Акумулятори для фотовольтаїки за напругою
Акумулятори для фотовольтаїки за напругою ділять акумуляторні накопичувачі на два електрично несумісні класи: низьковольтні блоки, побудовані навколо шини 48 В DC, та високовольтні стійки, що працюють приблизно від 100 В до 600 В. Клас визначається інвертором, а не вподобанням: більшість сучасних побутових гібридних інверторів розраховані на високовольтну стійку, тоді як системи 48 В підходять для автономних інверторів і збірок у стилі Victron Energy. Напруга визначає струм, переріз кабелю, ефективність перетворення та кваліфікацію монтажника. Посібник
Сортування товарів
Перелік продуктів
Елементи керування списком
Пов’язані категорії акумуляторів за напругою
- Низьковольтні акумулятори
- Високовольтні акумулятори
- Усі акумулятори для фотовольтаїки
- Гібридні інвертори
- Інвертори Off-Grid
- Акумулятори за брендами
Низьковольтне та високовольтне накопичення: що змінює це число
Обидва класи використовують ті самі комірки LiFePO4. Різниця в тому, скільки комірок з’єднано послідовно, перш ніж батарея зустрінеться з інвертором. Низьковольтна батарея має номінал близько 48 V, що впевнено лежить у межах SELV. Високовольтний стек з’єднує модулі послідовно, доки напруга стрінга не опиниться приблизно між 100 V і 600 V, відповідаючи DC-вікну акумуляторного входу інвертора. Оскільки потужність є добутком напруги на струм, ті самі 5 kW заряджання, що споживають понад 100 A при 48 V, споживають значно менше ніж 20 A при 350 V.
Це єдине співвідношення визначає все інше: переріз кабелю, номінали запобіжників і роз’єднувачів, омічні втрати на DC-ділянці, ККД перетворення каскаду DC/DC інвертора та режим безпеки, у якому працює монтажник. Саме тому ці два класи не є взаємозамінними. Інвертор побудовано під одне акумуляторне вікно, і він не прийме інше, а батареї різних класів напруги не можна об’єднувати на одній шині DC.
З ПРАКТИКИ
«Помилка, яку я бачу найчастіше, це банк на 48 V, зібраний кабелем, підібраним під середнє навантаження, а не під пікове. При 48 V розряд 5 kW це понад 100 A, тож двометрова ділянка потребує 50 mm² або більше, і кожен наконечник має бути правильно обтиснутий. Висока напруга переносить ту саму енергію на частці міді, і саме тому житлові гібриди пішли цим шляхом. Низька напруга досі виграє там, де потрібна шина DC, яку може ділити інше обладнання.»
Ladislav Proc · Спеціаліст з фотовольтаїки, ONSA Plus
Як вибрати між низьковольтним і високовольтним накопиченням
Цей фільтр не є рейтингом якості. Це вісь сумісності, і в більшості проєктів відповідь уже зафіксована інвертором на стіні або інвертором, який Ви вже підібрали. Перевірте DC-вікно акумулятора в технічному паспорті інвертора, перш ніж дивитися на будь-яку батарею.
Там, де інвертор ще не обрано, вирішуйте за конфігурацією установки: житловий гібрид із підключенням до мережі з одним блоком накопичення вказує на високу напругу, тоді як автономна або гібридна система з DC-зв’язком, де зарядні пристрої, MPPT-контролери та навантаження DC ділять одну шину, вказує на 48 V.
Показати повний посібник Закрити посібник
Струм, переріз кабелю, втрати та ККД перетворення
Саме струм задає параметри DC-установки, і за заданої потужності струм обернено пропорційний напрузі. У цьому практична суть вибору.
- При 48 V: 5 kW означають приблизно 105 A. Короткі ділянки міддю перерізом від 35 до 70 mm², DC-роз’єднувачі з високим номіналом, запобіжники класу T або NH та правильно затягнуті наконечники є обов’язковими, а не опційними.
- При 400 V: ті самі 5 kW це близько 12,5 A, які без проблем проводить сонячний кабель 6 mm² зі стандартними конекторами MC4.
- Омічні втрати зростають пропорційно квадрату струму. Удвічі менший струм означає вчетверо менші втрати в тому самому провіднику, тож довгу акумуляторну лінію значно дешевше побудувати на високій напрузі.
- Падіння напруги при 48 V є причиною того, що низьковольтні акумулятори мають стояти близько до інвертора. Кілька метрів кабелю недостатнього перерізу можуть коштувати кількох відсотків накопиченої енергії та спричинити спрацювання захисту від зниженої напруги при піковому навантаженні.
