Baterije za fotonaponske sustave prema veličini napona
Baterije za fotonapajanje prema naponskoj veličini dijeli pohranu baterija u dvije električki nekompatibilne klase: niski napon s paketima izgrađenim oko 48 V DC sabirnice i visoki napon sa stupovima koji se kreću od otprilike 100 V do 600 V. Klasu određuje inverter, a ne preferenca: većina modernih kućnih hibridnih invertera zahtijeva stup visokog napona, dok su sustavi od 48 V prikladni za off-grid invertere i sustave u stilu Victron Energy. Napon određuje struju, poprečni presjek kabela, učinkovitost pretvorbe i kvalifikacije instalatera. Vodič
Sortiranje proizvoda
Popis proizvoda
Povezane kategorije napona baterija
- Niskonaponske baterije
- Visokonaponske baterije
- Sve baterije za fotonaponske sustave
- Hibridni inverteri
- Off-Grid inverteri
- Baterije po brendu
Niskonaponsko i visokonaponsko spremanje: što mijenja brojka
Obje klase koriste iste LiFePO4 ćelije. Razlika je u broju ćelija koje su spojene serijski prije nego što paket dođe do invertora. Niskonaponski paket se kreće oko nominalnih 48 V, što je sigurnosno unutar SELV područja. Visokonaponski stupni sustav spaja module serijski sve dok niz ne dosegne otprilike 100 V do 600 V, što odgovara DC prozoru ulaza baterije invertora. Budući da je snaga produkt napona i struje, istih 5 kW punjenja koji povlače preko 100 A pri 48 V povlače znatno manje od 20 A pri 350 V.
Taj jedini omjer određuje sve ostalo: poprečni presjek kabela, nominalne vrijednosti osigurača i izolatora, rezistivne gubitke u DC vodu, učinkovitost pretvorbe DC/DC stupnja invertora i sigurnosni režim u kojem instalater radi. To je također razlog zašto ove dvije klase nisu zamjenjive. Invertor je izgrađen za jedan baterijski prozor i neće prihvatiti drugi, a paketi različitih klasa napona ne mogu biti kombinirani na jednoj DC magistrali.
IZ PRAKSE
"Pogreška koju najčešće vidim je banka od 48 V ožičarena kabelom odabranim za prosječno opterećenje umjesto za vršno. Pri 48 V pražnjenje od 5 kW iznosi više od 100 A, stoga vod od dva metra zahtijeva 50 mm² ili više, a svaka spojnica mora biti pravilno utisnuta. Visoki napon prenosi istu energiju uz znatno manje bakra, što je upravo razlog zašto su kućni hibridi krenuli tim smjerom. Niski napon i dalje pobjeđuje tamo gdje vam je potrebna DC magistrala koju može koristiti i ostala oprema."
Ladislav Proc · Specijalist za fotonaponske sustave, ONSA Plus
Kako odabrati između niskonaponskog i visokonaponskog spremanja
Ovaj filtar nije rangiranje kvalitete. Riječ je o osi kompatibilnosti, a u većini projekata odgovor je već određen invertorom na zidu ili invertorom koji ste specificirali. Potvrdite DC prozor baterije u tehničkom listu invertora prije nego što razmotrite bilo koji paket.
Tamo gdje invertor još nije određen, odlučite prema obliku instalacije: kućni hibrid priključen na mrežu s jednim blokom za pohranu upućuje na visoki napon, dok off-grid ili hibridni DC-spojeni sustav s punjačima, MPPT kontrolerima i DC opterećenjima koji dijele jednu magistralu upućuje na 48 V.
Prikaži cijeli vodič Zatvori vodič
Struja, poprečni presjek kabela, gubici i učinkovitost pretvorbe
Struja je parametar prema kojem se dimenzionira DC instalacija, a ona je pri datoj snazi obrnuto proporcionalna naponu. To je praktično srž ovog izbora.
