Das Hybridsystem verteilt die Energie intelligent und bedarfsgerecht:
Prioritätshierarchie:
1. Sofortiger Verbrauch: Versorgt aktive Lasten (Lichter, Elektronik) mit Strom.
2. Batteriespeicher: Speichert überschüssige Energie.
3. Netzexport: Verkauft Überschüsse über die Nettomessung (üblich in Deutschland und Kalifornien).
Batterieleistung:
- Entladetiefe (DoD): Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen eine Entladetiefe von 90 % (im Vergleich zu 50 % bei Blei-Säure), wodurch die nutzbare Kapazität maximiert wird.
- Lebensdauer: 6.000–10.000 Zyklen (über 15 Jahre) mit minimaler Verschlechterung.
Fallstudie:
Ein US-Haushalt mit einem 10-kW-System und einer 20-kWh-Batterie kann 80–90 % Energieunabhängigkeit erreichen und seine monatlichen Rechnungen um 150–300 US-Dollar senken. Bei Stromausfällen versorgt das System kritische Verbraucher (z. B. medizinische Geräte) 12–24 Stunden lang mit Strom.
Intelligente BMS-Funktionen
Das proprietäre Batteriemanagementsystem (BMS) ist das Herzstück dieses Produkts und sorgt für Sicherheit, Effizienz und Langlebigkeit. Zu den wichtigsten Funktionen gehören:
1. Kurzschlussschutz
Das BMS überwacht kontinuierlich den Stromfluss und trennt den Stromkreis sofort, wenn ein Kurzschluss erkannt wird. Dadurch wird verhindert, dass zu hoher Strom die Batteriezellen beschädigt oder ein thermisches Durchgehen verursacht wird – eine wichtige Sicherheitsmaßnahme in Hochspannungssystemen.
2. Überladeschutz
Durch die Echtzeitüberwachung von Spannung und Ladezustand (SOC) verhindert das BMS ein Überladen. Wenn die Batterie ihre maximale Spannungsschwelle erreicht, reduziert das System den Ladestrom oder stoppt den Ladevorgang vollständig, um eine Zersetzung des Elektrolyts und eine Verschlechterung der Kapazität zu verhindern.
3. Überentladungsschutz
Der Überentladungsschutz im BMS einer Photovoltaik-Energiespeicher-All-in-One-Maschine schützt Batterien, indem er Spannung und Ladezustand (SOC) in Echtzeit überwacht. Wenn die Spannung unter einen voreingestellten Schwellenwert (z. B. 2,8 V für Lithium-Ionen) fällt oder der SOC kritische Werte (z. B. <10 %) erreicht, trennt das BMS die Last sofort über MOSFET-Schalter. Dies verhindert irreversiblen Kapazitätsverlust, Elektrodenverschlechterung und Sicherheitsrisiken wie interne Kurzschlüsse. Fortschrittliche Algorithmen integrieren Temperaturkompensation (Anpassen von Schwellenwerten bei niedrigen Temperaturen) und mehrstufige Warnungen (z. B. Leistungsreduzierung bei 15 % SOC). Nach dem Schutz nimmt das System den Ladevorgang automatisch wieder auf, wenn die Spannung über 3,0 V ansteigt, wodurch Langlebigkeit und Betriebssicherheit gewährleistet werden.
4. Automatische Isolationserkennung
Mithilfe hochpräziser Spannungsmessungen beurteilt das BMS den Isolationswiderstand zwischen dem Akkupack und dem Chassis. Wenn der Isolationswert unter sichere Grenzwerte fällt (z. B. aufgrund von Feuchtigkeit oder physikalischen Schäden), gibt das System Warnungen aus und leitet Schutzmaßnahmen ein.
5. Schutz vor niedrigen Temperaturen
Lithium-Ionen-Batterien reagieren empfindlich auf extreme Kälte. Das BMS überwacht die Umgebungs- und Batterietemperatur und deaktiviert den Ladevorgang, wenn die Temperaturen unter 0 °C fallen, um Lithium-Plating zu vermeiden – ein Phänomen, das Batteriezellen irreversibel schädigt. Bei Modellen mit Heizfunktion aktiviert es Wärmemanagementsysteme, um optimale Betriebstemperaturen (z. B. -20 °C–65 °C) aufrechtzuerhalten.
6. Vorladeschaltung
Vor dem Anschluss von Hochleistungslasten verwendet das BMS eine Vorladeschaltung, um die Kondensatoren im Wechselrichter schrittweise aufzuladen. Dies minimiert Einschaltströme, schützt Relais und verlängert die Lebensdauer der Komponenten.
7. Geringer Energieverbrauch im Standby
Während Leerlaufzeiten wechselt das System in einen Energiesparmodus (<1 W), um parasitäre Verluste zu reduzieren. Fortschrittliche Algorithmen optimieren den Energieverbrauch und sorgen für minimale Selbstentladung und längere Batterieverfügbarkeit.
8.Technische Vorteile
- Energieeffizienz: Das System erreicht einen Round-Trip-Wirkungsgrad von >95 %, der durch Hochleistungs-Lithiumbatterien und MPPT-Laderegler ermöglicht wird.
- Modulares Design: Skalierbare Batteriekapazität (bis zu 6 kWh) und Kompatibilität mit Hybrid-Wechselrichtern ermöglichen eine individuelle Anpassung an unterschiedliche Haushaltsbedürfnisse.
- Intelligente Integration: Das BMS kommuniziert über CAN- oder RS485-Protokolle mit PV-Arrays, Wechselrichtern und Netzschnittstellen und ermöglicht so eine Energieoptimierung in Echtzeit und Fernüberwachung über mobile Apps.
9.Anwendungen
Dieses System ist ideal für netzunabhängige Haushalte, Notstromversorgung und Anwendungen zur Lastspitzenkappung. Es unterstützt nachhaltige Energieunabhängigkeit und reduziert gleichzeitig die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Durch sein kompaktes Design und den leisen Betrieb ist es für den Einsatz in Wohngebäuden geeignet.