Vanjska instalacija sustava za pohranu energije: temperatura, IP zaštita i smjernice za instalaciju

Lokacija baterije kupljene kao dopuna solarnom panelu rijetko je očita: u mnogim domovima jednostavno nema slobodnog zidnog prostora u garaži ili pomoćnoj prostoriji. Stoga se prvo postavlja pitanje može li se sustav za pohranu energije instalirati na otvorenom i koji bi čimbenici okoliša mogli utjecati na bateriju ostavljenu na otvorenom.

U ovom članku pogledat ćemo što znači IP oznaka sustava za pohranu energije i koja je razina IP zaštite preporučena za vanjsku instalaciju. Također ćemo posvetiti poseban odjeljak temperaturnom rasponu unutar kojeg baterija za vanjsku montažu sigurno radi: kako niske temperature utječu na performanse i punjenje, što se događa pri pretjerano visokim temperaturama i ispod koje temperature u stupnjevima Celzijevim je preporučljivo projektirati grijani spremnik.

Konačno, iz praktične perspektive, razmatramo gdje i kako se FoxESS baterija može sigurno instalirati na otvorenom, kada je potrebna mehanička zaštita, koje udaljenosti i pravila ventilacije treba poštovati tijekom vanjske instalacije te koje su najčešće pogreške pri vanjskoj instalaciji sustava za pohranu energije. Ovdje pružene informacije temelje se na tehničkim podacima proizvođača i relevantnim standardima, a ne na općim savjetima.

Može li se sustav za pohranu energije instalirati na otvorenom?

Ukratko: da, ali ne sve. Instalacija sustava za pohranu energije na otvorenom moguća je samo ako je proizvođač posebno certificirao dotični model za tu svrhu, a to je navedeno u tehničkim podacima. Značajan dio današnjih kućanskih LiFePO₄ baterija je ove vrste: prema tehničkim podacima proizvođača modula FoxESS EP12, modul ima IP65 zaštitu, hladi se prirodnom konvekcijom i omogućuje se i vanjska i unutarnja instalacija. To potvrđuje i dokumentacija međunarodnog distributera: izdržljiv dizajn s IP65 zaštitom čini modul pogodnim za ugradnju i u zatvorenom i na otvorenom prostoru.

Međutim, sama ocjena ne znači da imate slobodne ruke. Prema međunarodnoj praksi instalacije, ne preporučuje se dugotrajno izlaganje izravnoj sunčevoj svjetlosti jer kontinuirani toplinski stres smanjuje učinkovitost, ubrzava starenje i skraćuje vijek trajanja; stoga je preporučljivo odabrati zasjenjenu, dobro prozračenu lokaciju ili zaštitnu strukturu. Također je vrijedno razjasniti uvjete jamstva prije potpisivanja ugovora, jer većina proizvođača baterija važenje jamstva uvjetuje odobrenom vanjskom instalacijom.

Koji čimbenici okoliša mogu utjecati na bateriju na otvorenom?

Uređaj ostavljen na otvorenom podliježe sasvim drugačijim opterećenjima od onog koji se čuva u grijanoj garaži. Četiri skupine čimbenika treba razmotriti odvojeno.

Toplina i izravna sunčeva svjetlost. Izravna poslijepodnevna sunčeva svjetlost najkritičniji je čimbenik jer može podići unutarnju temperaturu baterije znatno iznad temperature okoline; dugotrajna izloženost toplini ubrzava starenje i narušava dugoročne performanse.

Hladnoća. U hladnim uvjetima raspoloživi kapacitet opada i performanse punjenja se pogoršavaju; BMS može ograničiti, usporiti ili čak onemogućiti punjenje.

Vlažnost i kondenzacija. Zbog dnevnih oscilacija temperature, vlaga koja se kondenzira unutar kućišta stvara putove između vodljivih površina, potičući koroziju na tiskanim pločicama, konektorima i žicama senzora temperature.

Prašina, sol i zagađenje zraka. U okruženjima s vlažnim, slanim zrakom, taložene čestice oksidiraju priključke i kućište, što povećava kontaktni otpor, uzrokuje lokalizirano zagrijavanje i na kraju dovodi do kvarova na vezama.

Nijedan od ovih čimbenika sam za sebe ne isključuje upotrebu vanjskih baterija, ali zajedno objašnjavaju zašto svaki ugledni proizvođač specificira zasjenjenu, dobro prozračenu lokaciju zaštićenu od kiše. Rizik od mehaničkih oštećenja obradit ćemo u odvojenom odjeljku.

