Baterije za fotovoltaiko po velikosti napetosti
Baterije za fotovoltaiko po velikosti napetosti delijo baterijske hranilnike v dva električno nezdružljiva razreda: nizkonapetostne pakete okoli 48 V DC vodila in visokonapetostne stolpe, ki delujejo od približno 100 V do 600 V. Razred narekuje razsmernik in ne osebna izbira: večina sodobnih stanovanjskih hibridnih razsmernikov pričakuje visokonapetostni stolp, sistemi 48 V pa ustrezajo otočnim razsmernikom in postavitvam v slogu Victron Energy. Napetost določa tok, presek kablov, izkoristek pretvorbe in zahtevano usposobljenost inštalaterja. Vodnik
Razvrščanje izdelkov
Seznam izdelkov
Sorodne kategorije baterij po napetosti
- Nizkonapetostne baterije
- Visokonapetostne baterije
- Vse baterije za fotovoltaiko
- Hibridni razsmerniki
- Off-Grid razsmerniki
- Baterije po znamkah
Nizkonapetostni in visokonapetostni hranilniki: kaj spremeni številka
Oba razreda uporabljata enake celice LiFePO4. Razlika je v tem, koliko celic je vezanih zaporedno, preden se paket sreča z razsmernikom. Nizkonapetostni paket pristane pri nazivnih 48 V, udobno znotraj območja SELV. Visokonapetostni stolp veže module zaporedno, dokler niz ne pristane nekje med približno 100 V in 600 V, kar ustreza DC oknu baterijskega vhoda razsmernika. Ker je moč zmnožek napetosti in toka, isto polnjenje s 5 kW, ki pri 48 V vleče več kot 100 A, pri 350 V vleče krepko pod 20 A.
To eno razmerje poganja vse ostalo: presek kablov, nazivne vrednosti varovalk in ločilnih stikal, uporovne izgube na DC trasi, izkoristek pretvorbe DC/DC stopnje razsmernika in varnostni režim, po katerem dela inštalater. Prav zato razreda tudi nista zamenljiva. Razsmernik je izdelan za eno baterijsko okno in drugega ne bo sprejel, paketov različnih napetostnih razredov pa ni mogoče združiti na enem DC vodilu.
S TERENA
"Napaka, ki jo vidim najpogosteje, je banka 48 V, ožičena s kablom, izbranim za povprečno in ne za konično obremenitev. Pri 48 V je praznjenje s 5 kW več kot 100 A, zato dvometrska trasa zahteva 50 mm² ali več, vsako oko pa mora biti pravilno stisnjeno. Visoka napetost prenese isto energijo po delcu bakra, in prav zato so stanovanjski hibridi šli v to smer. Nizka napetost še vedno zmaga tam, kjer potrebujete DC vodilo, ki si ga lahko deli druga oprema."
Ladislav Proc · specialist za fotovoltaiko, ONSA Plus
Kako izbrati med nizkonapetostnim in visokonapetostnim hranilnikom
Ta filter ni lestvica kakovosti. Je os združljivosti in pri večini projektov je odgovor že določen z razsmernikom na steni ali z razsmernikom, ki ste ga predvideli. Preden pogledate katerikoli paket, v podatkovnem listu razsmernika preverite DC baterijsko okno.
Kjer je razsmernik še odprt, se odločite po obliki inštalacije: omrežno vezan stanovanjski hibrid z enim blokom hranilnika kaže na visoko napetost, otočni ali hibridni DC sklopljen sistem, kjer si polnilniki, MPPT regulatorji in DC bremena delijo eno vodilo, pa na 48 V.
Prikaži celoten vodnik Zapri vodnik
Tok, presek kablov, izgube in izkoristek pretvorbe
Tok je tisto, kar dimenzionira DC inštalacijo, in tok je pri dani moči obratno sorazmeren napetosti. To je praktično jedro odločitve.
