Stenska montaža domačega hranilnika GSIKE LiFePO4 48 V s hibridnim razsmernikom: 58,4 V, CAN/RS485, do 16 enot vzporedno

Navodila za namestitev: GSIKE FixWall 51,2 V 100Ah je tanek stenski domači hranilnik LiFePO4 iz razreda 48 V: 16S1P, 100 Ah, 5120 Wh = 5,12 kWh, nazivna moč 50 A = 2560 W neprekinjeno, največ 100 A = 5120 W kratkotrajno, delovna napetost od 43,2 do 58,4 V, končna napetost polnjenja 58,4 V, 6000 ciklov pri 80 % DoD, IP54, 44 kg, 640 × 428 × 160 mm, RS232, RS485 in CAN ter do 16 enot vzporedno, skupaj do 81,92 kWh. Gre za baterijo, ne za razsmernik, in se poveže z ločenim 48-voltnim hibridnim razsmernikom. Ta priročnik korak za korakom opisuje stensko montažo in zagon GSIKE FixWall z ločenim 48-voltnim hibridnim razsmernikom.

Namestitev 44-kilogramskega stenskega hranilnika se začne s podlago: masivna betonska stena, ne mavčna plošča. S šablono označiš štiri luknje, jekleni nosilec priviješ vodoravno in napravo obesiš s pomočjo še ene osebe. Okoli nje pustimo 5 cm prostora za konvekcijo in vzdrževanje.

Napeljava poteka v zaporedju baterija - varovalka - hibridni razsmernik. Pozitivni in negativni kabelski čeveljčki z obročastim priključkom se privijejo na napajalne sponke; pred prvim vklopom izmeri napetost odprtih sponk in preveri polariteto.

Zagon poteka v treh korakih: vklopi BMS s sprednjim stikalom, zaženi hibridni razsmernik ter na okroglem LCD-zaslonu spremljaj napetost in polnilni tok. Polno polnjenje od 20 do 100 % traja pri 50 A približno dve uri.

Za vzporedno povezane baterije velja: enak model, podobna napolnjenost, ustrezen naslov DIP in verižna povezava prek dvojnih vrat RS485. Če združiš nove in stare, močno izpraznjene pakete, BMS prilagodi delovanje navzdol glede na najšibkejši niz.

Ključni podatki za izračune

Priprava na montažo in podlaga

Preveri steno: masiven beton ali zid, ne samostojna mavčnokartonska plošča. Okoli naprave pusti 5 cm prostora. Priloženi jekleni nosilec meri približno 409,5 × 322 mm; označi luknje z vodno tehtnico in v steno vstavi vložke, primerne za 44 kg teže.

Električna napeljava

Poveži baterijo - varovalko - hibridni razsmernik. Kabelske čeveljčke z obročastim priključkom privij na napajalne sponke, preveri polariteto in napetost odprtih sponk. Poveži baterijo in razsmernik prek RS485 ali CAN.

Nastavitev profila razsmernika

V hibridnem razsmerniku nastavi profil baterije na 51,2 V LiFePO4, končno polnilno napetost na 58,4 V, spodnjo mejo na 43,2 V in največji tok na 50 A. Šele nato vklopi BMS s sprednjim stikalom in spremljaj okrogli LCD-zaslon.

Zagon vzporedne povezave

Za več paketov: enak model, podobna napolnjenost, ustrezen naslov DIP in verižna povezava prek dvojnih vrat RS485. Ne mešaj novih in starih paketov; zmogljivost se prilagodi najšibkejšemu nizu.

Za kaj je ta shramba namenjena

Ne glede na to, ali gre za samooskrbo, rezervno napajanje, počitniško hišo ali mobilno vgradnjo: stenska 5,12 kWh shramba nadomesti več težkih svinčenih blokov z eno enoto, ki ne potrebuje vzdrževanja. V primerjavi s 150 kg svinca enake zmogljivosti je 44-kilogramska enota pravzaprav primerna za stensko montažo.

Hibridni razsmernik s preklopom na rezervno napajanje ob izpadu samodejno aktivira baterijo; starejše modele je treba vklopiti ročno. Pred nakupom preveri, ali tvoja naprava izvorno podpira profil 51,2 V LiFePO4 s končno polnilno napetostjo 58,4 V.

Stopnja zaščite IP54 pomeni zaščito pred prahom in škropljenjem vode, ne pa vodotesnosti. Suha garaža ali klet sta primerni, tuš ali nepokrito zunanje mesto brez strehe pa ne.

Pri prerezu kabla velja: daljši kot je kabel med akumulatorjem in razsmernikom, debelejši mora biti, da izguba napetosti ostane pod 1 %. Pri 50 A na razdalji 5 metrov zadostuje 25 kvadratnih milimetrov, pri večji razdalji pa je potreben večji prerez.

