Nadvorešna instalacija sistema za skladištenje energije: temperatura, IP zaštita i smernice za instalaciju

Lokacija baterije kupljene kao dopuna solarnom panelskom sistemu retko je očigledna: u mnogim domovima jednostavno nema slobodnog zidnog prostora u garaži ili pomoćnoj prostoriji. Stoga se prvo postavlja pitanje da li se sistem za skladištenje energije može instalirati na otvorenom i koji faktori okruženja mogu uticati na bateriju kada je ostavljena napolju.

U ovom članku ćemo pogledati šta znači IP oznaka sistema za skladištenje energije i koji nivo IP zaštite se preporučuje za spoljnu instalaciju. Takođe ćemo posvetiti poseban odeljak temperaturnom opsegu u kojem baterija na otvorenom bezbedno radi: kako niske temperature utiču na performanse i punjenje, šta se dešava pri prekomerno visokim temperaturama i ispod koje temperature u stepenima Celzijusa je poželjno projektovati grejanu jedinicu za skladištenje.

Konačno, iz praktične perspektive, razmatramo gde i kako se FoxESS baterija može bezbedno instalirati na otvorenom, kada je potrebna mehanička zaštita, koje udaljenosti i pravila ventilacije treba poštovati prilikom instalacije na otvorenom i koji su najčešći propusti prilikom instalacije sistema za skladištenje energije na otvorenom. Informacije ovde su zasnovane na tehničkim listovima proizvođača i relevantnim standardima, a ne na opštim savetima.

Može li se sistem za skladištenje energije instalirati na otvorenom?

Ukratko: da, ali ne sve. Instaliranje sistema za skladištenje energije na otvorenom je opcija samo ako je proizvođač posebno sertifikovao odgovarajući model za tu svrhu, i to je navedeno u tehničkim podacima. Značijan deo današnjih rezidencijalnih LiFePO₄ baterija je ovog tipa: prema tehničkom listu proizvođača FoxESS EP12, modul ima IP65 zaštitu, hladi se prirodnom konvekcijom i omogućava se i spoljna i unutrašnja instalacija. Ovo potvrđuje i dokumentacija međunarodnog distributera: izdržljiv dizajn sa IP65 zaštitom čini modul pogodnim za ugradnju i u zatvorenom i na otvorenom prostoru.

Međutim, sama ocena ne znači da imate potpunu slobodu. Prema međunarodnoj praksi instalacije, produžena izloženost direktnoj sunčevoj svetlosti se ne preporučuje, jer kontinuirani toplotni stres smanjuje efikasnost, ubrzava starenje i skraćuje radni vek; stoga je poželjno odabrati zasenčeno, dobro provetreno mesto ili zaštićenu konstrukciju. Takođe je vredno razjasniti uslove garancije pre potpisivanja ugovora, jer većina proizvođača baterija važećost garancije uslovljava odobrenom instalacijom na otvorenom.

Koji faktori životne sredine mogu uticati na bateriju na otvorenom?

Uređaj ostavljen napolju izložen je sasvim drugačijim opterećenjima od onog koji se čuva u zagrejanoj garaži. Vredno je razmotriti četiri grupe faktora posebno.

Toplota i direktna sunčeva svetlost. Direktna popodnevna sunčeva svetlost je najkritičniji faktor, jer može podići unutrašnju temperaturu baterije daleko iznad temperature okoline; produžena izloženost toploti ubrzava starenje i narušava dugoročne performanse.

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

Vlažnost i kondenzacija. Zbog dnevnih fluktuacija temperature, vlaga koja se kondenzuje unutar kućišta formira provodne puteve između provodnih površina, izazivajući koroziju na štampanim pločama, konektorima i žicama senzora temperature.

Prašina, so i zagađenje vazduha. U okruženjima sa vlažnim, solim vazduhom, naslage čestica oksidišu konektore i kućište, što povećava kontaktni otpor, izaziva lokalizovano zagrevanje i na kraju dovodi do kvarova u vezi.

Nijedan od ovih faktora sam po sebi ne isključuje upotrebu baterija na otvorenom, ali uzeti zajedno oni objašnjavaju zašto svaki renomirani proizvođač navodi zasenčeno, dobro provetreno mesto zaštićeno od kiše. Rizik od mehaničkih oštećenja razmatraćemo u zasebnoj sekciji.

Šta znači IP ocenjivanje uređaja za skladištenje energije?