- Pri 48 V: 5 kW pomeni približno 105 A. Kratke trase v bakru 35 do 70 mm², DC ločilna stikala z visokim nazivom, varovalke razreda T ali NH in pravilno pritegnjena očesca so obvezni, ne izbirni.
- Pri 400 V: istih 5 kW je približno 12,5 A, kar brez težav prenese solarni kabel 6 mm² s standardnimi konektorji MC4.
- Uporovne izgube naraščajo s kvadratom toka. Prepolovitev toka izgube v istem vodniku razčetveri navzdol, zato je dolga baterijska trasa pri visoki napetosti bistveno cenejša za izvedbo.
- Padec napetosti pri 48 V je razlog, da morajo nizkonapetostne baterije stati blizu razsmernika. Nekaj metrov premajhnega kabla lahko stane več odstotkov shranjene energije in pri konični obremenitvi sproži izklop zaradi podnapetosti.
Napetost se pokaže tudi v pretvorbeni verigi. Visokonapetostni stolp je blizu notranje napetosti DC vmesnega tokokroga razsmernika, zato ima DC/DC pretvornik manj dela in izkoristek celotnega cikla je običajno nekoliko višji. Paket 48 V je treba dvigniti na nekaj sto voltov, preden ga lahko uporabi razsmerniški most, kar doda pretvorbeno stopnjo in v večini podatkovnih listov eno do tri odstotne točke izgube na celotnem ciklu. Razlika je resnična, a zmerna, in največ pomeni tam, kjer se baterija vsak dan globoko cikla.
Nasvet iz prakse
Razreda hranilnika nikoli ne načrtujte samo iz podatkovnega lista baterije. Odprite podatkovni list razsmernika, poiščite območje DC vhodne napetosti baterije in največji polnilni ter praznilni tok in kupujte znotraj obeh. Stolp, katerega delovno okno je le delno znotraj območja razsmernika, bo deloval pri srednji napolnjenosti, nato pa odpadel, ko bo skoraj poln ali skoraj prazen. Hkrati preverite seznam združljivosti po znamkah.
Kateri razsmerniki sprejmejo kateri razred
Razsmernik je vratar. Zelo malo naprav sprejme oba razreda in nobena ju ne sprejme hkrati.
- Sodobni stanovanjski hibridi so večinoma visokonapetostni. Njihov baterijski vhod je podan kot DC območje v stotinah voltov in pričakujejo zložljiv stolp s CAN povezavo do BMS.
- Otočni razsmerniki in razsmerniki s polnilnikom so v veliki večini 48 V. DC vodilo je hrbtenica sistema in druge naprave se priklopijo neposredno nanj.
- Baterijski razsmerniki v DC sklopljeni otočni postavitvi si delijo vodilo 48 V z MPPT solarnimi regulatorji polnjenja, DC bremeni in polnilnikom iz agregata, kar pri visokonapetostnem stolpu ni izvedljivo.
- AC sklopljene naknadne vgradnje se vprašanju izognejo: hranilnik ima lastni razsmernik, zato obstoječi nizni razsmernik baterijske napetosti sploh ne vidi.
Značilni primeri uporabe
- Nizka napetost, okoli 48 V: otočne koče, hibridni sistemi, grajeni okoli opreme Victron Energy, plovila in vozila, majhne kapacitete od nekaj kWh in vsaka zasnova, kjer si mora eno vodilo deliti več DC naprav.
- Visoka napetost, približno 100 do 600 V: omrežno vezane družinske hiše s sodobnim hibridnim razsmernikom, kapacitete od približno 5 kWh do 30 kWh, rezervno napajanje prek preklopne omarice in poslovni sistemi z dolgo DC traso.
- Kateri koli: zelo majhni balkonski ali vtični hranilniki, ki so običajno dobavljeni kot zaprta enota z lastno elektroniko in brez uporabniku vidnega DC vodila.
