KS 48V-DC generátor stejnosměrného proudu a 48V baterie od Pylontech

Článek je chráněn autorským právem. Publikování celého článku nebo jeho částí bez jasného odkazu na zdroj (odkaz na webové stránky Könner & Söhnen) není povoleno.

Tyto pokyny popisují použití generátoru stejnosměrného proudu KS 48V-DC jako nouzového zdroje energie pro systémy s bateriovým úložištěm založeným na velmi běžných 48V bateriích od společnosti Pylontech s 15 články LiFePo4 v sérii, ale je také použitelné pro jiné systémy úložiště 48V baterií, jako je 13 článků LiIon používaných v sérii atd.

DC GENERÁTORY jako zdroj energie pro ukládání do baterií mají mnoho výhod ve srovnání s kombinací alternátoru a nabíječky. Podrobnější popis naleznete v našem informačním materiálu „Nouzová řešení napájení s generátorem stejnosměrného proudu KS 48V-DC“.

KS 48V-DC je připojen přímo k baterii nebo 48V sběrnici a plní stejnou funkci jako jiné zdroje stejnosměrného proudu, jako je solární pole nebo větrná turbína s regulátorem nabíjení.

Nabíjení baterie prostřednictvím solárního regulátoru nabíjení je složité, v závislosti na spotřebě energie měniče:

Na obrázku vlevo není z měniče odebírána žádná energie pro napájení domu, zatímco na obrázku vpravo je energie odebírána v pulzech k vytvoření sinusové vlny.

Generátor stejnosměrného proudu má více vinutí a elektronické řízení, což činí výstupní proud mnohem plynulejším. Takto vypadá nabíjecí proud (zeleně) baterie LiFePo4 (extrémní případ) při proudu 40A a 70A (efektivní hodnota):

Výstupní napěťové zvlnění DC generátoru je velmi nízké, což však může stále způsobovat zvlnění nabíjecího proudu v baterii LiFePo4. Jak se nabíjecí proud zvyšuje, rozdíl mezi vlastním napětím baterie a napětím generátoru se zvětšuje, což může vést ke snížení zvlnění nabíjecího proudu.

Generátor stejnosměrného proudu pro nabíjení baterií je dobrým řešením ze všech hledisek a v některých případech neexistuje lepší, pokud vůbec nějaká, alternativa.

Například u síťových měničů s funkcí záložního napájení a s úložištěm stejnosměrných baterií není možné použít střídavý generátor místo veřejné elektrické sítě, protože takový generátor může být poškozen zpětným napájením. Úložiště stejnosměrných baterií lze dobíjet pouze ze stejnosměrného zdroje.

Könner & Söhnen neustále pracuje na tom, aby mohl našim zákazníkům nabízet dobrá řešení. Spolehlivé napájení je nesmírně důležité a generátory stejnosměrného proudu od Könner & Söhnen by v tom měly hrát důležitou roli.

Generátor stejnosměrného proudu KS 48V-DC byl speciálně vyvinut pro 48V bateriové úložiště, jehož pracovní napěťový rozsah se překrývá s rozsahem 48-54V.

Zde jsou parametry nejběžnějších baterií ve srovnání:

Je nezbytné věnovat pozornost takovým parametrům, jako je maximální nabíjecí napětí, doporučený proud a použitelná kapacita:

Maximální výstupní napětí KS 48V-DC je zvoleno tak, aby nedocházelo k přebíjení, a to ani u AGM a olověných baterií. Toto napětí se nachází v oblasti udržovacího nabíjení a nemůže poškodit baterie, i když generátor běží několik hodin.

Pokud má napětí na sběrnici 48V vzrůst na 57V (např. v důsledku jiných zdrojů stejnosměrného proudu), generátor se okamžitě zastaví, bez ohledu na režim.

Lithiumové baterie jsou vybaveny BMS kontroléry, které také zabraňují přebíjení.

Rozsah napětí 48-54V vyhovuje většině 48V sběrnic. Je také nutné vzít v úvahu pokles napětí v kabelech od generátoru k 48V sběrnicím, který může být 0,5-1,0V v závislosti na síle proudu.

KS 48V-DC funguje jako nabíječka nebo nabíjecí modul s IU charakteristikou:

PROVOZ V AUTOMATICKÉM REŽIMU

Generátor v režimu AUTO monitoruje napětí baterie, která má být napájena, a automaticky se spustí, když je dosaženo nižší hodnoty napětí 47,5-48V. Reakční doba přibližně 5 sekund.

