Baterii pentru sisteme fotovoltaice în funcție de mărimea tensiunii
Bateriile pentru fotovoltaice în funcție de tensiune împart stocarea în baterii în două clase incompatibile electric: pachete cu tensiune joasă construite în jurul unei magistrale de 48 V DC și stive cu tensiune înaltă care variază de la aproximativ 100 V la 600 V. Clasa este dictată de invertor, nu de preferințe: majoritatea inverttoarelor hibride rezidențiale moderne necesită o stivă de înaltă tensiune, în timp ce sistemele de 48 V sunt potrivite pentru inverttoare off-grid și configurații de tip Victron Energy. Tensiunea determină curentul, secțiunea cablului, eficiența conversiei și calificarea instalatorului. Ghid
Selectarea produsului
Listă produse
Categorii relevante de tensiune a bateriilor
- Baterii cu tensiune joasă
- Baterii cu tensiune înaltă
- Toate bateriile pentru fotovoltaice
- Invertoare hibride
- Invertoare Off-Grid
- Baterii după brand
Stocare joasă și înaltă tensiune: ce schimbă cifra
Ambele clase utilizează aceleași celule LiFePO4. Diferența constă în numărul de celule montate în serie înainte ca pachetul să ajungă la invertor. Un pachet de joasă tensiune are o valoare nominală de aproximativ 48 V, situându-se confortabil în zona SELV. Un ansamblu de înaltă tensiune dispune modulele în serie până când șirul se situează undeva între aproximativ 100 V și 600 V, potrivindu-se cu fereastra DC a intrării bateriei invertorului. Deoarece puterea este produsul tensiunii cu intensitatea, aceiași 5 kW de încărcare care consumă peste 100 A la 48 V consumă sub 20 A la 350 V.
Acest raport unic determină tot restul: secțiunea cablului, valorile siguranțelor și ale izolatorilor, pierderile rezistive în traseul DC, eficiența de conversie a etapei DC/DC a invertorului și regimul de siguranță în care lucrează instalatorul. Acesta este și motivul pentru care cele două clase nu sunt interschimbabile. Un invertor este construit pentru o singură fereastră de baterie și nu va accepta cealaltă, iar pachetele de clase de tensiune diferite nu pot fi combinate pe o singură magistrală DC.
DIN TEREN
„Greșeala pe care o văd cel mai des este un banc de 48 V cablat cu un cablu ales pentru sarcina medie, nu pentru cea de vârf. La 48 V, o descărcare de 5 kW înseamnă mai mult de 100 A, deci un traseu de doi metri necesită 50 mm² sau mai mult, iar fiecare terminal trebuie jupuit și sertat corect. Înalta tensiune transportă aceeași energie cu o fracțiune din cantitatea de cupru, motiv pentru care sistemele hibride rezidențiale au adoptat această abordare. Joasa tensiune câștigă în continuare acolo unde aveți nevoie de o magistrală DC care să fie partajată cu alte echipamente.”
Ladislav Proc · Specialist fotovoltaice, ONSA Plus
Cum să alegi între stocarea cu joasă și înaltă tensiune
Acest filtru nu reprezintă un clasament de calitate. Este o axă de compatibilitate și, în majoritatea proiectelor, răspunsul este deja stabilit de invertorul montat pe perete sau de cel specificat de dumneavoastră. Confirmați fereastra DC a bateriei în fișa tehnică a invertorului înainte de a analiza orice pachet.
În cazurile în care invertorul nu a fost încă ales, decideți în funcție de configurarea instalației: un sistem hibrid rezidențial conectat la rețea cu un singur bloc de stocare indică înalta tensiune, în timp ce un sistem off-grid sau hibrid cu cuplare DC cu încărcătoare, controllere MPPT și sarcini DC care partajează o singură magistrală indică 48 V.
Afișează ghidul complet Închide ghidul
Intensitate, secțiune cablu, pierderi și eficiență de conversie
Intensitatea este cea care dimensionează instalația DC, iar intensitatea este invers proporțională cu tensiunea pentru o putere dată. Acesta este nucleul practic al alegerii.