Što znači IP oznaka uređaja za pohranu energije?

IP zaštita je kratica za 'Ingress Protection' (zaštita od prodora). U Mađarskoj je klasifikacija propisana standardom MSZ EN 60529:2015, a međunarodno standardom IEC 60529; razine zaštite određuju se praktičnim ispitivanjima.

Kod se sastoji od dva broja: prvi označava razinu zaštite od čvrstih čestica i prašine, dok drugi označava razinu zaštite od vode; u oba slučaja viši broj označava višu razinu zaštite.

Međutim, vrijedi biti svjestan jednog ograničenja. IP zaštita bavi se isključivo prodiranjem čvrstih čestica i vlage; ne pruža nikakve informacije o otpornosti na UV zračenje, kemijskoj otpornosti ili zaštiti od eksplozije. Stoga, čak ni kućište s visokom razinom zaštite ne čini zasjenjivanje nepotrebnim.

Koja je IP zaštita preporučena za vanjsku instalaciju?

Za vanjsku upotrebu, IP65 je početna ocjena: ova ocjena pruža potpunu zaštitu od prašine i od mlazova vode niskog tlaka iz bilo kojeg smjera. S obzirom na prevladavajuće uvjete oborina u Mađarskoj, to pokriva kišu, prskanje vode i prašinu.

Na izloženijim lokacijama IP66 nudi veću zaštitu jer ova ocjena također štiti od snažnih mlazova vode.

U kućnoj upotrebi IP65 je norma: tehnički list proizvođača uređaja FoxESS EP12 Plus također navodi ovu zaštitu, s hlađenjem prirodnom konvekcijom, za zidnu ili slobodno stojeću montažu, na otvorenom ili u zatvorenom prostoru. To pruža dovoljnu zaštitu sve dok uređaj nije izložen stalnom mlazu vode, postavljen u jamu sklona poplavama ili ostavljen u kutu zatrpanom snijegom. Prije instalacije provjerite cijeli sustav, a ne samo izmjenjivač topline: razvodna kutija koja se koristi za povezivanje više modula također ima IP65 zaštitu, a ulazi za kabele moraju zadovoljavati isti standard.

U kojem temperaturnom rasponu vanjska baterija radi sigurno?

U tehničkim podacima proizvođača pronaći ćete dva odvojena raspona, a sve ovisi o verziji o kojoj je riječ. Za standardnu verziju, prema tehničkim podacima za FoxESS EP12, punjenje je dopušteno na temperaturama između 0 i 55 °C, a pražnjenje između -10 i 55 °C. Grijani EP12 Plus ima znatno širi raspon: i punjenje i pražnjenje mogu se odvijati između -25 i 55 °C, budući da ugrađeni grijač dovodi ćelije u siguran raspon prije početka punjenja. Nijedna od tih vrijednosti ne predstavlja idealne radne uvjete, već radne granice: optimalni raspon za litijske ćelije je mnogo uži i nalazi se otprilike između 15 i 35 °C. 

Kako hladnoća utječe na rad i punjenje uređaja za pohranu energije?

Punjenje i pražnjenje dva su različita procesa. Bateriju možete isprazniti na hladnoći, ali ćete dobiti manje energije: ispod točke smrzavanja oporavljivi kapacitet može pasti na 50–70 posto nominalne vrijednosti jer se povećava unutarnji otpor.

S druge strane, punjenje je podložno strogim ograničenjima. Kada se puni ispod točke smrzavanja, litijski ioni se ne ugrađuju pravilno u anodu; umjesto toga, na njezinoj površini se taloži metalni litij, što uzrokuje nepovratni, kumulativni gubitak kapaciteta i otkazivanje ćelije. Iz tog razloga visokokvalitetni BMS onemogućuje punjenje ispod nule i dopušta nastavak punjenja tek nakon što se ćelije zagriju.

Što se događa s baterijom pri pretjerano visokim temperaturama?

Ne postoji tako oštar gornji limit; problem je ovdje postupno trošenje. Općenito govoreći, iznad 35 °C kemijski se procesi unutar ćelije ubrzavaju, što dovodi do bržeg propadanja i većeg toplinskog opterećenja. Postoje podaci mjerenja koji to potvrđuju: kada je radna temperatura povećana s 25 °C na 55 °C, degradacija maksimalne kapacitivnosti punjenja povećala se s 4,22 posto na 13,24 posto nakon 260 ciklusa. Uređaj to kompenzira zaštitnim mehanizmom: pri visokim temperaturama, općenito iznad 40 °C, kontrolni sustav smanjuje snagu punjenja i pražnjenja, a na gornjoj granici od 55 °C se isključuje. Iako to osigurava sigurno funkcioniranje, smanjuje upotrebljivi kapacitet upravo tijekom ljetnih dana kada je opterećenje najveće. 