Varnost in usposobljenost inštalaterja
Paket z nazivnimi 48 V je znotraj omejitev SELV, zato dotik priključkov sam po sebi ni nevaren. Nevarnost je tam ogromen kratkostični tok: ključ, ki pade čez zbiralke, bo upario kovino, in prav zato so pomembni pravilno varovanje, izolirano orodje in pokrovi priključkov. Visokonapetostni stolp obrne profil tveganja. Nekaj sto voltov DC je ob dotiku smrtno nevarnih in oblok ne ugasne sam tako kot pri AC, zato delo zahteva elektroinštalaterja, usposobljenega za DC inštalacije, dokumentiran postopek izklopa, pravilna ločilna stikala z DC nazivom in pri večini zasnov v stolp vgrajen kontaktor, ki drži priključke niza brez napetosti do zagona. Oba razreda potrebujeta ozemljitev, prenapetostno zaščito in jasno označen DC tokokrog.
Možnost razširitve
Nizkonapetostne banke se širijo vzporedno: dodatni paketi se dodajo ob obstoječe, vsi pri 48 V, kar je prilagodljivo in v mejah, ki jih postavi proizvajalec, tolerantno do mešane starosti. Visokonapetostni stolpi se širijo zaporedno znotraj enega stolpa, zato mora biti vsak modul iz iste družine, skupna vrednost pa mora ostati znotraj DC okna razsmernika in največjega števila modulov. Zaradi tega je visokonapetostni sistem enkrat enostavno razširiti, znotraj načrtovane rezerve, precej težje pa daleč čez njo. V obeh primerih končno kapaciteto načrtujte že v fazi projektiranja.
Nizka napetost v primerjavi z visoko
| Lastnost | Nizka napetost, okoli 48 V | Visoka napetost, 100 do 600 V |
|---|---|---|
| Tok pri 5 kW | Približno 105 A | Približno 12 do 50 A glede na stolp |
| Ožičenje | Baker 35 do 70 mm², kratke trase, stisnjena očesca | Solarni kabel 6 mm², MC4, daljše trase so sprejemljive |
| Izkoristek celotnega cikla | Nekoliko nižji, dodatna dvižna pretvorbena stopnja | Nekoliko višji, bližje DC vmesnemu tokokrogu razsmernika |
| Značilni razsmerniki | Otočni razsmerniki, razsmerniki s polnilnikom, DC sklopljene postavitve | Sodobni stanovanjski in poslovni hibridi |
| Glavna nevarnost | Zelo visok kratkostični tok, dotikalna napetost SELV | Smrtno nevarna DC napetost, tveganje obloka, potrebna ločila z DC nazivom |
| Razširitev | Vzporedni paketi, prilagodljivo v majhnih korakih | Zaporedni moduli v enem stolpu, znotraj okna razsmernika |
Tabelo povlecite v levo
Pogosta vprašanja o napetosti baterij
Kakšna je razlika med nizkonapetostno in visokonapetostno baterijo?
Nizkonapetostni paketi delujejo pri približno 48 V nazivno, visokonapetostni stolpi pa med približno 100 V in 600 V. Celice so običajno iste kemije LiFePO4. Napetost pri dani moči določa tok in s tem ožičenje, izgube in varnostni režim.
Ali lahko v enem sistemu mešam nizkonapetostne in visokonapetostne baterije?
Ne. Razsmernik ima en baterijski vhod, izdelan za eno DC okno, in dva različna napetostna razreda si ne moreta deliti DC vodila. Kombinacija bi zahtevala dva ločena razsmernika, vsakega z lastnim hranilnikom, kar pri stanovanjskem sistemu izniči smisel.
Katero napetost potrebuje moj razsmernik?
Preverite območje DC vhodne napetosti baterije v podatkovnem listu razsmernika. Sodobni stanovanjski hibridni razsmerniki so večinoma visokonapetostni. Otočni razsmerniki in razsmerniki s polnilnikom so skoraj vedno 48 V. Zelo malo naprav sprejme oba razreda in nobena hkrati.