Generátor nabíjí baterii napětím až 53,5-54V a proudem až 70-75A a vypne se, jakmile napětí dosáhne 53,5-54V a nabíjecí proud klesne pod 20A. Reakční doba přibližně 30 sekund.

Generátor lze spustit stisknutím tlačítka START kdykoli bez ohledu na napětí baterie, ale bude zastaven do 30 sekund poté, co odběr proudu klesne pod 20 A.

Kontrolka zelené barvy (provozní displej) svítí nepřetržitě, když odběr proudu přesahuje 20 A, a bliká, když odběr proudu klesne pod 20 A.

Pokud spotřeba energie v daném případě technicky nikdy neklesne pod 20A (48V sběrnice), měl by být použit režim EXTERNÍHO OVLÁDÁNÍ, aby generátor neběžel nepřetržitě.

Baterie s 15 x LiFePo4 články, jako jsou Pylontech US2000, US3000 a US5000, mají nižší pracovní napětí a nabíjení takové baterie v režimu AUTO by muselo být prováděno s konstantním proudem (maximální proud 70A, červená LED trvale svítí), dokud není baterie plně nabitá a BMS kontrolér se neuzavře.

To není ve většině případů žádoucí, protože optimální úroveň nabití lithiové baterie je 50-80 %. Kromě toho musí vždy zůstat určitý „prostor pro slunce“. Generátor musí dodat baterii pouze určité množství energie, aby napájení zůstalo nepřerušené, i když není dostatek slunce, větru atd.

Generátor KS 48V-DC má režim EXTERNÍHO OVLÁDÁNÍ, který umožňuje různé nouzové napájecí řešení a umožňuje přizpůsobení generátoru různým podmínkám skladování a provozu baterií 48V. 

PROVOZ V REŽIMU EXTERNÍHO OVLÁDÁNÍ

Generátor v režimu EXTERNÍHO OVLÁDÁNÍ bude spuštěn uzavřením kontaktů OVLÁDACÍHO TERMINÁLU a zastaven jejich otevřením. Tento režim umožňuje optimální přizpůsobení generátoru různým systémům bateriového úložiště prostřednictvím externího ovládání zařízení s potenciálově nezávislými „suchými“ kontakty, což výrazně rozšiřuje rozsah použití generátoru. S propojkou mezi kontakty OVLÁDACÍHO TERMINÁLU se generátor spustí okamžitě, jakmile je otočný spínač přepnut do polohy ZAP, a zastaví se, když je v poloze VYP. Takové použití se doporučuje, aby bylo možné generátor spouštět a zastavovat ručně bez ohledu na napětí baterie.

Mnoho zařízení je vybaveno bezpotenciálovými „suchými“ kontakty (střídače, UPS, baterie s BMS kontroléry, monitory baterií, časová relé atd.), což umožňuje implementaci všech možných algoritmů pro využití generátorů.

OCHRANA PROTI PŘEPĚTÍ A PŘETÍŽENÍ

Pokud by napětí na 48V sběrnici nebo na baterii, která má být napájena, z jakéhokoli důvodu stouplo na 57V a více, generátor se okamžitě vypne. 

Výstupní napětí generátoru se sníží, když je překročen maximální proud, a může být nižší než 48V, ale pokud klesne příliš nízko, je to rozpoznáno jako zkrat a generátor je okamžitě vypnut.

Je běžné, že se při nabíjení maximálním proudem rozsvítí červená LED dioda. To pouze znamená, že bylo dosaženo maximálního výstupního proudu generátoru.

Doporučené schéma zapojení pro KS 48V-DC pro automatické nabíjení bateriového úložiště založeného na 48V bateriích s 15 LiFePo4 články v sérii:

Generátor se spouští uzavřením programovatelných suchých kontaktů měniče a zastavuje se jejich otevřením.

Řídicí jednotka baterie slouží jako dodatečná ochrana proti přebíjení v případě, že dojde k problémům s měničem nebo selže řídicí jednotka BMS baterie. Doporučujeme nastavit horní prahovou hodnotu (kontakty jsou otevřeny) na monitoru baterie na 51-52V.

Technické údaje pro nabíjení baterií Pylontech US2000/US3000/US5000:

Nabíjecí napětí, DC: 52,5-53,5V (odpovídá výstupnímu napětí KS 48V-DC minus úbytek napětí v kabelech)

Doporučený nabíjecí proud: až 25A (US2000), 37A (US3000), 80A (US5000)

Minimální kapacita bateriového úložiště vhodného pro KS 48V-DC je buď 1 x US5000, nebo 2 x US3000, nebo 3 x US2000.