IP zaštita je skraćenica od "Ingress Protection". U Mađarskoj je klasifikacija propisana u standardu MSZ EN 60529:2015, a međunarodno u IEC 60529; nivoi zaštite se utvrđuju kroz praktična ispitivanja.

Kod se sastoji od dva cifre: prva označava nivo zaštite od čvrstih predmeta i prašine, dok druga označava nivo zaštite od vode; u oba slučaja, veći broj znači viši nivo zaštite.

Međutim, vredi imati na umu jedno ograničenje. IP zaštita se bavi isključivo prodiranjem čvrstih predmeta i vlage; ne pruža informacije o otpornosti na UV zračenje, hemijskoj otpornosti ili zaštiti od eksplozije. Stoga čak ni kućište sa visokim stepenom zaštite ne čini zasenčivanje nepotrebnim.

Koji IP stepen zaštite se preporučuje za spoljnu instalaciju?

Za upotrebu na otvorenom, IP65 je početni nivo zaštite: ova ocena pruža potpunu zaštitu od prašine i od mlazova vode niskog pritiska iz bilo kog pravca. S obzirom na tipične uslove padavina u Mađarskoj, ovo obuhvata kišu, prskanje vode i prašinu.

Na izloženijim lokacijama, IP66 pruža veću zaštitu, jer ova ocena takođe štiti od jakih mlazova vode.

U domaćinskoj upotrebi, IP65 je standard: tehnički podaci proizvođača za FoxESS EP12 Plus takođe navode ovu ocenu, sa hlađenjem prirodnom konvekcijom, za montažu na zid ili postavljanje na pod, bilo na otvorenom ili u zatvorenom prostoru. Ovo pruža dovoljnu zaštitu sve dok uređaj nije izložen stalnom mlazu vode, smešten u jamu sklonu poplavama ili ostavljen u uglu zatrpanom snegom. Pre instalacije proverite čitav sistem, a ne samo razmennik toplote: razvodni kutija za povezivanje više modula takođe ima IP65 zaštitu, a ulazi za kablove moraju da ispune isti standard.

U kom temperaturnom opsegu spoljna baterija bezbedno radi?

U tehničkim podacima proizvođača naći ćete dva odvojena raspona, i to zavisi od verzije o kojoj je reč. Za standardnu verziju, prema podacima za FoxESS EP12, punjenje je dozvoljeno na temperaturama od 0 do 55 °C, a pražnjenje od -10 do 55 °C. Zagrejani EP12 Plus ima znatno širi opseg: i punjenje i pražnjenje mogu se odvijati između -25 i 55 °C, jer ugrađeni grejač dovodi ćelije u bezbedan opseg pre početka punjenja. Nijedna od ovih vrednosti ne predstavlja idealne radne uslove, već operativne granice: optimalni opseg za litijumske ćelije je znatno uži, i kreće se otprilike između 15 i 35 °C. 

Kako hladno utiče na performanse i punjenje uređaja za skladištenje energije?

Punjanje i pražnjenje su dva različita procesa. Bateriju možete prazniti na hladno, ali ćete dobiti manje energije: ispod tačke smrzavanja oporavljivi kapacitet može pasti na 50–70 procenata nominalne vrednosti jer se unutrašnji otpor povećava.

Sa druge strane, punjenje je podložno strogim ograničenjima. Kada se puni ispod tačke smrzavanja, litijum-joni se ne integrišu pravilno u anodu; umesto toga, metalni litijum se taloži na njenoj površini, što izaziva nepovratni, kumulativni gubitak kapaciteta i kvar ćelije. Iz tog razloga, visokokvalitetni BMS onemogućava punjenje ispod nule i dozvoljava da se ono nastavi tek kada se ćelije zagreju.

Šta se dešava sa baterijom pri prekomerno visokim temperaturama?

Ne postoji tako oštar gornji limit; problem ovde je postepeno habanje. Uopšteno govoreći, iznad 35 °C hemijski procesi unutar ćelije se ubrzavaju, što dovodi do brže degradacije i većeg toplotnog opterećenja. Postoje podaci merenja koji to potvrđuju: kada je radna temperatura povećana sa 25 °C na 55 °C, degradacija maksimalnog kapaciteta punjenja povećana je sa 4,22 na 13,24 procenta nakon 260 ciklusa. Uređaj to kompenzuje zaštitnim mehanizmom: pri visokim temperaturama, uglavnom iznad 40 °C, upravljački sistem smanjuje struju punjenja i pražnjenja, a na gornjoj granici od 55 °C se isključuje. Iako to obezbeđuje bezbedan rad, smanjuje korisni kapacitet upravo u onim letnjim danima kada je opterećenje najveće. 

