Všechny výrobky v portfoliu GWL Group jsou přísně testovány a vybírány od osvědčených výrobců přímo technickým oddělením společnosti. Do našeho portfolia se dostávají pouze výrobky nejvyšší kvality.
GWL Group distribuuje:
Naše LFP (LiFePO4) články se vyznačují vysokou bezpečností a dlouhou životností, jsou nehořlavé, neexplozivní. Obvyklá životnost článku je až 8 tis. cyklů, i poté se ale dají články ještě další řadu let bezproblémově používat. V případě poškození některých článků je možné jednotlivé články nahradit, nebo ostatní články poskládat do jiné sestavy a používat dál – neznehodnotí se tedy celé úložiště, jako to bývá u běžných uzavřených bateriových "black-boxů".
Lithium-železo-fosfátové akumulátory (LiFePO4, LFP) na se díky svým vlastnostem rychle rozšířily téměř do všech oblastí průmyslu a staly se na trhu běžně dostupnými. Zatímco jiné typy lithiových baterií se mohou při zkratu nebo přebití snadno vznítit, nebo dokonce explodovat, u LiFePO4 je tato reakce téměř vyloučena. Běžné lithium-polymerové (Li-Pol) nebo lithium-iontové (Li-Ion) baterie navíc po přibližně 300 až 1 000 nabíjecích cyklech chemicky degradují a jejich kapacita začíná prudce klesat, LiFePO4 články si však i po 10 000 cyklech zachovávají až 80 % své původní kapacity.
Největší výhodou oproti jiným typům lithiových baterií (lithium-iontové nebo lithium-polymerové) je tedy vysoká bezpečnost a řádově delší životnost. Proto jsou LiFePO4 články určeny pro náročné použití ve fotovoltaice, elektromobilitě a skladování energie, kde i při každodenním cyklování mohou dosáhnout životnosti 15 a více let.
LFP aterie mají velmi nízký vnitřní odpor, takže je lze nabíjet a vybíjet vysokými proudy, aniž by se zkrátila jejich životnost nebo došlo k jejich přehřátí. Maximální vybíjecí proud je 10 C a nabíjecí proud 2 C. Článek s kapacitou 100 Ah lze tedy vybíjet proudem až 1 000 A a nabíjet proudem 200 A. Plně vybitý článek lze nabít již za 30 minut a zcela jej vybít za pouhých 6 minut.
LFP články proto mají vysokou proudovou zatížitelnost a životnost. Jsou bezpečné a odolné vůči nabíjení na jmenovitou kapacitu nebo vůči dlouhodobě vysokému napětí či teplotám. Jsou netoxické a neobsahují korozivní látky.
LFP články se mohou snadno poškodit překročením mezních hodnot nabíjecího (Vmax) a vybíjecího (Vmin) napětí. Platí doporučení pro instalaci s jednoduchou ochrannou elektronikou, která monitoruje napětí článků během provozu.
Nevýhodou LFP baterií je vyšší hmotnost v přepočtu na Wh uložené energie. U článků Li-Ion a Li-Pol dosahuje hustota energie přibližně 150–200 Wh/1 kg, u LiFePO4 baterií je standardem 80–100 Wh/1 kg. Tato technologie proto není vhodná pro letecký průmysl a malé automobily.
Bezpečné napětí standardních bateriových systémů je 48 V (tj. 16 článků). Řešení je vhodné i pro systémy do 100 V. Existují také průmyslové systémy s napětím 750 V (vyžaduje vlastní elektroniku pro vysoké napětí), které však vyžadují použití speciálních komponent.
LFP články, které v GWL distribuujeme a používáme ve všech AMVOLT úložištích, recyklujeme u našich partnerů v Čechách a ve Švýcarsku.
Nicméně, reálná životnost LFP bateriových článků v dobře navrženém úložišti je mnoho desítek let a mnoho tisíc cyklů. Za 15 let fungování naší mateřské společnosti GWL se nám k recyklaci vrátily jednotky článků z desetitisíců prodaných. I 30 let staré opotřebované úložiště AMVOLT s kapacitou např. 50 % oproti původnímu stavu bude stále velmi užitečné. Lze ho totiž dále a levně udržovat funkční díky výměně jednotlivých článků, BMS či střídačů a použít ho třeba jinde na něco jiného. I kdyby se majitel rozhodl úložiště rozebrat a recyklovat, díky konstrukční otevřenosti to bude moci velmi jednoduše zrealizovat. To samozřejmě neplatí pro uzavřené black-box alternativy, kde je recyklace konstrukčně skutečně téměř nemožná.