- Pri 48 V: 5 kW znači otprilike 105 A. Kratke trase od bakra 35 do 70 mm², visokokvalitetni DC izolatari, osigurači klase T ili NH i pravilno stegnute spojnice su obavezne, a ne opcionalne.
- Pri 400 V: istih 5 kW iznosi oko 12,5 A, što s lakoćom prenosi solarni kabel od 6 mm² sa standardnim MC4 konektorima.
- Rezistivni gubitci rastu s kvadratom struje. Smanjenjem struje na polovinu gubitak u istom vodiču smanjuje se četiri puta, zbog čega je duga baterijska trasa znatno jeftinija za izgradnju pri visokom naponu.
- Pad napona pri 48 V je razlog zašto niskonaponske baterije moraju biti smještene blizu invertera. Nekoliko metara nedimenzioniranog kabela može koštati nekoliko posto pohranjene energije i izazvati isključenje zbog niskog napona pri vršnom opterećenju.
Napon se također pojavljuje u lancu konverzije. Visokonaponski niz je blizu napona unutarnje DC poveznice invertera, stoga DC/DC konverter ima manje posla, a ukupni energetski učinkoviti omjer (round-trip efficiency) je obično malo viši. Paket od 48 V mora biti podignut na nekoliko stotina volti prije nego što ga inverterov most može iskoristiti, što dodaje korak konverzije i, prema većini specifikacija, jedan do tri postotna boda gubitka ukupne učinkovitosti. Ta razlika je stvarna, ali skromna, i najznačajnija je tamo gdje se baterija svakodnevno duboko ciklusira.
Savjet iz prakse
Nikada ne planirajte klasu pohrane isključivo na temelju specifikacije baterije. Otvorite specifikaciju invertera, pronađite raspon DC ulaznog napona baterije i maksimalnu struju punjenja i pražnjenja, te kupite opremu koja stane u oba parametra. Niz čiji je radni raspon samo djelomično unutar raspona invertera radit će pri srednjem stanju napunjenosti, a zatim će prestati raditi kada je baterija gotovo puna ili gotovo prazna. U isto vrijeme provjerite listu kompatibilnosti brendova.
Koji inverteri prihvaćaju koju klasu
Inverter je odlučujući faktor. Vrlo malo uređaja prihvaća obje klase, a nijedan ne prihvaća obje istovremeno.
- Moderni rezidencijalni hibridi su većinom visokonaponski. Njihov ulaz za baterije specificiran je kao DC raspon u stotinama volti i očekuju stupni sustav s CAN povezivanjem na BMS.
- Off-grid inverteri i inverter/punjači su u ogromnoj većini 48 V. DC sabirnica je okosnica sustava i drugi uređaji se izravno povezuju na nju.
- Baterijski inverteri u DC-spojenim off-grid sustavima dijele 48 V sabirnicu s MPPT solarnim kontrolerima punjenja, DC potrošačima i punjačem generatora, što je nemoguće kod visokonaponskih nizova.
- AC-coupled nadogradnje zaobilaze ovo pitanje: jedinica za pohranu ima vlastiti inverter, tako da postojeći string inverter uopće ne vidi napon baterije.
Tipični primjeri upotrebe
- Niski napon, oko 48 V: off-grid kolibe, hibridni sustavi izgrađeni oko Victron Energy opreme, čamci i vozila, mali kapaciteti od nekoliko kWh i svaki dizajn u kojem više DC uređaja mora dijeliti jednu magistralu.
- Visoki napon, otprilike od 100 do 600 V: obiteljske kuće povezane na mrežu s modernim hibridnim inverterom, kapaciteti od otprilike 5 kWh do 30 kWh, rezervno napajanje putem prebacivača i komercijalni sustavi gdje je DC razvod dugačak.
- Bilo koji: vrlo mali balkonski ili plug-in sustavi za pohranu, koji se obično isporučuju kao zatvorene jedinice s vlastitom elektronikom i DC magistralom koja nije vidljiva korisniku.