- La 48 V: 5 kW înseamnă aproximativ 105 A. Trasee scurte cu cupru de 35 până la 70 mm², izolatori DC cu nominalizare ridicat, siguranțe clasa T sau NH și papucii decablu strânși corect sunt toate obligatorii, nu opționale.
- La 400 V: aceiași 5 kW înseamnă aproximativ 12,5 A, transportați fără probleme de un cablu solar de 6 mm² cu conectoare standard MC4.
- Pierderile rezistive cresc proporțional cu pătratul curentului. Reducerea curentului la jumătate reduce la sfert pierderile în același conductor, astfel încât o linie lungă de baterii este mult mai ieftin de construit la tensiune înaltă.
- Căderea de tensiune la 48 V este motivul pentru care bateriile cu tensiune joasă trebuie amplasate aproape de invertor. Câteva metri de cablu subdimensionat pot costa câteva procente din energia stocată și pot declanșa decupajele de subtensiune la sarcini de vârf.
Tensiunea apare, de asemenea, în lanțul de conversie. O stivă de tensiune înaltă se află aproape de tensiunea internă a link-ului DC al invertorului, astfel încât convertizorul DC/DC are mai puțin de lucru, iar eficiența round-trip este, de regulă, puțin mai ridicată. Un pack de 48 V trebuie ridicat la câteva sute de volți înainte ca puntea invertorului să îl poată utiliza, ceea ce adaugă o etapă de conversie și, în majoritatea fișelor tehnice, între unul și trei puncte procentuale de pierdere round-trip. Diferența este reală, dar modestă, și contează cel mai mult acolo unde bateria este descărcată profund zilnic.
Sfat din practică
Nu planificați niciodată clasa de stocare bazându-vă doar pe fișa tehnică a bateriei. Deschideți fișa tehnică a invertorului, găsiți plaja de tensiune de intrare DC a bateriei și curentul maxim de încărcare și descărcare, și cumpărați în limitele ambelor valori. O stivă a cărei fereastră de operare este doar parțial în plaja invertorului va funcționa la un nivel mediu de încărcare și apoi se va deconecta când este aproape plină sau aproape goală. Consultați în același timp lista de compatibilitate a brandurilor.
Ce invertoare acceptă fiecare clasă
Invertorul este cel care decide. Foarte puține unități acceptă ambele clase și niciuna nu le acceptă pe ambele simultan.
- Hibridele rezidențiale moderne sunt în cea mai mare parte cu tensiune înaltă. Intrarea bateriei lor este specificată ca o plajă DC de sute de volți și se așteaptă un turn stivuibil cu o legătură CAN către BMS.
- Inverttoarele Off-grid și inverttoarele/încărcătoare sunt în majoritate de 48 V. Magistrala DC este coloana vertebrală a sistemului, iar celelalte dispozitive se conectează direct la aceasta.
- Inverttoarele de baterii într-o configurație off-grid cu cuplare DC împart magistrala de 48 V cu controllerele de încărcare solară MPPT, sarcinile DC și un încărcător de generator, ceea ce este imposibil într-o stivă de tensiune înaltă.
- Sistemele retrofit cu cuplare AC evită această problemă: unitatea de stocare are propriul invertor, astfel încât invertorul de șir existent nu „vede” niciodată tensiunea bateriei.
cazuri de utilizare tipice
- Tensiune joasă, în jur de 48 V: cabane off-grid, sisteme hibride construite în jurul echipamentelor Victron Energy, bărci și vehicule, capacități mici de câteva kWh și orice proiect în care mai multe dispozitive DC trebuie să împartă o singură magistrală.
- Tensiune înaltă, aproximativ 100 până la 600 V: case familiale conectate la rețea cu un invertor hibrid modern, capacități de la aproximativ 5 kWh la 30 kWh, alimentare de rezervă prin intermediul unei cutii de comutare și sisteme comerciale unde traseul DC este lung.
- Oricare dintre cele două: sisteme de stocare foarte mici pentru balcon sau tip plug-in, care sunt livrate de obicei ca unitate sigilată cu propria electronică și fără o magistrală DC vizibilă pentru utilizator.