Med akumulatorjem in razsmernikom je obvezno namestiti glavno stikalo za akumulator ali varovalko. Ta ščiti pred kratkim stikom v kablu in omogoča varno vzdrževanje.

Okrogli zaslon LCD prikazuje napetost, polnilni tok in kapaciteto. Razsmernik omogoča prikaz na telefonu v živo, če podatke prek RS485 ali CAN pošilja v omrežje; naprava sama nima lastne aplikacije.

Kdor uporablja toplotno črpalko ali električni grelnik, potrebuje precej večjo kapaciteto shranjevanja kot gospodinjstvo, ki uporablja le razsvetljavo in hladilnik. Te naprave porabijo več kilovatov in so najpogostejši razlog, da enota s kapaciteto 5 kWh ne zadošča.

Poleti se shranjevalnik pogosto hitreje napolni, ker je sončne energije več; preizkus pa je zima. Če je sistem ustrezno dimenzioniran za zimo, je poleti še toliko bolj, saj se cikli lažje uravnavajo.

Cena na kilovatno uro kapacitete znaša pri GSIKE približno 166 evrov, pri Pylontechu približno 150 evrov (vendar z manjšo kapaciteto), pri generičnih izdelkih neznanih proizvajalcev pa manj kot 100 evrov, brez podpore. Primerjava pomaga ovrednotiti celoten paket.

Pri subvencijah velja: domači hranilniki sončne energije so različno subvencionirani glede na regijo in datum. Možen je popust od 300 do 500 evrov za vsakih 5 kWh kapacitete; pred nakupom se pozanimajte pri upravljavcu omrežja.

Merilnik energije ali hibridni razsmernik beleži porabo. Kdor en mesec spremlja porabo, natančno ve, koliko kWh energije potrebuje zvečer brez sonca, in dimenzionira shranjevalnik namesto ugibanja.

LiFePO4 je varnejši od svinčevih akumulatorjev: brez kisline, pokalnega plina in puščanja. Kljub temu je baterijski sklop nameščen na steni, zato ga je treba zaščititi pred udarci in neposrednim stikom z vodo, kot zahteva stopnja zaščite IP54.

Podrobna razlaga dimenzioniranja, napetosti vodila in življenjske dobe

Na pravilno velikost shranjevalnika lahko odgovorimo tudi glede na moč sončne elektrarne. Naprava z močjo 5 kWp na dober poletni dan proizvede približno 25 kWh, na slab zimski dan pa pogosto le 3 do 5 kWh. Shranjevalnik s kapaciteto 5 kWh dobro shrani presežek energije dobrega dneva, pozimi pa premosti obdobje skromnega sončnega obsevanja. Bistvo: 5 kWh ustreza napravi z močjo 3 do 5 kWp; za strehe z močjo 10 kWp raje načrtujte 10 do 20 kWh.

Mnoga gospodinjstva podcenjujejo nočno porabo. Hladilnik v 24 urah porabi od 0,5 do 1 kWh, usmerjevalnik in LED-osvetlitev skupaj še 0,5 kWh, črpalka centralnega ogrevanja in krmilnik polnjenja pa dodatnih 0,5 kWh. Skupaj je to od 2 do 3 kWh na noč - še preden iz baterije začnemo napajati katero od naprav.

Razliko med lastno porabo in zasilnim napajanjem pogosto razumejo napačno. Lastna poraba pomeni, da hranilnik vsak dan uporabljate kot vmesni zalogovnik med proizvodnjo sončne energije in porabo v gospodinjstvu. Zasilno napajanje pomeni, da sistem ob izpadu prevzame napajanje celotne hiše ali njenega dela. Za zasilno napajanje je potreben hibridni razsmernik s preklopnim relejem, ne zgolj polnilnik.

Napetost 48-voltnega vodila se je uveljavila pri domačih hranilnikih, saj pri pomembnejših močeh od 2 do 5 kW še vedno omogoča sprejemljive tokove. Pri 24-voltnem sistemu bi že pri 5 kW tok presegel 200 A, potrebni pa bi bili debelejši kabli in dražje varovalke. 48 V je torej kompromis med varnostjo, učinkovitostjo in stroški napeljave.

Pogost pomislek je, da je LiFePO4 dražji od svinčenih baterij. Če primerjamo strošek na kilovatno uro v celotni življenjski dobi, velja nasprotno: svinčene baterije zdržijo od 500 do 1000 ciklov, LiFePO4 pa 6000. V desetih letih je zato strošek shranjene električne energije na uporabljeno kWh pri litijevem hranilniku precej nižji, čeprav je nakupna cena višja.

