Instalacja fotowoltaiczna z baterią sodowo-jonową: jak ją naprawdę zaprojektować

A instalacja fotowoltaiczna z baterią sodowo-jonową to nie jest tradycyjna instalacja, do której dodaje się inny akumulator. Jest to system, który zmienia niektóre zasady projektowania: magistrala napięciowa, stosunek mocy do pojemności, ograniczenia instalacyjne i – co najważniejsze – zachowanie w chłodne dni, kiedy autokonsumpcja jest najbardziej opłacalna.

W tym technicznym przewodniku przyjrzymy się, jak zaprojektować kompletny system wokół akumulatora. HEIWIT-NA-48V210Ah i falownikami hybrydowymi PANNA (jednofazowy) i LIBRA (trójfazowy), używając wyłącznie danych z tabliczek znamionowych produktów.

Architektura: magistrala 48 V i falownik hybrydowy

Serce systemu to akumulator niskie napięcie: bateria HEIWIT działa na 48 V napięcia nominalnego, z 210 Ah pojemności i moduł 10 kWh. W porównaniu z architekturami wysokiego napięcia, magistrala 48 V upraszcza okablowanie, zabezpieczenia i konserwację, a także utrzymuje system w bardziej zarządzalnym zakresie napięcia stałego w zastosowaniach mieszkaniowych.

Skalowalność jest modułowa: do 3 jednostki równolegle, maksymalnie do 30 kWh magazynowej. To już definiuje podstawy projektu – mieszkalny i mały handlowy – i należy o tym pamiętać przy tworzeniu kosztorysu, ponieważ jest to granica architektoniczna systemu.

Jaki falownik: jednofazowy czy trójfazowy

Wybór następuje po dostawie: PANNA dla odbiorców jedno-fazowych do 6 kW, LIBRA dla trójfazowych odbiorców, bardziej rozbudowanych instalacji PV (do 18 kW) lub tam, gdzie są potrzebne dwa wejścia na baterie z 125 A × 2 prądu ładowania/rozładowania.

2. Ograniczenie, które decyduje o wszystkim: wskaźnik C 0,5

Jest to najważniejsza informacja techniczna do zrozumienia przed podpisaniem wyceny. Bateria HEIWIT ma współczynnik C o wartości 0,5 w trybie ładowania i rozładowania: oznacza, że moduł o mocy 10 kWh dostarcza lub pobiera do 5.000 W ciągłej (100 A), z picco 6 kW.

Konsekwencja praktyczna dla projektanta jest bezpośrednia:

• 1 modulo (10 kWh) → 5 kW w trybie ciągłym: odpowiednie dla VIRGO 3K-S lub 4K6-S.
• 2 moduły (20 kWh) → 10 kW ciągłej pracy: w pełni wykorzystuje VIRGO 6K-S lub LYBRA 10K-T.
• 3 moduły (30 kWh) → 15 kW ciągłej: konfiguracja uwalniająca pełną moc LYBRA 12K-T.

Połączenie akumulatora LYBRA 12K-T z pojedynczym modułem 10 kWh jest technicznie możliwe, ale podczas rozładowania bateria zatrzyma się na 5 kW: pozostałe 7 kW pochodziłoby z fotowoltaiki lub sieci. Jest to najczęstszy błąd w wymiarowaniu, którego można uniknąć, analizując sytuację. prima na kW a potem o kWh.

3. Wymiarowanie instalacji fotowoltaicznej

Z 2 MPPT w VIRGO i 3 MPPT w LYBRA (1 stringa na MPPT), projektowanie stringów musi spełniać jednocześnie następujące trzy ograniczenia:

• Napięcie obwodu otwartego (Voc) przy minimalnej temperaturze poniżej limitu 600 V (VIRGO) lub 800 V (LYBRA).
• Napięcie MPP w zasięgu użytkowym: 100–550 V w VIRGO, 130–800 V w LYBRA.
• Strumień strun wewnątrz 16 A na MPPT na VIRGO (zwarcie 20 A) i 20 A na MPPT na LYBRA (zwarcie 24 A).

Przeskalowanie DC/AC jest szeroko wspierane: VIRGO 3K-S akceptuje 8 kW fotowoltaiki prądu przemiennego o mocy 3 kW, co jest bardzo korzystnym wskaźnikiem. W obecności magazynu energii jest to prawdziwa zaleta, ponieważ nadwyżka energii w godzinach centralnych nie jest marnowana, lecz magazynowana — pod warunkiem, że moc ładowania (5 kW na moduł) jest wystarczająca, aby ją odebrać.

