pri manjši zmogljivosti), pri neznanih izdelkih z Alibabe pa manj kot 100 evrov brez servisa. Primerjava pomaga razumeti, kaj vključuje komplet.

Glede subvencij: višina subvencije za gospodinjski hranilnik je odvisna od regije in datuma. Za enoto z zmogljivostjo 5 kWh je lahko na voljo 300–500 evrov popusta; pred nakupom se pozanimajte pri distributerju električne energije.

Merilnik energije ali dnevnik hibridnega razsmernika beleži porabo. Kdor jo spremlja en mesec, natančno ve, koliko kWh potrebuje zvečer brez sonca, in izbere hranilnik na podlagi meritev, ne na pamet.

LiFePO4 je varnejši od svinčevih baterij: ni kisline, ni eksplozivnega plina, ni puščanja. Kljub temu je enota nameščena na steni, zato jo je treba zaščititi pred udarci in neposrednim stikom z vodo, kot zahteva tudi stopnja zaščite IP54.

Kdor je enkrat razumel, da sta pri 48-voltnem razredu hranilnik in napetostno vodilo eno in isto, baterije ne zamenjuje več z razsmernikom. Baterija je zgolj naprava, ki shranjuje enosmerni tok; izmenični tok za gospodinjstvo zagotavlja ločen hibridni razsmernik. Vsak zase predstavlja le polovico sistema.

Podrobna analiza: izbira zmogljivosti, napetostno vodilo in življenjska doba

Na vprašanje, kakšen hranilnik potrebujete, lahko odgovorite tudi glede na moč sončnih panelov. 5-kWp naprava v dobrem poletnem dnevu proizvede približno 25 kWh, v slabem zimskem pa pogosto le 3–5 kWh. Hranilnik z zmogljivostjo 5 kWh dobro shrani presežek energije v sončnem dnevu in prebrodi kratek zimski dan. Bistvo: 5 kWh ustreza napravi z močjo 3–5 kWp; za streho z več kot 10 kWp predvidite 10–20 kWh.

Mnoga gospodinjstva podcenjujejo nočno porabo. Hladilnik porabi 0,5–1 kWh na dan, usmerjevalnik in LED-osvetlitev še 0,5 kWh, krmiljenje kotla in polnjenje pa še 0,5 kWh. To je že 2–3 kWh na noč – še preden zavestno vklopite katero koli napravo na baterijsko napajanje.

Razliko med samooskrbo in rezervnim napajanjem pogosto napačno razumejo. Samooskrba pomeni, da vsak dan uporabljate hranilnik kot blažilnik med proizvodnjo sončne energije in porabo v hiši. Rezervno napajanje pomeni, da sistem ob izpadu napaja celotno hišo ali njen del. Za rezervno napajanje potrebujete hibridni razsmernik s preklopnim relejem, ne zgolj polnilnika.

48-voltna vodila so se uveljavila pri domačem shranjevanju, ker tokovi pri relevantnih močeh 2–5 kW ostajajo sprejemljivi. Pri 24-voltni izvedbi bi pri 5 kW tok znašal več kot 200 A, zato bi bili potrebni debelejši kabli in drage varovalke. 48 V je kompromis med varnostjo, izkoristkom in stroški ožičenja.

Pogost ugovor: LiFePO4 je dražji od svinca. Če strošek preračunamo na kWh v celotni življenjski dobi, je ravno nasprotno: svinčene baterije zdržijo 500–1000 ciklov, LiFePO4 pa 6000. V desetih letih je strošek litijevega hranilnika za vsako oddano kWh nižji, čeprav je nakup dražji.

Kdor zamenja star svinčeni hranilnik, pogosto ugotovi, da je uporabne energije občutno več. Svinčeni hranilnik lahko brez hitrega staranja izkoristite le do 50 % globine praznjenja; LiFePO4 pa prenese tudi 80 %. Tako 5 kWh LiFePO4 približno nadomesti 10 kWh svinčenega hranilnika s polovično težo in brez kisline.

Nastavitev hibridnega razsmernika je ključna za uspeh. Če je pomotoma izbran profil za 24 V ali svinčene baterije, se naprava ne bo napolnila do konca ali pa se bo prenapolnila in poškodovala BMS. Zato pri prvem zagonu preverite, ali je izbran pravilen profil za 51,2 V LiFePO4 s končno napetostjo 58,4 V.

Z vidika življenjske dobe je polnilni tok pomemben dejavnik. Kdor redno polni in prazni s tokom 100 A, se približa meji specifikacije, zato se celice hitreje starajo. Običajno delovanje pri 30–50 A - torej z nazivnim tokom - ohranja celice v optimalnem območju in je predvideno za deset let uporabe.

Stenska montaža ima podcenjeno varnostno prednost: enota je nameščena visoko, zunaj dosega otrok in živali, in ne stoji na tleh, kjer bi se ob puščanju vode vse zmočilo. Razdalja 5 cm med napravo in steno zagotavlja konvekcijo.