Všechny baterie vytvářejí během nabíjení a vybíjení teplo. Čím vyšší je vybíjecí proud, tím více tepla vzniká, a proto je nutné zabránit extrémnímu vybití baterie formou zkratu (např. pojistkou). Systém BMS je vybaven proudovým čidlem, které sleduje maximální hodnotu vybíjecího, resp. nabíjecího proudu. Přestože LFP baterie mají široký rozsah provozních teplot (teoretická hranice je od -45 °C do +85 °C, zatímco prakticky je rozsah spíše -20 °C až +60 °C), pro dosažení plného výkonu článku je nejlepší provozovat baterii v užším teplotním rozsahu v takových mezích, které vyžaduje aplikace.
V chladném podnebí se doporučuje udržovat teplotu baterie nad +5°C, v místech s extrémně nízkými teplotami je možné použít tepelné a střídavé tepelně izolační podložky, které poskytují dostatečnou tepelnou ochranu pro udržení baterie v teple během chladných zimních dnů a nocí. Více informací naleznete na následujících odkazech na blogu společnosti GWL:
All types of generic lithium cells have a maximum operating limit of around 60 °C. However, it is generally strongly recommended to keep the temperature below 50 °C. At temperatures above 40 °C, charge and discharge currents should be reduced to prevent further heating of the cells inside the battery. However, batteries are prone to very high temperatures, if the temperature inside the battery rises above 80 °C degrees, the grid starts to melt and damage will occur. The maximum recommended battery temperature is therefore 40–45 °C.
Technická životnost LFP baterií je až 30 let za předpokladu, že se baterie pravidelně nabíjí a vybíjí malými proudy do 1 C v režimu jednoho plného cyklu za jeden den, tj. 8 000 cyklů = 22 let provozu. Plný cyklus zde znamená vybití až na 70 % DoD.
V reálném provozu je životnost obvykle nižší, přibližně 10 let, a to v důsledku většího opotřebení baterie způsobeného rychlejším cyklováním. Například v režimu třech plných cyklů za den odpovídá 8 000 cyklů přibližně 7,4 roku provozu. Vzhledem k tomu, že skutečná životnost závisí na režimu provozu, provozních podmínkách a zacházení, je životnost baterie udávaná počtem cyklů na katalogových listech pouze teoretickým údajem.
Standardní životnost velkých prizmatických LFP baterií je 8 000 cyklů. Kapacita se nemění, ani když se baterie nějakou dobu nepoužívá, protože samovybíjení a vnitřní degradace jsou u tohoto typu článku velmi pomalé. Plně nabitá baterie se sama vybije přibližně za 6 let. LFP baterie nemají paměťový efekt. Nevyžadují přeformátování ani doplňování elektrolytu jako jiné typy baterií. Samy o sobě nevyžadují žádnou provozní údržbu.
V současné době jsou baterie na hranici svých konstrukčních možností a další požadavky na delší životnost, menší hmotnost a rozměry, odolnost proti nárazu apod. vždy vyžadují použití kompromisních řešení a získané výhodnější parametry se často negativně projeví v rychlejším stárnutí nebo zvýšení jejich výrobních nákladů. Ve zprávách o nových převratných bateriích obvykle najdeme nějaký háček. Buď se baterie nabije rychle během několika minut, ale pak bude její životnost relativně krátká, nebo bude životnost baterie dlouhá, ale pak ji nelze nabít příliš rychle. Platí přirozená zákonitost „buď, anebo“.
Prismatické baterie plně vyhovují požadavku na co nejdelší životnost. Tyto baterie jsou v podstatě nezničitelné, a proto jsou velmi vhodné pro aplikace v segmentu energetiky.