4. Zakres temperatur: -25°C / +60°C

Tutaj chemia sodowa wyraźnie wyróżnia się w praktycznym zastosowaniu. Akumulator HEIWIT deklaruje temperatura otoczenia roboczego od -25 °C do +60 °C i przechowywanie w temperaturze od -40 °C do +70 °C, z wilgotność względna 0–100%.

Chodzi nie o samą specyfikację, ale o to, co oznacza ona dla projektu: nieogrzewane garaże, piwnice, zewnętrzne pomieszczenia techniczne i instalacje w strefach klimatycznych E lub F stają się zwykłymi scenariuszami, bez konieczności przewidywania ogrzewania pomieszczeń ani akceptowania ograniczeń obciążenia w zimowe poranki – dokładnie w godzinach, gdy fotowoltaika wznawia działanie, a autokonsumpcja jest najcenniejsza.

Falowniki również podążają za tym samym zakresem (-25…+60 °C), ze stopniowym ograniczeniem mocy powyżej 45 °C na LYBRA. Stopień IP66 z panny i IP65 di LYBRA umożliwia montaż w trudnych warunkach; bateria natomiast jest IP20 e deve essere installata wyłącznie wewnątrz.

5. Ciągłość zasilania i kopia zapasowa

Obie rodziny falowników są hybrydowe i działają on-grid i off-grid. LYBRA ogłasza czas przełączania poniżej 10 ms, jeden szczyt 20 kVA przez 10 sekund oraz wejście generatora (do 36,4 A, zakres 185–276 V).

10 ms to parametr, który sprawia, że zasilanie awaryjne jest użyteczne w przypadku obciążeń wrażliwych; 20 kVA szczytowo służy do zarządzania rozruchem silników — pompy ciepła, hydroforu, sprężarek — które w przeciwnym razie spowodowałyby zadziałanie zabezpieczenia podczas rozruchu. Należy jednak pamiętać o ograniczeniu punktu 2: przy długotrwałym zasilaniu awaryjnym moc ciągła, która może być dostarczana, pozostaje mocą akumulatora, czyli 5 kW na moduł.

6. Rzeczywista wydajność łańcucha konwersji

Deklarowane zyski należy rozpatrywać w odniesieniu do ścieżki, a nie brać ich pojedynczo:

Energia autokonsumowana bezpośrednio płaci tylko za konwersję prądu stałego/zmiennego. Energia, która przechodzi z baterii strumień ładowania i rozładowania. Efektywne wymiarowanie maksymalizuje zatem udział zużycia współbieżnego z produkcją, wykorzystując magazynowanie do przesunięcia fazowego wieczornego – a nie jako obowiązkowe przejście dla każdego kWh.

Nie lekceważ nocnego autokonsumpcji VIRGO poniżej 10 W: w skali roku oznacza to mniej niż 90 kWh zużycia pasożytniczego.

7. Cykle, przepustowość i żywotność

Bateria deklaruje ponad 6500 cykli z Zalecany model DoD: 90%. Przetłumaczone na faktycznie dostarczalną moc:

W dobrze dobranym systemie mieszkaniowym zwykle odnotowuje się 250–300 cykli rocznie. Przy 6500 cyklach oznacza to okres eksploatacji rzędu 20 lat i więcej, znacznie dalej niż 10-letnia gwarancja który towarzyszy akumulatorowi i falownikowi.

Czy właściwym parametrem do porównywania ofert jest: nie cena za kWh zainstalowane, ale koszt za kWh faktycznie dostarczonej w całym okresie eksploatacji.

8. AI Care: zarządzanie, które decyduje, kiedy i co się opłaca zrobić

Instalacja z magazynowaniem energii przynosi korzyści tylko wtedy, gdy codziennie dobrze podejmuje decyzje między trzema opcjami: autokonsumpcją, magazynowaniem lub oddawaniem energii do sieci. AI Opieka zautomatyzuj ten wybór prognozą produkcji energii fotowoltaicznej 24 godziny w połączeniu z analizą rzeczywistego zużycia, preferując wprowadzanie w godzinach Najwyższy PUN.

Na froncie konserwacji monitoruj temperatura i napięcie ogniw w czasie rzeczywistym, oszacować SOH i pozostały czas pracy i z wyprzedzeniem sygnalizuje degradację. Każda decyzja systemu jest śledzona i wyjaśniana w Dziennik AI, z aplikacjami na iOS i Android, comiesięcznymi raportami, obliczaniem oszczędności finansowych i unikniętej emisji CO₂.

Dla instalatorów wartość dodana jest u źródła i na końcu: inteligentny zapobiegacz z automatycznym odczytem rachunków i układem połączeń na dachu klienta, oraz zarządzanie flotą ze wszystkich instalacji zainstalowanych z jednego widoku.