Na kojoj temperaturi u stupnjevima Celzijevim treba projektirati spremnik za pohranu s grijanjem?

Odgovor je jednostavan: 0 °C. To je prag ispod kojeg punjenje postaje rizično i ispod kojeg većina proizvođača izričito zabranjuje punjenje bez učinkovitog grijanja. U praksi se stoga pitanje ne postavlja u smislu koja je najniža noćna temperatura, već hoće li temperatura ćelija na odabranoj lokaciji redovito padati ispod točke smrzavanja.

Na neogrijanoj vanjskoj lokaciji tijekom blage zime to je očekivano, zbog čega je ovdje potrebna grijana baterija. Grijana verzija FoxESS EP12 Plus rješava upravo taj problem. O iskustvima s ugradnjom u stvarnim uvjetima i neovisnim mjerenjima možete pročitatiu sažetku testa sustava za pohranu energije FoxESS .

Gdje i kako se FoxESS baterija može sigurno instalirati na otvorenom?

Počnite s konstrukcijom. Modul FoxESS EP12 Plus dimenzija je 710 × 640 × 185 mm i teži 98 kg; može se montirati na zid ili pod. Samo nosivi zid ili stabilna podloga mogu sigurno podnijeti ovu težinu.

Lokaciju jedinice za pohranu energije zatim određuju tri čimbenika:

• Sjenu i ventilaciju: sjenovito, dobro prozračeno mjesto ili pod nadstrešnicom, gdje jedinica nije izložena izravnoj sunčevoj svjetlosti tijekom cijelog dana.

• Voda i snijeg: podignut iznad razine tla, na fiksnoj konzoli ili ojačanoj podlozi, podalje od područja sklone poplavama i prskalica.

• Vatrogasna sigurnosna udaljenost: u skladu s međunarodnom praksom instalacije, jedinica za pohranu energije instalirana na otvorenom ne smije biti postavljena bliže od 0,9 metara od vrata ili prozora i ne smije se uopće instalirati u stambenim prostorima ili spavaćim sobama. Također ne smije biti postavljena na izlaznim putevima ili u hodnicima.

Na stranici proizvoda za pohranu energije FoxESS možete provjeriti točnu težinu i od proizvođača odobrenu metodu ugradnje za svaki model prije odabira zida. Također izbjegavajte uske, zatvorene niše: zrak mora moći cirkulirati oko jedinice koja se prirodno hladi konvekcijom.

H3: Kada je potrebna mehanička zaštita?

Mehanička zaštita potrebna je na mjestima gdje je obloga izložena udarcima. Tri tipična scenarija su: promet vozilima (parkirališta, ulazi u garaže, manevriranje u dvorištima), pročelja dostupna iz javnih prostora koja nisu zatvorena i putanja snijega ili leda koji se skida s krova.

U takvim slučajevima rješenje je stup otporan na udarce, metalna ograda, betonski rubnjak ili zaključivi ormarić. Postupci za građevinsku dozvolu tretiraju ovo kao zaseban stavak: nacrt lokacije mora prikazati položaj baterije, udaljenosti izmjerene od vrata i prozora te zaštitu od udara. IP oznaka ovdje nije od pomoći jer se odnosi samo na prodor prašine i vode. Ako koristite ormarić s bravom, osigurajte da se ventilacija održava; inače ćete izgubiti na performansama zbog pregrijavanja.

Koje udaljenosti i pravila ventilacije treba poštovati tijekom vanjske instalacije?

Točne brojke uvijek su navedene u priručniku za instalaciju, ali opće smjernice su slične na tržištu. Upute za instalaciju tipične kućne jedinice za pohranu energije navode minimalni razmak od 30 cm iznad i ispod jedinice, 10 cm sa svake strane i otprilike 120 cm prostora ispred jedinice za radove na instalaciji i održavanju; također isključuje izlazne putove i spavaće sobe te zabranjuje izravnu izloženost sunčevoj svjetlosti.

Pri postavljanju više modula, standard za zaštitu od požara propisuje zasebno pravilo: mora postojati minimalna udaljenost od 0,9 metara između stambenih jedinica, osim ako proizvođačeva ispitivanja zaštite od požara ne dopuštaju manju udaljenost.

