AlphaESS STORION-H30/H50-G3: BESS mazajam un vidējam biznesam Latvijā

Uzņēmumiem, kas meklē kompaktu, viegli uzstādāmu un ar saules paneļiem integrējamu enerģijas akumulācijas risinājumu, AlphaESS STORION-H30-G3 un STORION-H50-G3 piedāvā 30 vai 50 kW hibrīdo invertoru ar 72,3–241 kWh akumulatoru ietilpību vienā kabinetā.

Šī sērija ir optimizēta vidēja izmēr objektiem — ražotnēm ar vairākiem PV virzieniem, loģistikas centriem, lauksaimniecības uzņēmumiem un komerciālajiem kompleksiem.

Šajā rakstā piedāvājam detalizētu produkta tehnisko analīzi ar visu specifikācijā iekļauto parametru skaidrojumu.

Tehniskie parametri — pilna specifikācija

Sistēmas parametri

ParametrsSTORION-H30-G3STORION-H50-G3
Sistēmas ietilpība (standarta)72,3 kWh120,5 kWh
Sistēmas ietilpība (ar paplašinājumu)144,6 kWh241 kWh
Izmēri (P × D × A)1120 × 1300 × 2050 mm1120 × 1300 × 2050 mm
Masa1700 kg (ar 5× M77314-S)1700 kg (ar 5× M77314-S)
Korozijas aizsardzības klaseC4C4
Aizsardzības pakāpeIP55IP55
Trokšņu emisija≤ 65 dB @ 1 m≤ 65 dB @ 1 m
Darba temperatūra-30 °C līdz +50 °C (PCS >45 °C — samazināta jauda)
Relatīvais mitrums0–90% RH (bez kondensācijas)
Maks. darba augstums3000 m (>3000 m — samazināta jauda)
DzesēšanaHVAC (gaisa kondicionēšana)
Ugunsdzēšanas sistēmaAerosols + dūmu/temperatūras detektori
KomunikācijaRS485, CAN, Ethernet, Modbus TCP
Dispečēšanas protokolsModbus TCP, API
Garantija5 gadi (produkts), 10 gadi (baterija)

PV puses (DC) parametri

ParametrsSTORION-H30-G3STORION-H50-G3
Maks. ieejas jauda60 kW75 kW
Startēšanas spriegums210 V
MPPT sprieguma diapazons200–850 V330–850 V
MPPT skaits4
Virkņu skaits uz MPPT2
Maks. ieejas strāva40 A / 40 A / 40 A / 40 A
Maks. īsslēguma strāva50 A / 50 A / 50 A / 50 A

AC puses (tīkla) parametri

ParametrsSTORION-H30-G3STORION-H50-G3
Nominālā izejošā jauda30 kW50 kW
Maks. ieejas pilnā jauda60 kVA80 kVA
Nominālais tīkla spriegums3L/N/PE: 220/380 V; 230/400 V; 240/415 V
Nominālā tīkla frekvence50/60 Hz (±5 Hz)
Maks. izejas strāva45,5 A75,8 A
Maks. strāvas THD< 3%
AC jaudas koeficients0,8 vadošs … 0,8 atpaliekošs

AC puses (off-grid) parametri

ParametrsSTORION-H30-G3STORION-H50-G3
Nominālā izejas jauda30 kW50 kW
Maks. izejas pilnā jauda30 kVA50 kVA
Nominālais izejas spriegums3L/N/PE: 220/380 V; 230/400 V; 240/415 V
Nominālā frekvence50/60 Hz (±5 Hz)
Maks. izejas strāva45,5 A75,8 A
Maks. sprieguma THD< 3%
Pārslodze150%, 10 s

Efektivitāte

ParametrsVērtība
Maks. efektivitāte un Eiropas efektivitāte97,8% un 97,2%
Roundtrip efektivitāte (RTE) DC↔AC92% (ražotāja deklarētā vērtība)

Akumulatoru moduļa parametri (M77314-S)

ParametrsVērtība
ĶīmijaLFP (LiFePO₄)
Konfigurācija3,2 V / 314 Ah @ 1P24S
Iekšējā pretestība≤ 10 mΩ
Nominālā ietilpība24,1 kWh
Nominālais spriegums76,8 V
Darba sprieguma diapazons69,6–84 V
Maks. uzlādes/izlādes strāva157 A
Ciklu resurss8000 @ EOL 70%
Darba temperatūra-20 °C līdz +50 °C
Aizsardzības pakāpeIP20
KomunikācijaCAN
Izmēri (P × D × A)525 × 856 × 260 mm
Masa168 kg
Atbilstošie standartiIEC 61000-1/-2/-3/-4, IEC 62619, IEC 62109, UL9540A