Za najemnike je stenski hranilnik dobra možnost, saj ga lahko ob selitvi odstranijo in odpeljejo, ne da bi nepovratno predelali stavbo. Pri talni vgradnji ali namestitvi v kleti je ponovna montaža zahtevnejša, ob prodaji pa pogosto ostane na mestu.

V primerjavi z omrežno rešitvijo brez hranilnika lastna poraba prihrani predvsem pri visokih dnevnih in nočnih tarifah. Odkupna cena za oddajo v omrežje je v Evropi padla na 6–10 centov, medtem ko gospodinjska tarifa znaša 30–40 centov. Prav ta razlika omogoča, da se hranilnik izplača.

Komplet s hranilnikom 5 kWh in hibridnim razsmernikom 5 kW je standardna konfiguracija za večino sistemov z močjo 3–5 kWp. Kdor bo pozneje povečal zmogljivost na 10 kWh, preprosto vzporedno priključi še en GSIKE, ne da bi spreminjal profil razsmernika - nastaviti je treba le naslove za vzporedno povezavo.

Druga možnost je, da mnogi hranilnik namestijo na hodniku ali v shrambi, kjer je pri roki in ne kazi videza dnevne sobe. Pomembno je le, da za ohišjem pustite 5 cm prostora za konvekcijo in enote ne zazidate v nišo brez prezračevanja, sicer bodo poletne vročine počasi starale celice.

Pri nakupu preverite, ali je priložena celotna oprema: nosilec, sidra ter napajalni in komunikacijski kabli morajo biti v škatli. Če kaj manjka, boste to ugotovili šele med montažo, kar vam bo vzelo ves dan - zato seznam preverite vnaprej, ne pa na lestvi.

In nazadnje, ni treba preplačevati za dodatne kilovate, ki jih nikoli ne boste porabili. Hranilnik, ki se vsak dan napolni do sto odstotkov in zvečer odda natanko toliko energije, kolikor je potrebujete, je optimalna izbira; hranilnik, ki več mesecev ostaja delno napolnjen, se ne izplača.

Pred prvim vklopom pustite novo enoto nekaj ur na sobni temperaturi, če je prispela z mraza. Kondenz na kontaktih in hladne celice v prvih urah delovanja lahko povzročijo nenavadno delovanje sicer brezhibne naprave, dokler se temperatura ne izenači.

Če imate doma že staro omaro s svinčenimi baterijami, je ne priključujte na isto zbiralko kot nov litijev sklop. Različne kemijske sestave, izklopne napetosti in značilnosti polnjenja so nezdružljive; litij priključite na ločen vod z lastno varovalko in lastnim profilom v pretvorniku.

Mnogi kupci so zaskrbljeni zaradi zime, ko je sonca malo. Zimske težave se v resnici ne rešujejo s povečanjem zmogljivosti, temveč z boljšo izolacijo prostora in navado, da enote v oblačnem tednu ne izpraznimo do konca; celice zmerni način uporabe občutno lažje prenašajo.

Posebno vprašanje je garancija. Tri leta uradne garancije pri desetletni ocenjeni življenjski dobi pomenijo, da bo sama enota garancijsko obdobje preživela z veliko rezerve; ob uveljavljanju garancije je najpomembneje, da shranite račun in sami ne odpirate ohišja, sicer naprava ne bo več upravičena do servisiranja.

In še nekaj, kar pogosto spregledamo: baterija ima rada, da jo pustimo pri miru. Glavnega stikala ni treba vsak dan preklapljati, baterije pa ni treba povsem izprazniti in jo nato takoj napolniti do konca. Enakomeren vsakodnevni cikel v ustreznem razponu je najboljša pot do obljubljenih šest tisoč ciklov.

Podrobneje o tehniki: globina praznjenja, izkoristek, temperatura, vzporedna povezava

Globina praznjenja in življenjska doba: 6000 ciklov pri 80 % DoD in 25 stopinjah je realna ocena. Pri zmerni uporabi (v razponu od 40 do 90 %) hranilnik zdrži občutno dlje; vsakodnevno praznjenje do 10 % je na spodnji meji. Bolje je načrtovati večjo zmogljivost enote, kot pa jo vsako noč izprazniti do konca.

Izkoristek in cikel: sama celica zagotavlja 95–98 %, vendar skupni izkoristek zaradi BMS-a, pretvornika in kablov pade na 88–92 %. Iz 5 kWh neskončno dolgega polnjenja v vtičnici dobimo približno 4,5 kWh. Te izgube upoštevajte pri izračunu zmogljivosti.

Temperatura in degradacija: hranilnik je zasnovan za temperature od -10 do 50 stopinj, vendar mu najdaljšo življenjsko dobo zagotavlja temperatura od 15 do 25 stopinj. Stalna vročina nad 40 stopinj stara celice, mraz pa zmanjša zmogljivost; polnjenje pod 0 stopinjami brez ogrevanja ni dovoljeno.