Ali je visokonapetostni hranilnik učinkovitejši?
Nekoliko. Visokonapetostni stolp je blizu notranjega DC vmesnega tokokroga razsmernika, zato se izogne dvižni pretvorbeni stopnji, ki jo paket 48 V potrebuje. Razlika je običajno ena do tri odstotne točke izkoristka celotnega cikla, kar največ pomeni pri globokem dnevnem cikliranju.
Zakaj baterije 48 V potrebujejo tako debele kable?
Ker je tok moč, deljena z napetostjo. Praznjenje s 5 kW pri 48 V pomeni več kot 100 A, kar zahteva baker 35 do 70 mm², varovalke z visokim nazivom in kratke trase, da ostaneta padec napetosti in segrevanje pod nadzorom. Ista moč pri 400 V zahteva le 6 mm².
Ali je vgradnja visokonapetostne baterije nevarna?
Nekaj sto voltov DC je potencialno smrtno nevarnih, DC oblok pa sam ne ugasne, zato vgradnja sodi elektroinštalaterju, usposobljenemu za DC dela, z ločili z DC nazivom in dokumentiranim postopkom izklopa. Večina stolpov prek notranjega kontaktorja drži priključke niza brez napetosti do zagona.
Ali so baterije 48 V varne, ker je napetost nizka?
Dotikalna napetost je znotraj omejitev SELV, kratkostični tok pa je ogromen. Orodje, ki pade čez priključke, lahko upari kovino in povzroči požar. Pravilno varovanje, izolirano orodje, pokrovi priključkov in dobro stisnjena očesca so nujni in ne previdnostni ukrepi, ki bi jih lahko izpustili.
Kateri napetostni razred ustreza otočnemu sistemu?
V večini primerov nizka napetost, okoli 48 V. Otočne zasnove postavijo MPPT regulatorje polnjenja, razsmernik s polnilnikom, DC bremena in polnilnik iz agregata na eno skupno DC vodilo, ta arhitektura pa deluje samo pri 48 V. Ustrezne naprave najdete med otočnimi razsmerniki.
Ali lahko visokonapetostni stolp razširim pozneje?
Da, v mejah: dodatni moduli gredo zaporedno v isti stolp, morajo biti iz iste družine, skupna napetost niza in število modulov pa morata ostati znotraj okna razsmernika. Rezervo načrtujte že pri projektiranju in ne računajte na neomejeno širitev.
Ali napetostni razred vpliva na uporabno kapaciteto ali življenjsko dobo?
Ne neposredno. Uporabna kapaciteta izhaja iz globine praznjenja, ki jo dovoli BMS, življenjska doba pa iz kemije celic, temperature in globine ciklov. Napetostni razred vpliva na strošek vgradnje, izgube pretvorbe in varnostne zahteve, zato pakete znotraj razreda primerjajte po kapaciteti in garanciji.
Nizkonapetostni in visokonapetostni baterijski sistemi niso zamenljivi. Razsmernik določa, kateri razred lahko uporabite.
About ONSA Plus
Zakaj inštalaterji po vsej Evropi hranilnike kupujejo pri nas
ONSA Plus je evropski B2B distributer fotovoltaike, baterijskih hranilnikov, toplotnih črpalk in polnilnih postaj za električna vozila. V lastnih skladiščih v EU imamo na zalogi več kot 1.500 izdelkov 25+ znamk, med njimi Huawei, Solis, SolaX in Dyness.
Nismo zgolj trgovsko podjetje. Energetske sisteme sami načrtujemo in servisiramo, zato na vprašanja o napetostnih razredih baterij, ožičenju in usklajevanju z razsmernikom odgovarjamo iz inženirske prakse in ne iz kataloga. Reklamacijo urejate neposredno pri nas, kupujete pa po posameznem projektu.
