DIY 태양광 발전 시스템 배터리 뱅크: 51.2V 100Ah LiFePO₄ 배터리를 사용한 실용적인 가이드


나만의 구축 태양광 발전 시스템 는 에너지 독립성을 확보하고 전기 요금을 줄이며 탄소 발자국을 줄일 수 있는 강력한 방법입니다. 모든 안정적인 독립형 또는 백업 설치의 중심에는 패널이 생산하지 않을 때 사용할 수 있도록 태양 에너지를 저장하는 구성 요소인 배터리 뱅크가 있습니다. 이 가이드에서는 안전, 성능, 수명을 보장하는 51.2V 100Ah LiFePO₄(리튬 인산철) 배터리를 사용하여 배터리 뱅크를 설계, 크기 조정, 조립하는 필수 단계를 안내합니다.

1. 배터리 뱅크에 LiFePO₄를 선택해야 하는 이유?

LiFePO₄ 화학은 DIY족과 전문가들 사이에서 인기가 급증하고 있습니다. 납산이나 다른 리튬 유형과 비교했을 때 LiFePO₄는 다음과 같은 이점을 제공합니다:

  • 뛰어난 사이클 수명: 용량이 눈에 띄게 저하되기 전에 3,000~5,000회의 전체 사이클을 예상합니다.

  • 더 높은 사용 가능한 방전 깊이 (국방부): 셀을 손상시키지 않고 80-90%의 용량을 안전하게 추출할 수 있습니다.

  • 향상된 안전성: LiFePO₄는 본질적으로 열적으로 더 안정적이어서 열 폭주에 저항합니다.

  • 가볍고 컴팩트한 디자인: 동급 납산 은행 무게의 약 절반 수준입니다.

  • 평평한 전압 곡선: 부하가 걸린 상태에서 안정적인 전압을 유지하여 인버터 및 민감한 전자 장치에 도움이 됩니다.

51.2V 100Ah LiFePO₄ 배터리는 100Ah × 51.2V × 0.9 DoD에서 5.12kWh의 사용 가능한 에너지를 제공합니다. 따라서 중대형 DIY 태양광 시스템을 위한 견고한 빌딩 블록입니다.

2. 시스템 계획: 배터리 뱅크 크기 조정

배터리를 구매하기 전에 필요한 저장 용량을 계산하세요:

  1. 일일 소비량 추정
    매일 사용하는 가전제품의 전력량을 합산하세요. 예를 들어 냉장고(~1.2kWh), LED 조명(0.5kWh), 소형 전자제품(0.8kWh)의 총 전력 소비량은 하루 2.5kWh입니다.

  2. 자율 근무일 결정
    "자율 사용 일수"는 해가 없는 날을 얼마나 보장받고 싶은지를 의미합니다. 이틀이 일반적입니다:
    > 필요한 저장 용량 = 2.5kWh/일 × 2일 = 5kWh.

  3. 국방부 및 손실에 대한 설명
    LiFePO₄의 경우 90% DoD 및 ~5% 시스템 손실이 발생합니다:
    > 필요한 배터리 용량 = 5kWh ÷ (0.9 × 0.95) ≈ 5.85kWh.

  4. 배터리 개수 결정
    각 51.2V 100Ah 장치는 최대 5.12kWh의 사용 가능한 전력을 저장합니다:
    > 5.85kWh ÷ 5.12kWh ≈ 1.14 → 소수점 이하 반올림 배터리 2개 성장 마진을 위해

3. 필요한 구성 요소

사양
LiFePO₄ 배터리 51.2V, 100Ah, BMS 보호
배터리 상호 연결 케이블 12 AWG 이상의 두꺼운 구리, 절연됨
버스바 또는 분배 블록 정격 ≥150A, 주석 도금 구리
DC 회로 차단기/퓨즈 150A, 적절한 LiFePO₄ 등급
배터리 관리 시스템(BMS)** 내장형 또는 외장형, 51.2V 호환 가능
마운팅 랙 또는 인클로저 통풍이 잘되는 비전도성 뒷면
단열 매트/방진 패드 배터리 케이스 보호
토크 렌치 정확한 단자 조임을 위해
멀티미터/볼트-옴 미터 확인을 위해

4. 배터리 뱅크 조립하기

A. 안전 우선

  • 개인 보호 장비: 절연 장갑과 보안경을 착용하세요.

  • 작업 영역: 깨끗하고 건조하며 통풍이 잘 됩니다. 전도성 파편이 없습니다.

  • 모든 소스 연결 해제: 태양광 패널, 충전기 및 인버터가 꺼져 있는지 확인합니다.