Sigurnost i kvalifikacije instalatera
Paket nominalnog napona od 48 V spada u SELV granice, tako da kontakt s priključcima sam po sebi nije opasan. Opasnost ovdje predstavlja enormna struja kratkog spoja: ispao ključ preko sabirnica može ispariti metal, zbog čega su ispravno osiguranje, izolirani alati i poklopci priključaka presudni. Sustav visokog napona preokreće profil rizika. Nekoliko stotina volti jedinstruje (DC) je smrtonosno pri kontaktu i ne gasi luk samostalno kao što to čini izmjenična struja (AC), stoga je za rad potreban električar kompetentan za DC instalacije, dokumentirana procedura izolacije, ispravni DC-rated izolatori i, u većini dizajna, integrirani kontaktor koji drži priključke stringa bez napona do puštanja u rad. Obje klase zahtijevaju uzemljenje, zaštitu od prenapona i jasno označavanje DC strujnog kruga.
Proširivost
Banke niskog napona proširuju se paralelno: dodatni paketi dodaju se uz postojeće, svi na 48 V, što je fleksibilno i tolerira različite starosti baterija unutar granica koje postavlja proizvođač. Sustavi visokog napona proširuju se serijski unutar jednog tornja, tako da svaki modul mora pripadati istoj obitelji, a ukupni napon mora ostati unutar DC prozora invertera i maksimalnog broja modula. To visokonaponski sustav čini lakim za proširenje jednom, unutar planiranog slobodnog prostora, ali ga otežava proširiti daleko izvan toga. U oba slučaja planirajte konačni kapacitet već u fazi projektiranja.
Usporedba niskog i visokog napona
| Svojstvo | Niski napon, oko 48 V | Visoki napon, od 100 do 600 V |
|---|---|---|
| Struja pri 5 kW | Oko 105 A | Otprilike od 12 do 50 A, ovisno o sustavu |
| Kabeliranje | Bakr 35 do 70 mm², kratki razvodi, presovane spojnice | Solarni kabel 6 mm², MC4, dopušteni dulji razvodi |
| Ukupna učinkovitost (round-trip) | Malo niža, dodatni stupanj boost konverzije | Malo viša, bliže DC poveznici invertera |
| Tipični inverteri | Off-grid inverteri, inverteri/punjači, DC-spojeni sustavi | Moderni rezidencijalni i komercijalni hibridni inverteri |
| Glavna opasnost | Vrlo visoka struja kratkog spoja, SELV napon dodira | Smrtonosan DC napon, rizik od luka, zahtijeva DC izolaciju |
| Proširenje | Paralelni paketi, fleksibilno u malim koracima | Serijski moduli u jednom tornju, unutar DC opsega invertera |
Pomaknite tablicu ulijevo
Često postavljana pitanja o naponu baterija
Koja je razlika između niskonaponske i visokonaponske baterije?
Niskonaponski paketi rade na nominalnih oko 48 V, dok visokonaponski stupnjevi rade između otprilike 100 V i 600 V. Ćelije su obično iste LiFePO4 kemije. Napon određuje struju za zadanu snagu, a time i ožičenje, gubitke i sigurnosni režim.
Mogu li miješati niskonaponske i visokonaponske baterije u jednom sustavu?
Ne. Inverter ima jedan ulaz za bateriju dizajniran za jedan DC opseg, a dvije različite klase napona ne mogu dijeliti istu DC magistralu. Njihovo kombiniranje zahtijevalo bi dva zasebna invertera, svaki sa vlastitim pohranama, što poništava svrhu u rezidencijalnom sustavu.
Koji napon zahtijeva moj inverter?