Siguranță și calificarea instalatorului
Un pachet cu tensiune nominală de 48 V se încadrează în limitele SELV, astfel încât contactul cu bornele nu este în sine periculos. Pericolul în acest caz este curentul de scurtcircuit enorm: o cheie franceză scăpată pe barele de cupru va vaporiza metalul, motiv pentru care siguranțele corecte, sculele izolate și capacele bornelor sunt esențiale. Un sistem de tensiune înaltă inversează profilul de risc. Câteva sute de volți DC sunt letale la contact și nu sting arcul electric singure, așa cum se întâmplă în cazul curentului AC, deci lucrarea necesită un electrician competent în instalații DC, o procedură de izolare documentată, separatoare corecte certificate pentru DC și, în majoritatea proiectelor, un contactor integrat în stivă care menține bornele șirului fără tensiune până la punerea în funcțiune. Ambele clase necesită împământare, protecție împotriva supratensiunilor și etichetarea clară a circuitului DC.
Extensibilitate
Bancurile de tensiune joasă se extind în paralel: pachete suplimentare sunt adăugate alături de cele existente, toate la 48 V, ceea ce este flexibil și permite combinarea unor unități de vârste diferite în limitele stabilite de producător. Sistemele de tensiune înaltă se extind în serie în interiorul unui singur turn, deci fiecare modul trebuie să fie din aceeași familie, iar totalul trebuie să rămână în fereastra DC a invertorului și în limita maximă de module. Acest lucru face ca un sistem de tensiune înaltă să fie ușor de extins o singură dată, în limita rezervelor planificate, dar dificil de extins mult peste acestea. Planificați capacitatea finală în etapa de proiectare în ambele cazuri.
Tensiune joasă comparativ cu tensiune înaltă
| Proprietate | Tensiune joasă, aproximativ 48 V | Tensiune înaltă, 100 până la 600 V |
|---|---|---|
| Curent la 5 kW | Aproximativ 105 A | Aproximativ 12 până la 50 A, în funcție de stivă |
| Cablare | Cupru de 35 până la 70 mm², trasee scurte, papuci crimpați | Cablu solar de 6 mm², MC4, trasee mai lungi acceptabile |
| Eficiența ciclică (round-trip) | Puțin mai scăzută, etapă suplimentară de conversie boost | Puțin mai ridicată, mai aproape de legătura DC a invertorului |
| Invertoare tipice | Invertoare off-grid, invertoare-încărcătoare, configurații cu cuplare DC | Sisteme hibride rezidențiale și comerciale moderne |
| Principalul risc | Curent de scurtcircuit foarte ridicat, tensiune de atingere SELV | Tensiune DC letală, risc de arc electric, necesită izolare compatibilă DC |
| Extensibilitate | Pachete în paralel, flexibile în pași mici | Module în serie într-un singur turn, în limitele ferestrei de tensiune a invertorului |
Glisați tabelul spre stânga
Întrebări frecvente despre tensiunea bateriei
Care este diferența dintre o baterie cu tensiune joasă și una cu tensiune înaltă?
Pachetele cu tensiune joasă funcționează la aproximativ 48 V nominal, iar stivele cu tensiune înaltă între aproximativ 100 V și 600 V. Celulele au, de obicei, aceeași chimie LiFePO4. Tensiunea determină curentul pentru o putere dată și, prin urmare, cablarea, pierderile și regimul de siguranță.
Pot amesteca baterii cu tensiune joasă și tensiune înaltă în același sistem?
Nu. Un invertor are o singură intrare pentru baterie, proiectată pentru o singură fereastră DC, iar două clase de tensiune diferite nu pot partaja aceeași magistrală DC. Combinarea lor ar necesita două invertoare separate, fiecare cu propriul sistem de stocare, ceea ce anulează scopul într-un sistem rezidențial.
Ce tensiune necesită invertorul meu?
Verificați intervalul de tensiune de intrare DC pentru baterie în fișa tehnică a invertorului. Invertoarele hibride rezidențiale moderne sunt în cea mai mare parte cu tensiune înaltă. Invertoarele off-grid și invertoare-încărcătoarele sunt aproape întotdeauna de 48 V. Foarte puține unități acceptă ambele clase, iar niciuna nu le acceptă simultan.