B. 기계적 레이아웃

  1. 배터리 위치 지정 를 튼튼한 선반이나 랙에 올려놓고 공기 흐름을 위해 주변에 최소 1인치의 여유 공간을 남겨두세요.

  2. 단열 매트 배치 를 각 배터리 아래에 설치하여 진동을 방지하고 표면을 보호합니다.

  3. 버스 바 정렬 또는 분배 블록을 중앙에 배치하여 케이블 길이를 최소화합니다.

C. 전기 연결

  1. 직렬과 병렬

    • 51.2V 공칭의 경우, 개별 LiFePO₄ 장치를 다음과 같이 연결합니다. 병렬 를 사용하여 암페어시(전압이 아닌)를 늘릴 수 있습니다.

    • 하다 not 배터리를 직렬로 연결하면 이미 시스템 전압에 도달합니다.

  2. 상호 연결 케이블

    • 각 병렬 링크에 동일한 길이의 케이블을 사용하여 균일한 전류 공유를 보장합니다.

    • 토크 렌치로 단자를 제조업체 사양(예: 8N-m)에 맞게 조입니다.

  3. DC 차단기/퓨즈 설치

    • 가능한 한 포지티브 버스에 가깝게 배치합니다.

    • 이는 단락 및 역전류 위험으로부터 보호합니다.

  4. BMS 상태 확인

    • BMS가 정상 작동(녹색 LED 또는 디스플레이)을 표시하는지 확인합니다.

    • 오류 코드가 없는지 확인합니다.

D. 최종 확인

  • 개방 회로 전압 측정: 충전 상태에 따라 ~51.2-54.4V로 표시되어야 합니다.

  • 토크 검사: 모든 러그와 버스바가 꼭 맞습니다.

  • 극성 보장: 양극 및 음극 레일이 명확하게 표시되어 있습니다.

  • 라벨: 향후 유지보수를 위한 날짜, 용량 및 은행 식별 정보.

5. 태양광 충전 컨트롤러 및 인버터와 통합

  1. 태양광 충전 컨트롤러

    • 태양광 어레이의 전류보다 높은 정격의 MPPT형 장치를 사용하세요.

    • 배터리 유형을 54.0V에서 충전 차단, 53.5V에서 부동으로 설정하여 LiFePO₄ 또는 '사용자 정의'로 설정합니다.

  2. 인버터 / 인버터 충전기

    • 배터리 사양에 맞게 벌크, 흡수 및 부동 전압을 구성합니다.

    • 예시: 벌크 54.0V, 흡수 53.5V, 부동 52.8V.

  3. 커뮤니케이션

    • BMS가 CAN 또는 RS485 원격 측정을 제공하는 경우 시스템 컨트롤러에 연결하여 충전 상태, 셀 전압 및 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.

6. 유지 관리 및 모범 사례

  • 월간 육안 검사: 부식, 케이블이 느슨하거나 부풀어 있는지 살펴보세요.

  • 분기별 전압 점검: 무부하 상태에서 각 병렬 스트링의 측정값이 짝을 이루는 스트링의 0.05V 이내인지 확인합니다.

  • 온도 모니터링: 작동 범위를 32°F~120°F로 유지하세요. 극한을 피하세요.

  • 펌웨어 업데이트: 지원되는 경우 BMS 및 충전기 펌웨어를 최신 상태로 유지하세요.

이 단계를 따르면 DIY 배터리 뱅크는 수년간의 오프그리드 또는 백업 서비스를 위한 안정적이고 효율적인 에너지 저장 장치를 제공합니다.

RICHYE 소개

리치 는 품질, 성능, 안전성, 경제성 면에서 뛰어난 제품을 생산하는 전문 리튬 배터리 제조업체입니다. 엄격한 자체 테스트, 첨단 셀 화학 및 견고한 배터리 관리 시스템을 갖춘 RICHYE LiFePO₄ 배터리는 일관된 전력과 긴 수명을 제공합니다. 가정용 태양광, 상업용 에너지 저장, 모바일 애플리케이션 등 어떤 용도로 사용하든 RICHYE의 배터리는 최고 수준으로 설계되어 태양광 발전 시스템을 위한 신뢰할 수 있는 선택이 될 수 있습니다.

신중한 계획, 올바른 배선, 적절한 구성을 통해 51.2V 100Ah LiFePO₄ 배터리 뱅크는 탄력적인 고성능 DIY 태양광 설치의 근간이 될 수 있습니다. 직접 설계하고 구축한 깨끗하고 저장된 에너지의 자유를 누려보세요.