Na kojoj temperaturi u stepenima Celzijusa treba projektovati grejući rezervoar za skladištenje?

Odgovor je jednostavan: 0 °C. To je prag ispod kojeg punjenje postaje rizično, i ispod kojeg većina proizvođača izričito zabranjuje punjenje bez efikasnog grejanja. U praksi se, dakle, ne postavlja pitanje koja je najniža temperatura u noći, već da li temperatura ćelija redovno pada ispod tačke smrzavanja na odabranoj lokaciji.

Na otvorenom mestu bez grejanja tokom umerene zime, ovo se može očekivati, zbog čega je ovde potrebna baterija sa grejanjem. Grejana verzija FoxESS EP12 Plus rešava upravo ovaj problem. O iskustvima sa instalacijama u realnim uslovima i nezavisnim merenjima možete pročitatiu rezimeu testa energetskog skladišta FoxESS .

Gde i kako se FoxESS baterija može bezbedno instalirati na otvorenom?

Počnite sa konstrukcijom. FoxESS EP12 Plus modul ima dimenzije 710 × 640 × 185 mm i teži 98 kg; može se montirati na zid ili pod. Samo noseći zid ili stabilna podloga mogu bezbedno podržati težinu takvih dimenzija.

Lokaciju uređaja za skladištenje energije zatim određuju tri faktora:

• Senka i ventilacija: zasenčeno, dobro provetreno mesto ili pod nadstrešnicom, gde uređaj nije izložen direktnoj sunčevoj svetlosti celog dana.

• Voda i sneg: podignuto iznad nivoa zemlje, na fiksnoj nosači ili ojačanoj osnovi, daleko od područja sklonih poplavama i prskalicama.

• Rastojanje za zaštitu od požara: u skladu sa međunarodnom praksom instalacije, energetska jedinica za skladištenje instalirana na otvorenom ne sme biti postavljena bliže od 0,9 metara od vrata ili prozora, i uopšte ne sme biti instalirana u stambenim prostorijama ili spavaćim sobama. Takođe ne sme biti postavljena na izlaznim putevima ili u hodnicima.

Na stranici proizvoda za skladištenje energije FoxESS možete proveriti tačnu težinu i proizvođačem odobrenu metodu instalacije za svaki model pre nego što odaberete zid. Takođe izbegavajte uske, zatvorene niše: vazduh mora moći da cirkuliše oko jedinice koja se prirodno hladi konvekcijom.

H3: Kada je potrebna mehanička zaštita?

Mehanička zaštita je potrebna tamo gde obloga može biti izložena udaru. Tri tipična scenarija su: saobraćaj vozila (parkinzi, ulazi u garaže, manevrisanje u dvorištima), fasade pristupačne iz javnih prostora koje nisu zatvorene i put po kome se sneg ili led spušta sa krova.

U takvim slučajevima rešenje je stub otporan na udarce, metalna ograda, betonski ivičar ili zaključajući ormar. Proces dobijanja građevinske dozvole tretira ovo kao poseban stav: plan lokacije mora da prikaže položaj baterije, udaljenosti merene od vrata i prozora i zaštitu od udara. IP stepen zaštite ovde nije od pomoći, jer se odnosi samo na ulazak prašine i vode. Ako se koristi zaključajuća kutija, obezbedite održavanje ventilacije; u suprotnom ćete izgubiti performanse zbog termičke zaštite.

Koje udaljenosti i pravila ventilacije treba poštovati prilikom spoljne instalacije?

Tačni brojevi su uvek navedeni u uputstvu za instalaciju, ali su opšte smernice slične na celom tržištu. Uputstva za instalaciju tipične kućne jedinice za skladištenje energije navode minimalnih 30 cm iznad i ispod jedinice, 10 cm sa svake strane i približno 120 cm prostora ispred uređaja za instalaciju i održavanje; takođe isključuje izlazne puteve i spavaće sobe i zabranjuje direktnu izloženost sunčevoj svetlosti.

Pri instaliranju više modula, standard za zaštitu od požara propisuje posebno pravilo: mora postojati minimalna udaljenost od 0,9 metara između stambenih jedinica, osim ako test zaštite od požara proizvođača ne dozvoljava manju udaljenost.