Напруга також проявляється в ланцюгу перетворення. Високовольтний стек працює близько до внутрішньої напруги ланки постійного струму інвертора, тож перетворювачу DC/DC залишається менше роботи, і ККД повного циклу зазвичай трохи вищий. Батарею на 48 V потрібно підняти до кількох сотень вольтів, перш ніж міст інвертора зможе її використати, що додає крок перетворення і, у більшості технічних паспортів, від одного до трьох відсоткових пунктів втрат за повний цикл. Розрив реальний, але помірний, і найбільше важить там, де акумулятор глибоко циклюється щодня.
Порада з практики
Ніколи не плануйте клас накопичення лише за технічним паспортом акумулятора. Відкрийте технічний паспорт інвертора, знайдіть діапазон вхідної напруги DC для акумулятора та максимальні струми заряду і розряду і купуйте в межах обох. Стек, робоче вікно якого лише частково потрапляє в діапазон інвертора, працюватиме за середнього рівня заряду, а потім відключатиметься, коли він майже повний або майже порожній. Одночасно перевірте перелік сумісності за брендами.
Які інвертори приймають який клас
Інвертор є воротарем. Дуже мало пристроїв приймають обидва класи, і жоден не приймає обидва одночасно.
- Сучасні житлові гібриди здебільшого високовольтні. Їхній акумуляторний вхід задано як діапазон DC у сотнях вольтів, і вони розраховані на нарощувану вежу зі з’єднанням CAN до BMS.
- Автономні інвертори та інвертори із зарядним пристроєм переважно працюють на 48 V. Шина DC є хребтом системи, і решта пристроїв підключаються до неї безпосередньо.
- Акумуляторні інвертори в автономній системі з DC-зв’язком ділять шину 48 V із сонячними MPPT-контролерами заряду, навантаженнями DC та зарядним пристроєм від генератора, що неможливо на високовольтному стеку.
- Дообладнання з AC-зв’язком обходить це питання: блок накопичення має власний інвертор, тож наявний стрінговий інвертор узагалі не бачить напруги акумулятора.
Типові сценарії застосування
- Низька напруга, близько 48 V: автономні будиночки, гібридні системи, побудовані навколо обладнання Victron Energy, судна та транспортні засоби, малі ємності від кількох kWh, а також будь-яке рішення, де кілька пристроїв DC мають ділити одну шину.
- Висока напруга, приблизно від 100 до 600 V: приватні будинки з підключенням до мережі та сучасним гібридним інвертором, ємності приблизно від 5 kWh до 30 kWh, резервне живлення через щит перемикання, а також комерційні системи з довгою DC-лінією.
- Будь-який варіант: дуже малі балконні або мобільні накопичувачі, які зазвичай постачають як герметичний блок із власною електронікою й без доступної користувачеві шини DC.
Безпека та кваліфікація монтажника
Батарея з номіналом 48 V лежить у межах SELV, тож дотик до клем сам собою не є небезпечним. Небезпекою тут є величезний струм короткого замикання: впущений на шини ключ випарує метал, і саме тому важливі правильні запобіжники, ізольований інструмент і кришки клем. Високовольтний стек змінює профіль ризику на протилежний. Кілька сотень вольтів DC є смертельними при дотику й не гасять дугу самостійно, як це робить AC, тож роботу має виконувати електрик, компетентний у DC-установках, за документованою процедурою від’єднання, з правильними роз’єднувачами з номіналом DC і, у більшості рішень, з інтегрованим у стек контактором, який тримає клеми стрінга знеструмленими до пусконалагодження. Обидва класи потребують заземлення, захисту від перенапруг і чіткого маркування кола DC.
Можливість розширення
Низьковольтні банки розширюються паралельно: додаткові батареї додають поряд із наявними, усі на 48 V, що є гнучким і терпимим до різного віку батарей у межах, які встановлює виробник. Високовольтні стеки розширюються послідовно всередині однієї вежі, тож кожен модуль має бути з тієї самої родини, а загальна напруга має залишатися в межах DC-вікна інвертора та максимальної кількості модулів. Через це високовольтну систему легко розширити один раз, у межах запланованого запасу, і незручно розширювати далеко за нього. В обох випадках плануйте кінцеву ємність на етапі проєктування.
Порівняння низької та високої напруги
| Характеристика | Низька напруга, близько 48 V | Висока напруга, від 100 до 600 V |
|---|---|---|
| Струм при 5 kW | Близько 105 A | Близько 12 до 50 A залежно від стека |
| Кабельні лінії | Мідь від 35 до 70 mm², короткі ділянки, обтиснуті наконечники | Сонячний кабель 6 mm², MC4, допустимі довші ділянки |
| ККД повного циклу | Трохи нижчий, додатковий підвищувальний каскад | Трохи вищий, ближче до ланки постійного струму інвертора |
| Типові інвертори | Автономні інвертори, інвертори із зарядним пристроєм, системи з DC-зв’язком | Сучасні житлові та комерційні гібриди |
| Основна небезпека | Дуже високий струм короткого замикання, напруга дотику в межах SELV | Смертельна напруга DC, ризик дуги, потрібне від’єднання з номіналом DC |
| Розширення | Паралельні батареї, гнучко малими кроками | Послідовні модулі в одній вежі, у межах вікна інвертора |
Гортайте таблицю вліво
Часті запитання про напругу акумуляторів
Яка різниця між низьковольтним і високовольтним акумулятором?