Paralēlā rezerves kaste (Parallel Backup Box — opcija)

ParametrsVērtība
Maks. savienojamo sistēmu skaits4
Nominālā jauda200 kW
Nominālā frekvence50/60 Hz
Pārslēgšanās laiks≤ 20 ms
Aizsardzības pakāpeIP54
Darba temperatūra-25 °C līdz +50 °C
Izmēri (P × D × A)600 × 255 × 800 mm
Masa40 kg

Parametru skaidrojums

Sistēmas ietilpība un paplašināšanas iespējas

H30-G3 standarta konfigurācijā ir 3 akumulatoru moduļi (3 × 24,1 kWh = 72,3 kWh), paplašinātajā — 6 moduļi (144,6 kWh).

H50-G3 standartā — 5 moduļi (120,5 kWh), paplašinātajā — 10 moduļi (241 kWh).

Paplašinājumam nepieciešams atsevišķs Extension Battery Cabinet — papildu kabinets ar identisku izmēru (1120 × 1300 × 2050 mm), kas fiziski novietojams blakus galvenajam. Tas nozīmē, ka uzņēmums var sākt ar mazāku ietilpību un paplašināt sistēmu bez PCS nomaiņas, samazinot sākotnējo kapitālieguldījumu.

Korozijas aizsardzība

C4: C4 ir korozijas aizsardzības klase pēc ISO 12944 standarta, kas raksturo izturību pret rūpnieciskiem apstākļiem ar augstu mitrumu un paaugstinātu piesārņojumu — piemēram, piekrastes zonas, ķīmiskās rūpniecības tuvums, sāls migla. Latvijai ar tās Baltijas jūras tuvuma reģioniem (Rīga, Ventspils, Liepāja) C4 ir nozīmīgs rādītājs — tas nozīmē, ka kabineta korpuss var darboties pat agresīvākā ārvidē bez paātrinātas korozijas. Šī klase ir augstāka par standarta C3 (pilsētvide, viegla rūpniecība).

Trokšņu līmenis

≤ 65 dB @ 1 m. 65 dB ir orientējoši salīdzināms ar biroja fona troksni vai automašīnas salona troksni braukšanas laikā. Dzesēšanas sistēma (HVAC) ir galvenais trokšņa avots. Šis parametrs ir svarīgs objektiem, kur kabinets atrodas cilvēku darba vai uzturēšanās telpas tuvumā — piemēram, biroja ēku pagalmos vai noliktavu tuvumā ar personāla izeju. Latviešu darba aizsardzības normas (MK noteikumi Nr. 660) paredz, ka darba vietās ar garīgu darbu trokšņa līmenis nedrīkst pārsniegt 55 dB — tas nozīmē, ka kabinets jāizvieto vismaz vairāku metru attālumā no šādām telpām.

Darba temperatūra

-30 °C līdz +50 °C Salīdzinot ar TB125 (-20 °C apakšējā robeža), H30/H50-G3 sērija sniedzas līdz -30 °C — tas ir būtisks pluss Latvijas un Ziemeļeiropas klimatam, kur aukstākajās ziemās temperatūra var krist tuvu šai robežai. Tomēr jāņem vērā, ka acumulatoru modulim M77314-S darba temperatūra ir -20 °C līdz +50 °C — tātad īpaši aukstā laikā iespējams, ka PCS darbojas, bet akumulatoru uzlāde tiek ierobežota BMS aizsardzības dēļ. Praksē sistēma pie ļoti zemām temperatūrām var ierobežot uzlādes strāvu, lai novērstu akumulatoru bojājumus.

Mitrums

0–90% RH (bez kondensācijas) Atšķirībā no TB125 (95% RH), H30/H50-G3 pieļauj līdz 90% RH. Abu sistēmu atšķirība ir dzesēšanas pieejā: TB125 izmanto šķidruma dzesēšanu (slēgta sistēma), bet H30/H50-G3 izmanto HVAC (gaisa kondicionēšana), kas iesūc āra gaisu. Tas nozīmē, ka H30/H50-G3 ir nedaudz jutīgāks pret mitrumu, jo mitrais ārais gaiss nonāk kabineta iekšienē. 90% RH tomēr ir pietiekama vērtība gandrīz visiem Latvijas klimatiskajiem apstākļiem.