Pri zamenjavi starega svinčenega hranilnika uporabniki pogosto ugotovijo, da je uporabna zmogljivost precej večja. Svinčeno baterijo je mogoče uporabljati le do 50 % kapacitete, ne da bi se hitro postarala; LiFePO4 prenese 80 %. Hranilnik LiFePO4 z zmogljivostjo 5 kWh tako približno nadomesti svinčeni hranilnik z zmogljivostjo 10 kWh, ob polovični teži in brez kisline.

Nastavitev na hibridnem razsmerniku je najpomembnejši dejavnik uspeha. Če je tam pomotoma izbran profil za 24 V ali svinčeno baterijo, se naprava polni nepopolno ali s previsoko napetostjo, kar poškoduje BMS. Zato je treba pred prvo uporabo preveriti, ali je izbran ustrezen profil za LiFePO4 z napetostjo 51,2 V in končno polnilno napetostjo 58,4 V.

Z vidika življenjske dobe je polnilni tok pomemben dejavnik. Kdor stalno polni in prazni s tokom 100 A, se približa meji specifikacije, zato se baterija hitreje stara. Običajna uporaba s tokom od 30 do 50 A - torej nazivnim - ohranja celice v varnem območju in je predvidena za 10 let uporabe.

Stenska namestitev ima podcenjeno varnostno prednost: baterijski sklop je nameščen visoko in zunaj dosega otrok ter hišnih ljubljenčkov, poleg tega pa ne stoji na tleh, kjer bi ga ob poplavi zalila voda. Petcentimetrski razmik zagotavlja kroženje zraka med napravo in steno.

Za najemnike je stenski hranilnik primerna možnost, saj ga je mogoče ob selitvi razstaviti in vzeti s seboj, ne da bi trajno spreminjali stavbo. Pri vgradnji v tla ali kletnem hranilniku je vzpostavitev prvotnega stanja zahtevnejša, hranilnik pa pogosto ostane v nepremičnini ob prodaji.

V primerjavi z rešitvijo brez shranjevanja, ki je odvisna od omrežja, lastna poraba prinaša prihranke predvsem pri visokih popoldanskih in nočnih tarifah. Odkupna cena elektrike v Evropi je padla na 6 do 10 centov, medtem ko se cena za gospodinjstva giblje med 30 in 40 centi. Zaradi te razlike je shranjevanje elektrike ekonomsko smiselno.

Paket z 5 kWh baterijo in 5 kW hibridnim razsmernikom je standardna konfiguracija za večino sistemov z močjo od 3 do 5 kWp. Če boste pozneje zmogljivost povečali na 10 kWh, preprosto vzporedno priključite še en GSIKE, ne da bi morali spreminjati profil razsmernika - nastaviti je treba le naslove za vzporedno povezavo.

Tehnične podrobnosti: globina praznjenja, učinkovitost, temperatura, vzporedna povezava

Globina praznjenja in življenjska doba: 6000 ciklov velja pri 80 % DoD in 25 stopinjah. Če baterijo praznite manj globoko (od 40 do 90 %), traja opazno dlje; vsakodnevno praznjenje do 10 % pa se približuje spodnji meji. Raje načrtujte še eno enoto, kot da jo vsako noč povsem izpraznite.

Učinkovitost in povratni izkoristek: celica sama dosega 95 do 98 %, zaradi BMS-a, razsmernika in napeljave pa skupni izkoristek pade na 88 do 92 %. Iz 5 kWh čez dan zvečer vtičnica zagotovi približno 4,5 kWh. To izgubo upoštevajte pri dimenzioniranju.

Temperatura in zmanjšanje zmogljivosti: za shranjevanje je predvideno temperaturno območje od -10 do 50 stopinj, najboljša življenjska doba pa je pri temperaturi od 15 do 25 stopinj. Dolgotrajna vročina nad 40 stopinj pospešuje staranje celic, mraz zmanjšuje zmogljivost; polnjenje pod 0 stopinjami brez grelca ni dovoljeno.

Vzporedna povezava in BMS: več baterijskih sklopov komunicira prek dvojnih vrat RS485, vsak pa upravlja svoj polnilni tok. Pomembni so enak model, uravnoteženo polnjenje in pravilen naslov DIP; skupno zmogljivost določa najšibkejši niz.

Zagon in vzdrževanje: po namestitvi vklopite BMS, zaženite razsmernik in spremljajte LCD. Vzdrževanje obsega letni vizualni pregled sponk in prezračevalnih rež; ni kisline in ni izenačevalnega polnjenja kot pri svinčenem akumulatorju.

Garancija in dostava: triletna garancija ob približno desetletni načrtovani življenjski dobi. V škatli so stenski nosilec, vložki, napajalni kabel, komunikacijski kabel in navodila. Brezplačna dostava, obdelava naročila traja od 1 do 3 dni, dostava pa od 2 do 7 dni; vračilo je mogoče v 30 dneh.