Низьковольтні батареї працюють з номіналом близько 48 V, високовольтні стеки приблизно між 100 V і 600 V. Комірки зазвичай мають ту саму хімію LiFePO4. Напруга визначає струм за заданої потужності, а отже й кабельні лінії, втрати та режим безпеки.
Чи можна поєднати низьковольтні та високовольтні акумулятори в одній системі?
Ні. Інвертор має один акумуляторний вхід, побудований під одне DC-вікно, і два різні класи напруги не можуть ділити шину DC. Їх поєднання потребувало б двох окремих інверторів, кожен зі своїм накопичувачем, що втрачає сенс у житловій системі.
Яка напруга потрібна моєму інвертору?
Перевірте діапазон вхідної напруги DC для акумулятора в технічному паспорті інвертора. Сучасні житлові гібридні інвертори здебільшого високовольтні. Автономні інвертори та інвертори із зарядним пристроєм майже завжди працюють на 48 V. Дуже мало пристроїв приймають обидва класи, і жоден не приймає обидва одночасно.
Чи є високовольтне накопичення ефективнішим?
Трохи. Високовольтний стек працює близько до внутрішньої ланки постійного струму інвертора, тож уникає підвищувального каскаду, потрібного батареї на 48 V. Різниця зазвичай становить від одного до трьох відсоткових пунктів ККД повного циклу, що найбільше важить за глибокого щоденного циклювання.
Чому акумулятори на 48 V потребують таких товстих кабелів?
Тому що струм є потужністю, поділеною на напругу. Розряд 5 kW при 48 V означає понад 100 A, для чого потрібні мідь перерізом від 35 до 70 mm², запобіжники з високим номіналом і короткі ділянки, щоб утримати падіння напруги та нагрів під контролем. Та сама потужність при 400 V потребує лише 6 mm².
Чи небезпечно монтувати високовольтний акумулятор?
Кілька сотень вольтів DC потенційно смертельні, а дуга DC не гасне самостійно, тож монтаж належить електрику, компетентному в роботі з DC, із роз’єднувачами з номіналом DC і документованою процедурою від’єднання. Більшість стеків тримають клеми стрінга знеструмленими до пусконалагодження за допомогою внутрішнього контактора.
Чи безпечні акумулятори на 48 V через низьку напругу?
Напруга дотику лежить у межах SELV, але струм короткого замикання величезний. Інструмент, впущений на клеми, може випарувати метал і спричинити пожежу. Правильні запобіжники, ізольований інструмент, кришки клем і належно обтиснуті наконечники є обов’язковими, а не заходами, які можна пропустити.
Який клас напруги підходить автономній системі?
У більшості випадків низька напруга, близько 48 V. Автономні рішення розміщують MPPT-контролери заряду, інвертор із зарядним пристроєм, навантаження DC та зарядний пристрій від генератора на одній спільній шині DC, і така архітектура працює лише на 48 V. Відповідні пристрої дивіться в розділі автономні інвертори.
Чи можна розширити високовольтний стек пізніше?
Так, у певних межах: додаткові модулі встановлюють послідовно всередині тієї самої вежі, вони мають бути з тієї самої родини, а сумарна напруга стрінга та кількість модулів мають залишатися в межах вікна інвертора. Плануйте запас на етапі проєктування, а не розраховуйте на необмежене розширення.
Чи впливає клас напруги на корисну ємність або строк служби?
Безпосередньо ні. Корисна ємність визначається глибиною розряду, яку допускає BMS, а строк служби хімією комірок, температурою та глибиною циклу. Клас напруги впливає на вартість монтажу, втрати на перетворення та вимоги безпеки, тож порівнюйте батареї за ємністю та гарантією в межах одного класу.
Низьковольтні та високовольтні акумуляторні системи не є взаємозамінними. Який клас Ви можете використати, вирішує інвертор.
Про ONSA Plus
Чому монтажники по всій Європі купують накопичувачі в нас
ONSA Plus є європейським B2B-дистриб’ютором фотовольтаїки, систем накопичення енергії, теплових насосів і зарядних станцій для електромобілів. На власних складах у ЄС ми тримаємо понад 1 500 товарів від 25+ брендів, зокрема Huawei, Solis, SolaX і Dyness.
Ми не просто торгова компанія. Ми самі проєктуємо та обслуговуємо енергетичні системи, тому відповідаємо на запитання щодо класів напруги акумуляторів, кабельних ліній і поєднання з інвертором з інженерної практики, а не з каталогу. Гарантійне звернення Ви вирішуєте безпосередньо з нами й купуєте під конкретний об’єкт.