Ako se inverter takođe instalira na otvorenom, ne postavljajte ga direktno iznad baterije. Inverter smešten u uskom, slabo ventilisanom ormaru zagreva vazduh, a baterija apsorbuje tu toplotu, što znači da sistem neprekidno radi u uslovima povišenih temperatura. Stoga, pri izboru FoxESS invertera, proverite i preporučene razmake za njihovu instalaciju.

Zatvoreni ormar sam po sebi nije rešenje. Kod LiFePO4 ćelija cilj nije ispuštanje gasova, već rasipanje toplote; stoga pasivna ili aktivna ventilacija mora da obezbedi konstantnu promenu vazduha. Na terenu sklonom poplavama, podignite uređaj viši, za do jednog metra iznad nivoa tla.

Uobičajene greške pri instaliranju sistema za skladištenje energije na otvorenom

Većina ovih grešaka ne potiče od samog proizvoda, već od dizajna.

• Brkanje IP ocene sa otpornošću na vremenske uticaje. IP kod se odnosi samo na prodiranje čvrstih predmeta i vlage; on ne pruža informacije o otpornosti na UV zračenje i svakako ne uzima u obzir termičke efekte sunčeve svetlosti.

• Negrejan modul na negrejanom mestu. Ako se ćelije u zimskom periodu ohlade ispod tačke smrzavanja, BMS onemogućava punjenje, a deo zimske proizvodnje se upućuje u mrežu bez iskorišćavanja.

• Zatvorena, neventilisana kutija. Vazduh mora da može da cirkuliše oko jedinice koja se hladi prirodnom konvekcijom; u suprotnom, termička zaštita će smanjiti njenu izlaznu snagu.

• Instalacija u blizini vrata ili prozora. Propisi o zaštiti od požara propisuju minimalnu udaljenost od 0,9 metara, a naknadna ispravka je skupa.

• Neproverena struktura. Modul težak skoro 100 kg ne sme montirati na gips-kartonski zid ili na pod bez betonske podloge.

• Žurba pri izboru modela. U okviru Programa kućnog skladištenja energije dostupna je bespovratna pomoć do 2,5 miliona forinta, a sredstva se mogu brzo potrošiti; međutim, neprovera tehničkog lista podataka zbog vremenskih ograničenja imaće posledice u narednim godinama.

Pre nego što potpišete, zatražite detaljan plan instalacije koji prikazuje tačnu lokaciju, udaljenosti i tip uređaja za skladištenje.

Često postavljana pitanja

Da li se bilo koja jedinica za skladištenje energije može instalirati na otvorenom?

Ne. Samo oni tipovi čiji tehnički list navodi "na otvorenom" kao lokaciju instalacije. Tehnički list za FoxESS EP12 dozvoljava i spoljašnju i unutrašnju instalaciju. Ne donosite odluku bez konsultovanja tehničkog lista: važećnost garancije može zavisiti od toga. Uvek planirajte grejanu verziju prilikom instalacije na neogrejanoj lokaciji na otvorenom.

Koji IP stepen zaštite je potreban za spoljašnju instalaciju?

Za upotrebu na otvorenom, IP65 je početni nivo zaštite: potpuna zaštita od prašine i zaštita od mlazova vode niskog pritiska iz svih pravaca. Na izloženijim lokacijama, IP66 pruža dodatnu zaštitu, jer takođe štiti od jakih mlazova vode.

Da li se baterija puni ispod tačke smrzavanja?

Standardna verzija ne: proizvođači zabranjuju punjenje ispod 0 °C, a BMS će ga takođe onemogućiti. Grejana verzija može; FoxESS EP12 Plus se može puniti i prazniti između -25 i 55 °C, jer sistem grejanja prvo zagreva ćelije.

Da li da ga postavim na sunčano ili zasenčeno mesto?

U hladu. Dugotrajno izlaganje direktnoj sunčevoj svetlosti smanjuje efikasnost i ubrzava starenje, a na oko 40 °C kontrolni sistem smanjuje snagu punjenja i pražnjenja. Idealno je postaviti ga pod krovom, ispod nadstrešnice ili na severno orijentisanom zidu.

Koliko daleko treba da budu postavljeni od vrata i prozora?

Međunarodna praksa zaštite od požara propisuje minimalnu udaljenost od 0,9 metara od vrata i prozora, kao i istu udaljenost između više modula. Ne sme se ugrađivati u stambenim prostorijama, spavaćim sobama ili na putevima za bekstvo.