Dzesēšana

HVAC: Atšķirībā no TB125 (šķidruma dzesēšana), H30/H50-G3 izmanto HVAC — aktīvu gaisa kondicionēšanu ar kompresoru un siltummaiņiem. HVAC priekšrocības: lētāka un vienkāršāka uzstādīšana, nav šķidruma caurules un sūkņu, kas var noplūst. Trūkumi salīdzinājumā ar šķidruma dzesēšanu: mazāk vienmērīga temperatūras sadalīšana šūnu līmenī, lielāks trokšņa līmenis un nedaudz augstāks pašpatēriņš. Tāpēc H30/H50-G3 specifikācijā nav norādīts TB125 raksturīgais “temperatūras starpība ≤ 3 °C” — HVAC sistēmās šis rādītājs ir augstāks.

PV ieejas parametri

4 × MPPT ar 2 virknēm katrā: MPPT (Maximum Power Point Tracker) ir algoritms, kas nepārtraukti meklē optimālo darba punktu katra PV ķēdē.

4 neatkarīgi MPPT nozīmē, ka sistēma var vienlaikus apstrādāt PV paneļus no 4 dažādiem virzieniem vai leņķiem — piemēram, dienvidu, dienvidrietumu, dienvidaustrumu un plakana jumta sekcijas. Katrs MPPT akceptē 2 paralēlas PV virknes. Tas padara šo sistēmu īpaši piemērotu daudzvirzienu jumtiem (ēkas ar sarežģītu jumta formu), kur viena MPPT sistēma ievērojami samazinātu kopējo PV ražošanu, jo ēnas vai orientācijas atšķirības ietekmētu visas paneļu virknes vienlaikus.

Maks. ieejas jauda H30-G3 ir 60 kW un H50-G3 — 75 kW, taču nominālā AC jauda ir 30/50 kW. Tas nozīmē, ka PV sistēmu var pārdimensionēt (oversizing) attiecībā 2:1 (H30-G3) vai 1,5:1 (H50-G3) — standarta prakse, kas palielina enerģijas ieguvi mākoņainos apstākļos un pavasarī/rudenī, kad saules intensitāte ir zemāka.

MPPT sprieguma diapazons

200–850 V (H30-G3) un 330–850 V (H50-G3): MPPT sprieguma diapazons nosaka, kādas PV virknes konfigurācijas ir iespējamas. H30-G3 ar zemāko sākumspriegumu 200 V ļauj veidot īsākas virknes (mazāk paneļu sērijā), kas ir noderīgi nelielās instalācijās vai tur, kur vietas ierobežojumu dēļ nav iespējams izvietot garākas virknes. H50-G3 ar sākumspriegumu 330 V prasa nedaudz garākas virknes, taču tā efektivitāte augstākā sprieguma diapazonā ir labāka.

Abiem modeliem augšējā robeža 850 V ir pietiekama standarta komerciālo PV moduļu virknēm (tipiskā virkne no 20–25 × 400 W paneļiem dod 740–925 V).

Pārslodze

150% uz 10 sekundēmSalīdzinājumā ar TB125 (120% uz 1 min), H30/H50-G3 piedāvā augstāku momentāno pārslodzi — 150% no nominālās jaudas uz 10 sekundēm.

Tas ir īpaši nozīmīgi, startējot motorus (sūkņus, kompresorus, ventilatorus), kur startēšanas strāva var sasniegt 3–6 reizes nominālo vērtību. 10 sekundes ir parasti pietiekami, lai motors sasniegtu darba ātrumu un strāva normalizētos. H30-G3 gadījumā tas nozīmē 45 kW maks. momentāno jaudu, H50-G3 — 75 kW. Šis parametrs ļauj apkalpot lielākas rūpnieciskās slodzes bez ārēja mīkstās startēšanas aprīkojuma vai jaudas bankas.

Maksimālā efektivitāte

97,8% un Eiropas efektivitāte 97,2% Maks. efektivitāte 97,8% attiecas uz optimālu slodzes punktu (parasti 50–75% no nominālās jaudas). Eiropas efektivitāte (η_EU) 97,2% ir svērtais vidējais, kas ņem vērā tipisko Eiropas saules profilu — ievērojamu darba laiku pie daļējas slodzes (10%, 20%, 30% utt.). Eiropas efektivitāte ir praktiskāks rādītājs reālajai enerģijas bilancei gadā, jo saules sistēmas reti darbojas pie pilnas jaudas visu laiku. Starpība starp 97,8% un 97,2% ir neliela, taču Eiropas efektivitāte ir godīgāks salīdzināšanas instruments starp dažādu ražotāju invertoriem.