Poznámka ke stavbě sad z více samostatných článků:
Je běžným jevem, že jeden až dva články v rámci desítek či stovek kusů v jednom balení kvalitativně neodpovídají ostatním ze stejného bateriového balíčku, což se projeví po instalaci (1–6 měsíců). I když jsou tyto články v rámci výrobní tolerance, provozní podmínky celého paketu by měly být sjednoceny, proto je dobré tyto články identifikovat a vyměnit. Takový článek však obvykle není vadný, pouze vykazuje relativně horší parametry ve srovnání s ostatními.
Jak bylo uvedeno výše, životnost baterie se udává v počtu cyklů. LFP akumulátorům nevadí pravidelné lehčí vybíjení v menších cyklech. Pokud je však režim vybíjení rychlý a plný – tj. více než 70 % DoD na např. 3 C nepřetržitě – baterie by se poté měla nabíjet pomaleji, aby měla čas vychladnout.
Pokud často dochází ke krátkodobému špičkovému vybíjení s velkými proudy (do 10 C), je nutné přijmout opatření, která odvádějí vzniklé teplo, jako jsou tzv. dmychadla, kovové chladicí pásy nebo ventilátory. Ty odvádějí přebytečné teplo, jež má jinak tendenci se hromadit v hmotě článku. Dalším způsobem, jak snížit nárůst teploty, je zvětšit prostor mezi jednotlivými články. Články se pak navzájem nezahřívají a teplo lze lépe odvádět.
Pokud mají baterie teplotu do 20 °C, můžeme je vybíjet ve špičce do 10 C (obecně, pokud mají baterie teplotu do 10 °C, můžeme je vybíjet do výše 10 C bez problému). Při 40 °C pak lze špičkové zatížení do 10 C provozovat jen ve zlomcích minut. Při nárůstu teploty na 50 °C je lze vybíjet pouze do 1 C. Teplota je omezením maximálního odběru proudu: baterie musí mít možnost se ochladit. Chlazení je obvykle potřeba pouze při maximálním provozu (10 C), při běžném provozu (do 1 C) baterie chlazení nepotřebují.
Právě z výše uvedených důvodů je velmi důležitý nejen výběr vhodného typu, ale také návrh vhodné kapacity baterie s ohledem na velikost a typ požadovaného výkonu, ať už je potřeba špičkový nebo dlouhodobý výkon.
Amvolt Vám navrhne vhodnou velikost baterie pro daný projekt a konkrétní lokalitu (důležité vzhledem k teplotě okolí), dodá bateriové články včetně BMS (bateriového managementu) a specifikuje požadavky na výběr vhodných střídačů. Nedílnou součástí návrhu jsou schémata zapojení a konfigurace řídicího systému.
Kapacita baterie se obvykle udává v Ah (ampérhodinách) a pro přepočet na Wh (watthodiny) je třeba hodnotu kapacity vynásobit napětím baterie. Důvodem pro uvádění hodnoty kapacity v Ah je skutečnost, že baterie nepracuje pouze při jmenovitém napětí, např. 12 V, ale pracuje v určitém rozsahu, např. 10,5–14,4 V.
Z baterie o kapacitě 1 000 Ah a napětí 48 V lze nepřetržitě čerpat 1 000 A po dobu jedné hodiny. Celková energie dodaná za hodinu bude tedy 48 kWh.
Při špičkovém výkonu závisí množství dodávané energie na rychlosti C (výšce proudu) a době, po kterou má baterie dodávat energii.
Příklad: Pokud budeme z baterie 48 V/1000 Ah odebírat proud 3 C, pak baterie bude dodávat 144 kW po dobu necelých 20 minut. Stejná baterie může dodávat špičkový výkon 10 C (480 kW), ale pouze po dobu kratší než 6 minut. V obou případech je však dodaná energie stejná, tj. 48 kWh.
Poznámka: vzhledem k tomu, že veškeré ztráty rostou se čtvercem proudu, doporučuje se vyhnout dlouhodobým špičkovým proudům. V reálném použití jsou špičkové zatěžovací proudy do 10 C určeny pouze pro rozběh technologických zařízení a/nebo pro rozběh motorových strojů, který by neměl trvat déle než desítky sekund.