9. Trzy konfiguracje typu

Dom jednorodzinny zasilany jednofazowo, ogrzewanie gazowe

• FV 4,5 kWp — Panna 4K6-S — 1 moduł 10 kWh
• Bateria o mocy 5 kW: pokrywa wieczorne zapotrzebowanie kuchni indukcyjnej i urządzeń AGD.
• Najczęściej stosowana konfiguracja, z najlepszym stosunkiem inwestycji do autokonsumpcji.

Dom w pełni elektryczny, jednofazowy z pompą ciepła

• FV 8 kWp — PANNA 6K-S — 2 moduły po 10 kWh (20 kWh)
• Moc baterii 10 kW: jednocześnie obsługuje pompę ciepła, indukcję i powolne ładowanie samochodu.
• Drugi moduł służy zarówno zapewnieniu autonomii wieczornej, jak i pochłanianiu szczytowego obciążenia w ciągu dnia.

Trójfazowe zasilanie, mała działalność gospodarcza lub mieszkanie ze znacznym równoczesnym poborem energii.

• FV 15 kWp — LYBRA 12K-T — 3 moduły po 10 kWh (30 kWh)
• Moc baterii 15 kW i przełączanie awaryjne < 10 ms.
• Wykorzystaj 3 MPPT na stronach o różnych orientacjach i wejście generatora jako trzecie źródło.

10. Montaż: fizyczne ograniczenia do sprawdzenia podczas oględzin

Moduł baterii mierzy 465 × 268 × 918 mm e-pieniądze poniżej 116 kg. Są to dwie liczby, które należy zweryfikować przed czymkolwiek innym:

• Zasięg wsparcia: z trzema modułami przekracza się 340 kg na niewielkiej powierzchni. Należy sprawdzić konstrukcję, a nie tylko przestrzeń.
• Ścieżka dostępu116 kg na moduł wymagają odpowiedniego transportu i przejezdnego przejścia do miejsca montażu.
• Wystrój wnętrzIP20 oznacza brak bezpośredniego narażenia na wodę lub kurz.
• Hałaśliwość: cicha bateria poniżej 25 dB umożliwia instalację nawet w pobliżu pomieszczeń mieszkalnych; LYBRA, z poniżej 45 dB(A) i inteligentną wentylacją, jest bardziej odpowiedni do pomieszczeń technicznych.

Komunikacja między baterią a falownikiem odbywa się za pomocą CAN Bus / RS485, z wbudowanym BMS i kolorowym panelem dotykowym LED ze wskaźnikiem stanu naładowania. Zdalne sterowanie jest dostępne przez Wi-Fi i LAN w VIRGO, Wi-Fi, Bluetooth i RS485 w LYBRA.

11. Przepisy i połączenie z siecią

Il sistema è certificato per la connessione alla rete italiana secondo CEI 0-21:2022 (con varianti V2:2022 e V3:2024 sulla batteria) e dispone delle certificazioni di sicurezza e compatibilità elettromagnetica IEC 62109-1/-2, IEC 62040-1 e serie EN/IEC 61000-6.

Le protezioni integrate coprono monitoraggio dell’isolamento e della corrente residua, inversione di polarità, anti-islanding, sovracorrente e cortocircuito AC e spegnimento remoto; LYBRA integra inoltre SPD DC di Tipo II e AC di Tipo III e sezionatore DC.

Sono presenti anche le certificazioni per i principali mercati europei — VDE-AR-N 4105, EN 50549-1, G98/G99, C10/11 — elemento rilevante per chi opera su più paesi.

Checklist di progetto

1. Rilevare il profilo di consumo orario reale, non il consumo annuo.
2. Definire i kW di picco necessari e da lì il numero di moduli (5 kW ciascuno).
3. Scegliere l’inverter in base a fornitura e potenza FV, verificando la coerenza con la potenza della batteria.
4. Verificare le stringhe su tensione a vuoto invernale e corrente per MPPT.
5. Controllare in sopralluogo portata, accesso e ambiente interno per la posa.
6. Valutare l’offerta sul costo per kWh erogato in vita utile, non sul prezzo iniziale.

Progettiamo il tuo impianto

Ogni impianto parte da un profilo di consumo diverso. Se vuoi un dimensionamento basato sui tuoi consumi reali, puoi richiedere informazioni o rivolgerti direttamente a un installatore partner Heiwit della tua zona.

Approfondimenti: la batteria agli ioni di sodio HEIWIT · inverter VIRGO monofase · inverter LYBRA trifase · AI Opieka