Ciklu efektivitāte (RTE)

92% — un reālā aina. Datu lapā norādītie 92% DC↔AC ir ražotāja oficiāli deklarētā roundtrip efektivitāte mērīšanas apstākļos. Šis skaitlis ietver abu konversiju zudumus (DC→AC izlādes laikā un AC→DC uzlādes laikā), taču mērīts laboratorijas apstākļos ar optimālu slodzi un temperatūru.

Reālos ekspluatācijas apstākļos ir jārēķinās ar papildu zudumiem:

Uzlādes ķēde (tīkls → akumulators):

  • AC→DC konversija PCS — ~97–98% (HVAC sistēmā nedaudz zemāka nekā šķidruma dzesētajā TB125)
  • Kabeļu un savienojumu ohmiskie zudumi — ~99%
  • Akumulatora uzlādes efektivitāte — ~97–98%

Izlādes ķēde (akumulators → tīkls):

  • Akumulatora izlādes efektivitāte — ~98–99%
  • Kabeļu un savienojumu zudumi — ~99%
  • DC→AC konversija PCS — ~97–98%

Papildu pastāvīgie zudumi:

  • HVAC dzesēšanas kompresora patēriņš — darbojas nepārtraukti, arī gaidīšanas režīmā
  • BMS, EMS, komunikācijas elektronika — neliels, bet pastāvīgs patēriņš

Ņemot vērā šos faktorus, 90% ir konservatīvs un godīgs aprēķinu rādītājs finanšu modelēšanai, pat ja ražotājs deklarē 92% laboratorijas apstākļos.

Praktiskais piemērs (H50-G3 ar 241 kWh)

Ja sistēma uzlādējas ar 241 kWh (pilns cikls) un roundtrip efektivitāte ir 90%, tad atgūst:

241 kWh × 0,90 = 216,9 kWh

Zudumi vienā ciklā: 24,1 kWh

Pie 300 cikliem gadā kopējie gada zudumi: ~7230 kWh. Pie 0,12 €/kWh tas veido aptuveni 870 € gadā — kas ir jāiekļauj ekonomiskajos aprēķinos blakus ienākumiem no arbitrāžas.

Minimālajai Nord Pool cenas starpībai starp uzlādes un izlādes laiku jābūt vismaz 10–11% no izlādes cenas, lai sistēma strādātu nullē — viss virs šī sliekšņa ir tīrais ieguvums.

Paralēlā BESS kabinetu savienojamība

Tāpat kā TB125 gadījumā, arī šeit ir svarīgs režīma precizējums:

Tīkla (on-grid) režīmā — līdz 10 sistēmām paralēli, kas veido līdz 500 kW / 2,41 MWh (ar H50-G3 pilnajā konfigurācijā). Šis ir galvenais mērogošanas ceļš arbitrāžas un peak shaving projektiem.

Beztīkla (off-grid) paralēlajā režīmā ar Parallel Backup Box — līdz 4 sistēmām paralēli (200 kW kopā). Šis variants nodrošina UPS funkciju ar ≤ 20 ms pārslēgšanos lielākām objekta daļām. Parallel Backup Box ir atsevišķa ārtelpu vienība ar IP54 aizsardzību.

Paralēlā rezerves kaste (Parallel Backup Box) — kas tā ir un kad vajadzīga

Parallel Backup Box ir atsevišķa ārtelpu vienība (IP54, 600 × 255 × 800 mm, 40 kg), kas pilda vienu specifisku lomu: tā ļauj vairākām STORION-H30/H50-G3 sistēmām vienlaikus pārslēgties beztīkla (off-grid) režīmā ar ≤ 20 ms pārslēgšanās laiku.

Kāpēc viena sistēma to var darīt pati, bet vairākas — nē?

Viena STORION-H30/H50-G3 vienība satur integrētu STS (Static Transfer Switch), kas nodrošina ≤ 20 ms pārslēgšanos tai pašai vienībai. Taču, ja paralēli ir savienotas 2–4 sistēmas, katrai ir savs STS — un bez koordinācijas tās var pārslēgties nedaudz atšķirīgos brīžos vai ar atšķirīgu fāzes sinhronizāciju, kas noved pie sprieguma lēcieniem vai sistēmu savstarpējas bloķēšanās. Parallel Backup Box darbojas kā centrālais koordinators: tā vienlaikus aktivizē visas pievienotās sistēmas un nodrošina sinhronizētu pārslēgšanos.

Praktiski — kas mainās ar un bez Parallel Backup Box:

Bez Parallel Backup Box: Katra sistēma var darboties off-grid patstāvīgi. Paralēlā savienojumā on-grid režīmā var būt līdz 10 sistēmām. Taču paralēla off-grid darbība ar ≤ 20 ms pārslēgšanos nav iespējama.