Povzetek

Kdor je prebral prejšnja poglavja, pozna tri vzvode: uporabna zmogljivost namesto nazivne vrednosti, trajna moč namesto konične in pravilna nastavitev 51,2 V v razsmerniku. S temi tremi merili je mogoče vsako ponudbo - naj gre za GSIKE, Pylontech, LiTime ali neznano znamko - oceniti v nekaj minutah.

GSIKE FixWall se zavestno predstavlja kot začetni paket s 5 kWh, ki se namesti na steno: namerno nima aplikacije in grelca, da bi cena ostala pod 900 evri, privlačen pa je zaradi dvoletnega uveljavljanja garancije pri prodajalcu, brezplačne dostave in 30-dnevnega roka za vračilo.

Dolgoročna donosnost sistema ni odvisna le od hranilnika, temveč od razlike med lastno porabo in odjemom iz omrežja. Pri ceni gospodinjske elektrike od 30 do 40 centov in nadomestilu za oddajo v omrežje od 6 do 10 centov je ta razlika dovolj velika, da se hranilnik s kapaciteto 5 kWh povrne v manj kot desetih letih.

Ne glede na izbrani model velja, da je najboljša naložba realno načrtovanje. Nekoliko večji hranilnik, ki se prazni zmerno, bo zdržal dlje kot manjši, ki se vsak dan izprazni do konca. To je najpomembnejši nauk vseh tabel in primerjav.

Če se odločate med eno in dvema enotama, je najbolje začeti z eno in sistem pozneje razširiti: vodilo 51,2 V omogoča vzporedno razširitev brez spreminjanja profila, dodajanje drugega paketa pa zahteva le pritrditev, povezavo in nastavitev naslova. Tako se v začetni fazi izognete predimenzioniranju.

Za konec še nekaj o namestitvi: priklop na omrežje prepustite električarju, stenski nosilec in enosmerno ožičenje pa lahko brez težav namestita dve osebi. Čista, ravna montaža in pravilno nastavljen profil 58,4 V na koncu odločata o tem, ali bo hranilnik res dosegel obljubljenih 6000 ciklov.

Izbira modela GSIKE je torej predvsem izbira preverjene stenske baterije z zmogljivostjo 5 kWh in malo vzdrževanja po ugodni ceni, brez odvečnih funkcij aplikacije ali ogrevanja, ki jih ne uporabljate in le zvišujejo ceno. Kdor želi takšne funkcije, se zavestno odloči za dražjega tekmeca.

Z drugimi besedami: za nizozemski trg je to najpreprostejša pot od prazne kleti ali neizkoriščene stene do lastnega energetskega sistema – če je 44 kg dobro pritrjenih in razsmernik podpira ustrezen profil.

Sklep: Ustrezno nameščena stenska baterija s pravilno nastavljenim profilom 58,4 V bo dolga leta delovala z malo vzdrževanja; ključni so podlaga, ožičenje in nastavitve protokola. Če te tri korake opravite skrbno in upoštevate navodila, boste imeli z njo dolga leta skorajda nič dela; zadostuje že letni vizualni pregled sponk, pritrditve na steno in prezračevalnih rež, ki vzame le malo časa. Skratka: GSIKE FixWall 51,2 V 100 Ah = 5,12 kWh na steni za 849,99 evra, 6000 ciklov, RS485/CAN, do 16 enot vzporedno.

Sklep

Pogosta vprašanja

Viri in podatki

1. Kemija LiFePO4 in obnašanje v ciklih — https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery
2. Delovanje regulatorja polnjenja MPPT — https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_power_point_tracking
3. Globina praznjenja in življenjska doba v ciklih — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery
4. BMS in uravnoteženje celic — https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_management_system
5. Komunikacija CAN-BUS in RS485 — https://en.wikipedia.org/wiki/RS-485
6. Oznaka CE in direktiva RoHS — https://ec.europa.eu/environment/topics/waste-and-recycling/rohs-directive_en
7. Certifikat za prevoz UN38.3 — https://untrustedrisk.org/wp-content/uploads/2019/07/UN38.3-Test-Summary.pdf
8. Osnove otočnega hranilnika energije za dom — https://en.wikipedia.org/wiki/Home_energy_storage

Več vodnikov in primerjav

Neposredno do modela: GSIKE 51,2 V 100 Ah 5,12 kWh.

Vedno primerjajte uporabne kWh, neprekinjeno omejitev 50 A/2560 W, 6000 ciklov pri 80 % DoD in ceno, preden izberete 48-V domačo baterijo LiFePO4.