Ako se pretvarač također instalira na otvorenom, ne postavljajte ga izravno iznad baterije. Pretvarač zatvoren u skučenom, slabo prozračenom ormaru zagrijava zrak, a baterija upija tu toplinu, što znači da sustav neprestano radi protiv povišenih temperatura. Stoga, pri odabiru FoxESS pretvarača, provjerite i preporučene razmake za njihovu instalaciju.

Zatvoreni ormar nije rješenje samo po sebi. Kod LiFePO4 ćelija cilj nije odvodnja plinova, već rasipanje topline; stoga pasivna ili aktivna ventilacija mora osigurati stalnu izmjenu zraka. Na lokacijama sklonom poplavama, jedinicu postavite na veću visinu, do jednog metra iznad razine tla.

Česte pogreške pri vanjskoj instalaciji sustava za pohranu energije

Većina tih pogrešaka ne proizlazi iz samog proizvoda, već iz dizajna.

• Brkanje IP oznake s otpornošću na vremenske uvjete. IP oznaka odnosi se samo na prodor čvrstih čestica i vlage; ne pruža nikakve informacije o otpornosti na UV zračenje i zasigurno ne uzima u obzir toplinske učinke sunčeve svjetlosti.

• Neogrijani modul na neogrijanom mjestu. Ako se ćelije zimi ohlade ispod točke smrzavanja, BMS onemogućuje punjenje, a dio zimske proizvodnje isporučuje se u mrežu bez iskorištenja.

• Zapečaćena, neventilirana kutija. Zrak mora moći cirkulirati oko jedinice koja se hladi prirodnom konvekcijom; inače će toplinska zaštita smanjiti njen izlaz.

• Ugradnja u blizini vrata ili prozora. Propisi o zaštiti od požara propisuju minimalnu udaljenost od 0,9 metara, a naknadno otklanjanje tog nedostatka je skupo.

• Nekontrolirana strukturalna čvrstoća. Modul težak gotovo 100 kg ne smije se montirati na gips-kartonski zid ili na pod bez betonske podloge.

• Žurba pri odabiru modela. U sklopu Programa kućnog skladištenja energije dostupna je bespovratna potpora do 2,5 milijuna forinti, a sredstva se mogu brzo potrošiti; međutim, propuštanje provjere tehničke specifikacije zbog vremenskog ograničenja može imati posljedice godinama.

Prije potpisivanja zatražite detaljan plan ugradnje s prikazom točne lokacije, udaljenosti i vrste skladišne jedinice.

Često postavljana pitanja

Može li se bilo koja jedinica za pohranu energije instalirati na otvorenom?

Ne. Samo oni tipovi čija tehnička specifikacija navodi "na otvorenom" kao mjesto ugradnje. Tehnička specifikacija za FoxESS EP12 dopušta i vanjsku i unutarnju ugradnju. Nemojte donositi odluku bez konzultiranja tehničke specifikacije: valjanost jamstva može ovisiti o tome. Uvijek planirajte grijanu verziju pri ugradnji na negrijanu vanjsku lokaciju.

Koja IP zaštita je potrebna za vanjsku instalaciju?

Za vanjsku upotrebu, IP65 je početna ocjena: potpuna zaštita od prašine i zaštita od mlazova vode niskog tlaka iz bilo kojeg smjera. Na izloženijim lokacijama, IP66 pruža dodatnu zaštitu jer štiti i od snažnih mlazova vode.

Može li se baterija puniti ispod točke smrzavanja?

Standardna verzija ne: proizvođači zabranjuju punjenje ispod 0 °C, a BMS će ga također onemogućiti. Grijana verzija može; FoxESS EP12 Plus može se puniti i pražniti između -25 i 55 °C, jer sustav grijanja prvo zagrijava ćelije.

Trebam li ga postaviti na sunčano ili zasjenjeno mjesto?

U hladu. Dugotrajno izlaganje izravnoj sunčevoj svjetlosti smanjuje učinkovitost i ubrzava starenje, a na otprilike 40 °C kontrolni sustav smanjuje snagu punjenja i pražnjenja. Idealni su strešni nadstrešnica, tendica ili zid okrenut prema sjeveru.

Koliko daleko ih treba postaviti od vrata i prozora?

Međunarodna praksa zaštite od požara propisuje minimalnu udaljenost od 0,9 metara od vrata i prozora te istu udaljenost između više modula. Ne smije se ugrađivati u stambenim prostorima, spavaćim sobama ili na izlaznim putevima.