Ar Parallel Backup Box: Līdz 4 sistēmām (kopā līdz 200 kW / ~964 kWh ar H50-G3 pilnajā konfigurācijā) var pārslēgties uz rezerves barošanu sinhroni ≤ 20 ms laikā. Tas ir būtiski objektiem ar lielāku slodzi, ko viena 30 vai 50 kW sistēma nevar apkalpot beztīkla režīmā.

Kad Parallel Backup Box ir nepieciešama:

Galvenokārt to pieprasa divi scenāriji. Pirmais — ja objekta kritiskie patērētāji (ražošanas līnija, serveru telpa, medicīnas iekārtas) kopā pārsniedz vienas sistēmas jaudu (30 vai 50 kW), un visi šie patērētāji jāaizsargā ar nepārtrauktu barošanu. Otrais — ja UPS funkcija ir obligāta prasība pieslēguma atļaujā vai apdrošināšanas līgumā, un objektam ir vairākas paralēlas STORION vienības.

Vienkāršiem C&I projektiem, kur galvenais mērķis ir enerģijas arbitrāža vai peak shaving (on-grid režīms), Parallel Backup Box nav nepieciešama.

Ciklu resurss

8000 @ EOL 70%. EOL (End of Life — kalpošanas beigas) šeit nozīmē, ka pēc 8000 cikliem akumulators saglabā vismaz 70% no sākotnējās ietilpības. Tas ir garantijas slieksnis — reālie mērījumi bieži uzrāda augstāku kapacitātes saglabāšanu pie saprātīgas ekspluatācijas. 8000 cikli pie 1 cikla dienā atbilst ~22 gadiem, pie 2 cikliem dienā — ~11 gadiem. Latvijas klimats (zemākas vidējās temperatūras nekā standarta 25 °C) teorētiski pagarina ciklu resursu, bet aukstuma periodi var ierobežot uzlādes jaudu.

Standarti

IEC 61000, IEC 62109, IEC 62477, EN 50549, VDE 4105, VDE 4110, AS4777, NRS 097, NC RFG, G99/G100

Papildus ierastajiem Eiropas standartiem (EN 50549, VDE 4105) šī sistēma atbilst arī VDE 4110 — Vācijas augstākā sprieguma tīkla savienojuma standartam vidēja sprieguma savienojumiem. Tas ir nozīmīgi lielākiem projektiem, kur savienojums notiek vidēja sprieguma līmenī (>1 kV), nevis zemā sprieguma (400 V) tīklā. AS4777 (Austrālija) un NRS 097 (Dienvidāfrika) norāda uz produkta globālo sertifikāciju, kas garantē, ka inženierprojektā izmantotie tehniskie risinājumi ir pārbaudīti dažādos tīkla apstākļos.

Darbības režīmi

Enerģijas arbitrāža — uzlāde nakts/zemā cenu periodos, atdeve dienas/augsto cenu periodos. Nord Pool tirgū ar dinamisko tarifu stratēģiju šis ir galvenais ienākumu avots.

Maksimālās slodzes samazināšana (Peak Shaving) — sistēma uzrauga objekta momentāno patēriņu un nodrošina papildu jaudu slodzes maksimumu laikā, samazinot tīkla pieslēguma jaudas prasības un ar tām saistītos pastāvīgos maksājumus.

Beztīkla (off-grid) un UPS funkcija — ar Parallel Backup Box pārslēdzas uz rezerves barošanu ≤ 20 ms laikā. Bez Parallel Backup Box sistēma arī atbalsta off-grid, taču paralēlā pārslēgšanās ar vairākām sistēmām prasa šo papildu vienību.

Saules enerģijas pašpatēriņš — 4 × MPPT arhitektūra ļauj integrēt PV sistēmas ar dažādiem paneļu virzieniem un leņķiem, maksimizējot ražošanu un pašpatēriņu visā dienā.

Uzstādīšanas un integrācijas prasības

Kabinets paredzēts āra uzstādīšanai ar IP55 aizsardzību un C4 korozijas aizsardzību. Pamata prasības: izlīdzināts un pietiekami nestošs pamats (sistēmas masa līdz 1700 kg), kabelizācijas piekļuve, pietiekama ventilācija ap HVAC sistēmas gaisa izplūdi, kā arī pieejamība apkopei. Ja tiek uzstādīts Extension Battery Cabinet paplašinājumam, abiem kabinetiem jāatrodas blakus, un tie savstarpēji savienojami ar DC kabeli. Komunikācija notiek caur Modbus TCP protokola palīdzību.