Este stocarea cu tensiune înaltă mai eficientă?
Pe puțin. O stivă cu tensiune înaltă se află aproape de tensiunea link-ului DC intern al invertorului, evitând astfel o etapă de conversie boost necesară unui pachet de 48 V. Diferența este, de obicei, de unul până la trei puncte procentuale în eficiența round-trip, ceea ce contează cel mai mult în cazul ciclurilor zilnice profunde.
De ce bateriile de 48 V au nevoie de cabluri atât de groase?
Deoarece intensitatea curentului este puterea împărțită la tensiune. Descărcarea a 5 kW la 48 V înseamnă peste 100 A, ceea ce necesită cupru de 35–70 mm², siguranțe cu putere ridicată și trasee scurte pentru a menține sub control căderea de tensiune și încălzirea. Aceeași putere la 400 V necesită doar 6 mm².
Este periculoasă instalarea unei baterii de înaltă tensiune?
Câteva sute de volți DC pot fi letale, iar arcul electric DC nu se stinge de la sine, așa că instalarea trebuie efectuată de un electrician competent în lucrări DC, folosind izolatori nominali DC și o procedură de izolare documentată. Majoritatea sistemelor păstrează terminalele stringului fără tensiune până la punerea în funcțiune, printr-un contactor intern.
Sunt bateriile de 48 V sigure deoarece tensiunea este mică?
Tensiunea de atingere se află în limitele SELV, însă curentul de scurtcircuit este imens. O unealtă scăpată pe terminale poate vaporiza metalul și poate provoca un incendiu. Siguranțele corecte, uneltele izolate, capacele terminalelor și papucii de cablu crimpați corespunzător sunt esențiale, nu precauții care pot fi ignorate.
Ce clasă de tensiune este potrivită pentru un sistem off-grid?
Tensiunea joasă, în jur de 48 V, în majoritatea cazurilor. Proiectările off-grid plasează controlerele de încărcare MPPT, un invertor/încărcător, sarcinile DC și un încărcător de generator pe o singură magistrală DC comună, iar această arhitectură funcționează doar la 48 V. Consultați invertoarele off-grid pentru unitățile compatibile.
Pot extinde ulterior un sistem de înaltă tensiune?
Da, în anumite limite: modulele suplimentare se montează în serie în același turn, trebuie să fie din aceeași familie, iar tensiunea totală a stringului și numărul de module trebuie să rămână în intervalul admis de invertor. Planificați rezerva de putere în etapa de proiectare, în loc să presupuneți o extindere nelimitată.
Clasa de tensiune afectează capacitatea utilizabilă sau durata de viață?
Nu direct. Capacitatea utilizabilă depinde de profunzimea descărcării permise de BMS, iar durata de viață de la chimia celulei, temperatură și profunzimea ciclurilor. Clasa de tensiune afectează costul instalării, pierderile de conversie și cerințele de siguranță, deci comparați pachetele în funcție de capacitate și garanție în cadrul aceleiași clase.
Sistemele de baterii cu tensiune joasă și cele cu tensiune înaltă nu sunt interschimbabile. Invertorul decide ce clasă puteți utiliza.
Despre ONSA Plus
De ce instalatorii din întreaga Europă cumpără sisteme de stocare de la noi
ONSA Plus este un distribuitor european B2B de sisteme fotovoltaice, stocare în baterii, pompe de căldură și stații de încărcare pentru vehicule electrice. În propriile noastre depozite din UE menținem peste 1.500 de produse de la peste 25 de branduri, inclusiv Huawei, Solis, SolaX și Dyness.
Nu suntem doar o companie comercială. Noi proiectăm și întreținem noi înșiși sistemele energetice, așa că răspundem la întrebările privind clasele de tensiune ale bateriilor, cablare și asocierea invertoarelor din practică inginerească, nu dintr-un catalog. Gestionați solicitările de garanție direct cu noi și cumpărați materiale per proiect.
