Vysokonapěťové vs nízkonapěťové baterie

High Voltage vs Low Voltage baterie

Začneme nejprve vysokonapěťovým systémem. Jedná se hlavně o u nás rozšířené systému typu Solax, Goodwe, Wattsonic, Foxess a další. Hlavní výhoda HV je jeho mírně vyšší efektivita při práci s baterií - při nabíjení a vybíjení. Efektivita samotného lifepo článku zůstává stejná. Vysokonapěťové střídače jsou obvykle váhově a rozměrově menší, protože nepotřebují tolik mědi na vedení velkých proudů. Z důvodu vyšší efektivity také nepotřebují tolik chladit -> tišší provoz.

Pro kontrolu, jaký systém využíváte, můžete zjistit v kolonce připojitelných baterií v datasheetu střídače.

• High Voltage baterie od cca 100V dále, běžně v rozmezí např. 160-800V
• Low Voltage baterie běžně do 60V. Systémy 12V, 24V, 48V (rozsah většinou 40-60V)

Vyšší efektivita je však vykoupena cenou baterií zejména s ohledem na složitost výroby. Dále se dramaticky liší cenově. HV baterie používají menší články u kterých je horší poměr cena vs kapacita. HV systém také požaduje po baterii větší zabezpečení a řízení celého systému. Obvykle HV baterie nepracují bez komunikace se střídačem. Pro domácí užití je přínos vysokonapěťového systému diskutabilní, za mnohem vyšší cenu si kupujete menší úložiště. Pokud svítí slunce a výkupní ceny elektřiny se blíží nule nebo jsou záporné a na střeše máte přebytek výroby, je mnohem výhodnější uložit větší množství energie do baterií než hledět bezmezně na efektivitu.

Pro postavení LV baterie 51,2V stačí ve světě Lifepo článků s nominálním napětím 3.2V pouze 16 článků v sérii. Je proto možné použít velké a cenově výhodné články. Uřídit systém 16ti článků v sérii je také velmi nenáročné. Stále se také pohybujeme v rozmezí bezpečného napětí, které i při chycení obou pólů rukama neznamená náhlou smrt jako u HV řešení. Prosím tímto nikoho nenabádám, aby to zkoušel, při trochu zpocených rukou už to může být cítit avšak není to zdraví ohrožující. Zkratování baterie vodivým předmětem je velmi rizikové vždy bez ohledu na napětí. Zkratové proudy Lifepo článků se pohybují až k 20 000 A.

Oproti tomu HV baterie pro střídače například s výkonem 10kW je nutné stavět s napětím kolem 300V pro využití plného výkonu baterie. Maximální proudy těchto střídačů pro nabíjení a vybíjení z baterie jsou cca 30A. Abychom mohli využít výkon 10kW potřebujeme tedy 10 000/30A = 333V napětí. Pro 300V úložiště se najednou bavíme o použití 96 článků v sérii. Pokud Vám v baterii s 96 články jeden odejde nebo výrazně zaostává výkonností a kapacitou za ostatními, je baterie na servis a obvykle i na kompletní výměnu vadného bloku! U HV baterie je potřeba složitější řízení všech článků v sérii včetně dalších zařízení jako precharge, dc stykače atp.. Cenově proto tyto baterie většinou vyjdou i na více než dvojnásobek.

Vysokonapěťové baterie samozřejmě nachází svoje využití a nesporné výhody v aplikacích, kde je nutný vysoký výkon - obvykle se bavím o hranici cca 20kW až 40kW výkonu střídačů. Tam již do celkový ceny promlouvá i cena samotných střídačů a efektivita.

Jednoduchá srovnávací tabulka.

*+ je kladné hodnocení v dané kategorii

 Bonus - bezpečné napětí dle normy

Dle normy ČSN 33 2130 ed. 4 pro budovy určené k bydlení platné od konce roku 2024 je nutné při vypnutí systému zajistit "bezpečné napětí" v celém DC rozvodu elektrárny, což HV baterie nikdy nemohou splnit, protože bloky jsou většinou po 100V, v lepším případě po 51,2V ale jsou trvale spojené do série bez možnosti rozpojení. Norma je tak "blbě" napsaná, že v podstatě vylučuje použití HV baterií u FVE instalací.

Bezpečné napětí je uváděno 120V DC.

9.3.6. - Pro OZE umístěný na stavbě, která je budovou, musí být kromě požadavků uvedených v 9.3.5 dále zajištěno vypnutí a odpojení této výrobny elektřiny od elektrické instalace prostřednictvím vypínacího prvku, který umožní vypnutí elektrických zařízení v objektu nebo jeho částí podle ČSN 73 0848.

9.3.7 Užitý OZE musí být kromě požadavků uvedených v 9.3.5 a 9.3.6 nainstalován tak, aby zajistil dosažení bezpečné úrovně stejnosměrného napětí v jakékoli části stejnosměrného rozvodu tohoto OZE.

Pokud půjdeme do detailů, je pak nutné na HV baterie mít výjimku uvedenou v normě.