Vzporedna povezava in BMS: več enot komunicira prek skupnega priključka RS485, vsaka pa upravlja svoj polnilni tok. Pomembni so enak model, podobna napolnjenost in pravilen naslov DIP; skupna zmogljivost je odvisna od najšibkejšega sklopa.

Zagon in vzdrževanje: po namestitvi se vključi BMS, zažene se pretvornik, mi pa spremljamo LCD-zaslon. Vzdrževanje obsega letni pregled sponk in prezračevalnih odprtin; v notranjosti ni kisline in ni izenačevalnega polnjenja kot pri svinčenih baterijah.

Garancija in dostava: tri leta garancije pri ocenjeni življenjski dobi približno deset let. V škatli so stenski nosilec, sidra, napajalni kabel, komunikacijski kabel in navodila. Dostava je brezplačna, obdelava naročila traja 1–3 dni, prevoz 2–7 dni, vračilo je mogoče v 30 dneh.

Po namestitvi je vzdrževanje v bistvu omejeno na letni pregled priključnih sponk in prezračevalnih odprtin; BMS samodejno uravnoveša celice, v notranjosti ni kisline in ni izenačevalnega polnjenja kot pri svinčenih akumulatorjih.

Za konec: če vsaj nekaj tednov odčitavate podatke z okroglega LCD-zaslona, boste sami videli, ob katerih urah je poraba v gospodinjstvu največja. Ti podatki so najboljši dokaz, da vam izbrana kapaciteta ustreza in da je niste kupili na pamet.

Zaključki

Kdor je prebral zgornja poglavja, pozna tri ključna merila: uporabna kapaciteta namesto nazivne, trajna moč namesto konične in pravilna nastavitev 51,2 V v razsmerniku. S temi tremi merili lahko katero koli ponudbo - naj gre za GSIKE, Pylontech, LiTime ali neznano znamko - ocenite v nekaj minutah.

GSIKE FixWall se zavestno uvršča med začetne stenske komplete z zmogljivostjo 5 kWh: namerno je brez aplikacije in grelnika, da cena ostane pod 900 evri, odlikujejo pa ga večletno servisiranje pri prodajalcu, brezplačna dostava in 30-dnevno vračilo.

Dolgoročno se ne povrne sam hranilnik, temveč razlika med lastno porabo in odjemom iz omrežja. Pri domači tarifi 30–40 centov in plačilu za oddajo 6–10 centov je ta razlika dovolj velika, da se hranilnik s kapaciteto 5 kWh povrne v desetih letih.

Ne glede na izbrani model je najboljša naložba realističen načrt. Nekoliko večji hranilnik, ki se prazni postopoma, zdrži dlje kot majhen, ki ga vsako noč izpraznijo do konca. To je glavni sklep vseh tabel in primerjav.

Kdor se odloča med enim in dvema moduloma, naj začne z enim in ga pozneje razširi: vodilo 51,2 V omogoča vzporedno razširitev brez spreminjanja profila, namestitev dodatnega modula pa obsega le pritrditev, povezovalni kabel in naslov. Tako se izognete preveliki začetni zmogljivosti.

Za konec še nekaj o montaži: omrežni priklop prepustite električarju, stenski nosilec in napeljavo enosmernega toka pa lahko brez težav opravita dva. Čista, poravnana montaža in pravilno nastavljen profil 58,4 V sta na koncu odločilna za to, ali bo hranilnik zdržal obljubljenih 6000 ciklov.

Izbira GSIKE je torej predvsem izbira preverjenega kompleta z zmogljivostjo 5 kWh, ki se ne vzdržuje in se namesti na steno, po privlačni ceni, brez odvečnih aplikacij in funkcij ogrevanja, ki jih tako ali tako ne bi uporabljali in bi le zvišale ceno. Kdor te funkcije potrebuje, zavestno izbere dražjega konkurenta.

Z drugimi besedami, za ruski trg je to najneposrednejša pot od prazne kleti ali neizkoriščene stene do avtonomnega energetskega sistema - pod pogojem, da je 44 kg dobro obešenih in da se razsmernik sporazumeva s pravilnim profilom.

Sklep: En blok za nočno rezervno napajanje, dva za en dan avtonomije, šestnajst za veliko obremenitev: vzporedna razširitev GSIKE omogoča povečanje glede na potrebe. Na kratko: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah = 5,12 kWh, nameščen na steni, za 849,99 evra, 6000 ciklov, RS485/CAN, do 16 blokov vzporedno.

Pogosta vprašanja

Sorodni vodiči — uredništvo GSIKE 48V-5kWh

Končna ocena

Pogosta vprašanja

Viri in podatki

1. Valovna oblika inverterja — https://en.wikipedia.org/wiki/Power_inverter
2. Sončni krmilnik MPPT — https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_point_tracking
3. LiFePO4 akumulator — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery
4. Samostojni sončni sistem — https://en.wikipedia.org/wiki/Off-grid_electricity_system
5. Brezprekinitveno napajanje — https://en.wikipedia.org/wiki/Uninterruptible_power_supply

Vodniki in primerjave