Napětí při zbývajícím nabití 10 %: přibližně 45 V

Napětí při zbývajícím nabití 20 %: přibližně 48,4 V

Vzhledem k tomu, že v bateriovém úložišti by mělo zůstat alespoň 10 % náboje, doporučujeme nastavit dolní prahovou hodnotu pro spuštění generátoru na přibližně 15 % nebo 47V.

Pokud měnič nemá mít programovatelné suché kontakty, měl by být použit následující schéma zapojení:

Příklad řídicí jednotky napětí baterie 48V:

S jednotkou řízení napětí baterie lze nastavit dolní a horní prahové hodnoty napětí baterie a reakční dobu. Nastavení reakční doby by bylo důležité, aby se zabránilo zbytečnému spuštění generátoru v případě krátkodobého vysokého zatížení bateriového úložiště, které může vést ke krátkodobému poklesu napětí, jenž nelze přičíst nízkému stavu nabití bateriového úložiště.

Pokud monitor baterie nefunguje správně a nevypne generátor včas otevřením kontaktů při dosažení horního prahu, generátor bude pokračovat v chodu, dokud řídicí jednotka BMS nezastaví proces nabíjení uzavřením příslušných tranzistorů. V tom okamžiku může dojít k krátkému zvýšení výstupního napětí v důsledku rychlého snížení zátěže (pokud se z měniče téměř neodebírá žádný výkon), což může spustit ochranu proti přepětí (při 57V) na generátoru.

OCHRANA PROTI PŘEPĚTÍ A PŘETÍŽENÍ

Pokud by napětí na 48V sběrnici nebo na baterii, která má být napájena, z jakéhokoli důvodu stouplo na 57V a více, generátor se okamžitě vypne.

Výstupní napětí generátoru se sníží, když je překročen maximální proud, a může být nižší než 48V, ale pokud klesne příliš nízko, je to rozpoznáno jako zkrat a generátor je okamžitě vypnut.

Je běžné, že se při nabíjení maximálním proudem rozsvítí červená LED dioda. To pouze znamená, že bylo dosaženo maximálního výstupního proudu generátoru.

OCHRANA V PŘÍPADĚ NÍZKÉHO STAVU PALIVA NEBO MOTOROVÉHO OLEJE

Pokud je palivo spotřebováno, motor se zastaví.

Pokud je hladina oleje příliš nízká (rozsvítí se žlutá LED), motor se okamžitě zastaví.

Pokud jsou splněny počáteční podmínky (napětí baterie je v režimu AUTO pod 47,5-48V nebo jsou v režimu EXTERNAL CONTROL zkratovány kontakty EXTERNAL CONTROL), motor se pokusí nastartovat 5krát a pokud se to nepodaří, objeví se chybová zpráva (červená LED dioda bliká).

SNADNÝ SERVIS

Generátor nemá vlastní baterii a je startován dodávanou baterií. Dodávaná baterie obvykle má kapacitu několika kWh a i při nízkém nabití je stále více než dost energie k nastartování generátoru, a to i po několika pokusech o jeho spuštění. Tím se eliminuje potřeba pravidelné údržby baterie generátoru, jak je obvyklé například u AC generátorů, a zvyšuje se spolehlivost nouzového napájení, když je generátor zřídka používán.

U generátoru je však třeba dbát na to, aby nebyla překročena skladovatelnost paliva. Doporučujeme používat pouze dlouhotrvající benzín s oktanovým číslem 90-95 jako palivo, přičemž je třeba věnovat pozornost možným usazeninám v karburátoru a včas je vypustit v závislosti na skladovatelnosti benzínu.

Je také důležité věnovat pozornost trvanlivosti motorového oleje. Ten musí být vyměněn buď každých 12-18 měsíců podle specifikací výrobce, nebo každých 50 provozních hodin.

Vzduchový filtr by měl být vyměněn v závislosti na tom, jak je znečištěný.

UPOZORNĚNÍ:

Tyto pokyny lze považovat pouze za doporučení, jsou ilustrativní a musí být přizpůsobeny přesným místním okolnostem a podmínkám během instalace. Samotná instalace by měla být provedena v souladu se všemi normami a předpisy. Nepřebíráme žádnou odpovědnost za nesprávné instalace a jejich důsledky.