Napětí baterie není přesným ukazatelem stavu nabití, protože hodnota napětí zůstává po dlouhou dobu konstantní. Skutečný stav baterie je však odvozen od počtu cyklů a jako takový se vždy liší od vypočteného stavu (napětí), např. vlivem ztrát. Počet cyklů, během nichž dochází k rozdílům, je navíc přímo úměrný způsobu provozu akumulátoru. U scénářů s drastickým vybíjením velkými proudy (3 C a více) může rozdíl nastat po desítkách cyklů a při mírném vybíjení (do 1 C) po stovkách cyklů (např. vybíjecí cyklus z 90 % SoC na 10 % odpovídá 80 % DoD, tj. při proudu do 0,5 C lze očekávat životnost 8 000 cyklů. Životnost akumulátoru lze prodloužit, pokud je provozován v cyklu od 85 % do 15 % SOC, tj. 70 % DoD).
Úroveň nabití, hodnota dostupné energie v baterii. 100 % SoC je plně nabitá baterie, 0 % SoC je vybitá baterie.
Hloubka vybití, např. hodnota DoD 70 % znamená, že se z baterie během jednoho cyklu odebere maximálně 70 % jmenovité energie.
The Amvolt HV 750/200 inverters (AC mains – DC battery) manufactured in the Czech Republic are one of the main advantages of the Amvolt high-voltage container solutions. Thanks to the inverter custom developed for Amvolt, our Battery Containers do not need a transformer or DC/DC converter, which increases reliability and reduces losses.
The control processor electronics of the inverter ensure the quality of the required parameters for connection to the distribution network. The inverter is phase symmetrical and fully reversible, i.e. it can charge and discharge the battery at full power. The transition from charging to discharging mode is a matter of tens to hundreds of milliseconds. It is suitable for almost unlimited parallel wiring and thus unlimited power scaling.
The inverters are hydraulically cooled, reducing the thermal management requirements of the BESS internal environment. Waste heat is immediately removed from the battery compartment and radiated to the surrounding environment. With a low-temperature gradient of only 2 °C, the inverter can be easily cooled passively even in the summer months. The inverter is controlled by an internal PLC unit based on standardized WAGO modules.
Amvolt Low-Voltage Battery Packs (48 V) are compatible with all inverters that support a system voltage of 48 V or a range of 46–58 V. In Europe, the most widely used are the Victron Multiplus I/II, Steca/Studer Xtender and many others. The inverters draw direct current (DC) from a 48 V battery and convert it into a high-quality sine wave of alternating current (AC) and 230 V voltage as in a normal socket.
The inverters communicate with Amvolt Battery Packs using three "dry", i.e. potential-free, binary status outputs. If the battery condition is normal, all three contacts are closed (3x NC). A fully charged state (100 %) is indicated by the battery reaching 56.5 V. The connected inverter or MPPT controller must support the function to stop charging when this voltage is reached.
Full discharge is signalled by the Amvolt Battery Pack when the voltage drops to 48 V or when the adjustable % SoC is reached (most often 20 %). In this case, the first signal contact is open. Therefore, the inverter shall support a discharge termination function based on the voltage dropping below a set limit and/or by opening a dedicated binary contact. The remaining two battery signal contacts are reserved for a fault (unbalance, undercharge, overcharge...) and can control an emergency contactor, relay, GSM alarm or anything else.
Definitely the Victron Energy inverters. This Dutch family-owned company originally focused on the production and development of inverters for the harsh environment of maritime transport. It applies the same uncompromising quality to home installations, which is why it is our choice and recommendation. The development, final assembly and recovery are done in Europe, making the inverters highly serviceable. Victron inverters are always single-phase, so for a three-phase system, three units are required.
The inverters are easy to service – thanks to the fact that the development, final assembly and recovery are done in Europe.
Unlike high voltage inverters (GoodWe, Solax...) they contain fewer components.
They operate at low frequency and low voltage.
The key component is a massive toroidal transformer, which allows the inverter to be used for starting more powerful rotating machines, such as a pump.
Among practitioners, they have a reputation as an "indestructible tank".
Odebírejte GWL Group newsletter s aktuálními informacemi o našem vývoji a produktech (četnost cca. 1x/2 měsíce):