Provjerite raspon DC ulaznog napona baterije u tehničkom listu invertera. Moderni rezidencijalni hibridni inverteri su uglavnom visokonaponski. Off-grid inverteri i inverteri/punjači su gotovo uvijek na 48 V. Vrlo malo uređaja prihvaća obje klase, a nijedan ne prihvaća obje istovremeno.
Je li pohrana visokog napona učinkovitija?
Neznatno. Sloj visokog napona je blizu unutarnjeg DC linka invertera, pa izbjegava stupanj boost konverzije koji je potreban paketu od 48 V. Razlika je obično od jedne do tri postotne točke ukupne učinkovitosti (round-trip), što je najznačajnije kod dubokog svakodnevnog cikliranja.
Zašto baterije od 48 V zahtijevaju tako debele kabelje?
Zato što je struja jednaka snagi podijeljenoj s naponom. Pražnjenje od 5 kW pri 48 V znači više od 100 A, što zahtijeva bakar od 35 do 70 mm², osigurače visokog nominalnog napona i kratke vodove kako bi se pad napona i zagrijavanje držali pod kontrolom. Ista snaga pri 400 V zahtijeva samo 6 mm².
Je li instalacija baterije visokog napona opasna?
Nekoliko stotina volti DC-a može biti smrtonosno, a DC luk se ne gasi sam od sebe kao AC, stoga instalaciju mora izvršiti električar stručan za DC instalacije, koristeći DC izolatore i dokumentiranu proceduru izolacije. Većina slojeva drži terminale niza bez napona do puštanja u rad putem unutarnjeg kontaktora.
Su li baterije od 48 V sigurne jer je napon nizak?
Napon dodira je unutar SELV granica, ali je struja kratkog spoja ogromna. Alat ispustio preko terminala može ispariti metal i izazvati požar. Ispravni osigurači, izolirani alati, poklopci terminala i pravilno utisnute spojnice su nužni, a ne mjere opreza koje se mogu preskočiti.
Koja klasa napona odgovara off-grid sustavu?
Nizak napon, oko 48 V, u većini slučajeva. Off-grid projekti postavljaju MPPT kontrolere punjenja, inverter/punjač, DC potrošače i punjač generatora na jednu zajedničku DC magistralu, a takva arhitektura radi samo pri 48 V. Pogledajte off-grid invertere za odgovarajuće uređaje.
Mogu li kasnije proširiti sloj visokog napona?
Da, unutar granica: dodatni moduli idu serijski unutar istog tornja, moraju biti iz iste obitelji, a ukupni napon niza i broj modula moraju ostati unutar okvira invertera. Planirajte rezervni kapacitet u fazi projektiranja, umjesto da pretpostavljate neograničeno proširenje.
Utječe li klasa napona na upotrebljivi kapacitet ili životni vijek?
Ne izravno. Korisni kapacitet ovisi o dubini pražnjenja koju dopušta BMS, a životni vijek o kemiji ćelija, temperaturi i dubini ciklusa. Klasa napona utječe na troškove instalacije, gubitke pri konverziji i sigurnosne zahtjeve, stoga pakete unutar iste klase uspoređujte prema kapacitetu i jamstvu.
Sustavi baterija niskog i visokog napona nisu međusobno zamjenjivi. Inverter određuje koju klasu možete koristiti.
O tvrtki ONSA Plus
Zašto instalateri diljem Europe kupuju pohranu kod nas
ONSA Plus je europski B2B distributer fotonaponskih sustava, baterijskih pohrana, toplinskih pumpi i stanica za punjenje električnih vozila. U vlastitim EU skladištima čuvamo više od 1.500 proizvoda od 25+ brendova, uključujući Huawei, Solis, SolaX i Dyness.
Nismo samo trgovinska tvrtka. Mi sami projektiramo i servisiramo energetske sustave, stoga na pitanja o klasama napona baterija, kabeliranju i uparivanju invertera odgovaramo iz inženjerske prakse, a ne iz kataloga. Reklamacije rješavate izravno s nama i kupujete po projektu.
