Definicja technologii
Niskonapięciowy system BESS do zastosowań mieszkaniowych (≤ 60 V)
Architektura rozproszona, w której moduły akumulatorów 40–60 V są połączone równolegle na poziomie szafy. Izolowany stopień DC-DC wewnątrz hybrydowego falownika podwyższa napięcie akumulatora do wewnętrznej magistrali DC, gdzie jest ono sprzężone z energią fotowoltaiczną przed inwersją.
Wysokonapięciowy system BESS dla budynków mieszkalnych (85–600 V)
Scentralizowana architektura szeregowo-piętrowa: wiele modułów jest połączonych szeregowo, tworząc łańcuch akumulatorów o napięciu 85–600 V. Skrzynka sterownicza wysokiego napięcia (zintegrowane bezpieczniki, styczniki, układ wstępnego ładowania i monitorowania izolacji) zasila łańcuch bezpośrednio do magistrali prądu stałego falownika poprzez regulator buck/boost.
Porównanie wydajności
Niskie napięcie
Zalety
- System bezpieczeństwa bardzo niskiego napięcia (ELV); minimalne ryzyko dotyku
- Modułowa instalacja typu „podłącz i używaj”; niższe nakłady inwestycyjne dla gospodarstw domowych o ograniczonym budżecie
- Uproszczone algorytmy równoległego BMS
Wady
- Wyższe straty rezystancyjne (I²R) → 3–5% kary energetycznej
- Ograniczona moc rozładowania; nieodpowiednie dla obciążeń ciągłych > 3 kW
- Długoterminowy dryft pojemności w blokach równoległych wydłuża cykle konserwacji
Wysokie napięcie
Zalety
- Do 96% sprawności obiegu zamkniętego (RTE) dzięki niższym prądom i zmniejszonemu obciążeniu cieplnemu
- Ciągła moc wyjściowa 5–10 kW; obsługuje przepięcia w systemach HVAC, pompach ciepła lub podgrzewaczach wody przepływowych
- Mniejsze przekroje kabli → lżejsze, bardziej kompaktowe wiązki przewodów i magnesy inwerterowe
Wady
- Wymaga certyfikowanych techników wysokiego napięcia; rygorystyczne testy ogniowe zgodne z normami IEC 63056 / UL 9540A
- Rygorystyczne dopasowanie napięcia i temperatury na poziomie ogniw; zaawansowany system BMS z aktywnym równoważeniem
- Wyższe koszty początkowe (akumulator + sprzęt bezpieczeństwa HV)
Scenariusze zastosowań
Niskie napięcie
- Małe mieszkania/domki weekendowe z dziennym obciążeniem < 10 kWh i bez urządzeń o dużym natężeniu prądu
- Nieruchomości pilotażowe lub wynajmowane, w których szybkie usunięcie jest ważniejsze niż szczytowa wydajność
Wysokie napięcie
- Średnie i duże domy jednorodzinne, których celem jest > 90% samowystarczalności energetycznej
- Przyszłościowe przygotowanie do integracji V2H/generatora zapasowego lub pakietów rozszerzeń 15 kWh–30 kWh
Uśredniony koszt magazynowania (LCOS)
Niskie napięcie
Niższe nakłady inwestycyjne (CAPEX), ale dodatkowa strata energii rzędu 5–8% na cykl i wcześniejsza wymiana ogniw mogą zwiększyć 10-letni wskaźnik LCOS o 12–15% w porównaniu z HV.
Wysokie napięcie
Premia CAPEX w wysokości 20–30% kompensowana przez > 90% RTE i cykl życia wynoszący 8 000–10 000; próg rentowności jest zazwyczaj osiągany w roku 5–6 w ramach niemieckich lub kalifornijskich taryf TOU.
Bezpieczeństwo i zgodność z przepisami
Niskie napięcie
Spełnia wymogi SELV (bezpiecznego bardzo niskiego napięcia); nie wymaga obowiązkowego rozłączenia w przypadku zwarcia łukowego; nadaje się do samodzielnego montażu w wielu jurysdykcjach.
Wysokie napięcie
Musi spełniać normy IEC 62109-1/2, UL 1973 i lokalne przepisy dotyczące instalacji wysokiego napięcia; obowiązkowe monitorowanie izolacji, przerwanie obwodu w przypadku wystąpienia łuku elektrycznego (AFCI) i protokoły wyłączania < 5 s po wykryciu zwarcia.
Wniosek:
Wybierz niskie napięcie, gdy kapitał jest ograniczony, obciążenia są niewielkie, a szybkość instalacji ma kluczowe znaczenie. Wybierz wysokie napięcie, gdy potrzebujesz maksymalnej wydajności, wysokiej mocy chwilowej i najniższego kosztu eksploatacji za kWh. W każdym przypadku dopasuj architekturę do profilu obciążenia – a nie odwrotnie – i nalegaj na certyfikowaną integrację, aby w pełni wykorzystać wartość gwarancyjną domowego systemu BESS.
