Γεννήτρια συνεχούς ρεύματος KS 48V-DC και μπαταρίες 48V από την Pylontech

Το άρθρο προστατεύεται από πνευματικά δικαιώματα. Η δημοσίευση ολόκληρου του άρθρου ή των μερών του χωρίς σαφή αναφορά στην πηγή (σύνδεσμος προς την ιστοσελίδα της Könner & Söhnen) δεν επιτρέπεται.

Αυτές οι οδηγίες περιγράφουν τη χρήση της γεννήτριας συνεχούς ρεύματος KS 48V-DC ως πηγή έκτακτης ανάγκης για συστήματα με αποθήκευση μπαταρίας βασισμένα σε πολύ κοινές μπαταρίες 48V από την Pylontech με 15 κυψέλες LiFePo4 σε σειρά, αλλά είναι επίσης εφαρμόσιμες σε άλλα συστήματα αποθήκευσης μπαταριών 48V όπως 13 κυψέλες LiIon που χρησιμοποιούνται σε σειρά κ.λπ.

ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ DC ως πηγή ενέργειας για αποθήκευση μπαταρίας έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τον συνδυασμό εναλλάκτη και φορτιστή. Μια πιο λεπτομερής περιγραφή μπορεί να βρεθεί στο ενημερωτικό μας υλικό «Λύσεις έκτακτης ανάγκης με τη γεννήτρια συνεχούς ρεύματος KS 48V-DC».

Το KS 48V-DC συνδέεται απευθείας με την μπαταρία ή τον ζυγό 48V και εκτελεί την ίδια λειτουργία με άλλες πηγές συνεχούς ρεύματος, όπως ένα ηλιακό πεδίο ή μια ανεμογεννήτρια με ρυθμιστή φόρτισης.

Η φόρτιση της μπαταρίας μέσω του ηλιακού ελεγκτή φόρτισης είναι περίπλοκη, ανάλογα με την κατανάλωση ισχύος του μετατροπέα:

Στην εικόνα στα αριστερά, δεν αντλείται ισχύς από τον μετατροπέα για την τροφοδοσία του σπιτιού και στην εικόνα στα δεξιά, η ισχύς αντλείται σε παλμούς για τη δημιουργία ενός ημιτονοειδούς κύματος.

Η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος διαθέτει πολλαπλά πηνία και ηλεκτρονικό έλεγχο, γεγονός που καθιστά το ρεύμα εξόδου πολύ πιο ομαλό. Έτσι φαίνεται το ρεύμα φόρτισης (με πράσινο χρώμα) μιας μπαταρίας LiFePo4 (μια ακραία περίπτωση) σε ρεύμα 40A και 70A (τιμή rms):

Η κυμάτωση της τάσης εξόδου της γεννήτριας DC είναι πολύ χαμηλή, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει κυμάτωση του ρεύματος φόρτισης σε μια μπαταρία LiFePo4. Καθώς αυξάνεται το ρεύμα φόρτισης, η διαφορά μεταξύ της τάσης της ίδιας της μπαταρίας και της τάσης της γεννήτριας αυξάνεται, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της κυμάτωσης του ρεύματος φόρτισης.

Μια γεννήτρια συνεχούς ρεύματος για τη φόρτιση των μπαταριών είναι μια καλή λύση από κάθε άποψη και σε ορισμένες περιπτώσεις δεν υπάρχει καλύτερη, αν υπάρχει, εναλλακτική.

Για παράδειγμα, με τους μετατροπείς on-grid που διαθέτουν λειτουργία εφεδρικής ισχύος και με αποθήκευση μπαταρίας συνεχούς ρεύματος, δεν υπάρχει τρόπος να χρησιμοποιηθεί μια γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος αντί για το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς μια τέτοια γεννήτρια μπορεί να υποστεί ζημιά από την ανάδραση ισχύος. Η αποθήκευση μπαταρίας συνεχούς ρεύματος μπορεί να επαναφορτιστεί μόνο από μια πηγή συνεχούς ρεύματος.

Η Könner & Söhnen εργάζεται συνεχώς για να μπορεί να προσφέρει στους πελάτες μας καλές λύσεις. Η αξιόπιστη παροχή ρεύματος είναι εξαιρετικά σημαντική και οι γεννήτριες συνεχούς ρεύματος από την Könner & Söhnen θα πρέπει να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο σε αυτό.

Η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος KS 48V-DC έχει αναπτυχθεί ειδικά για αποθήκευση μπαταριών 48V, της οποίας το εύρος λειτουργικής τάσης επικαλύπτεται με το εύρος 48-54V.

Ακολουθούν οι παράμετροι των πιο κοινών μπαταριών για σύγκριση:

Είναι επιτακτική ανάγκη να δοθεί προσοχή σε παραμέτρους όπως η μέγιστη τάση φόρτισης, το συνιστώμενο ρεύμα και η χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα:

Η μέγιστη τάση εξόδου του KS 48V-DC επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε να μην προκύπτει υπερφόρτιση, ακόμη και με μπαταρίες AGM και μολύβδου-οξέος. Αυτό βρίσκεται στην περιοχή της συντήρησης φόρτισης και δεν μπορεί να βλάψει τις μπαταρίες ακόμη και αν η γεννήτρια λειτουργεί για αρκετές ώρες.

Εάν η τάση στη ράβδο διανομής 48V αυξηθεί σε 57V (π.χ. λόγω άλλων πηγών DC), η γεννήτρια σταματά αμέσως, ανεξαρτήτως της λειτουργίας.

Οι μπαταρίες λιθίου είναι εξοπλισμένες με ελεγκτές BMS, οι οποίοι επίσης αποτρέπουν την υπερφόρτιση.

Το εύρος τάσης 48-54V ταιριάζει με τις περισσότερες ράβδους διανομής 48V. Η πτώση τάσης στα καλώδια από τη γεννήτρια προς τις ράβδους διανομής 48V πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη, η οποία μπορεί να είναι 0,5-1,0V ανάλογα με την ένταση του ρεύματος.

Το KS 48V-DC λειτουργεί ως φορτιστής ή ως μονάδα φόρτισης με χαρακτηριστική IU:

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΕ ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

Η γεννήτρια σε λειτουργία AUTO παρακολουθεί την τάση της μπαταρίας που πρόκειται να τροφοδοτηθεί και ξεκινά αυτόματα όταν επιτευχθεί η χαμηλότερη τιμή τάσης των 47,5-48V. Χρόνος αντίδρασης περίπου 5 δευτερόλεπτα.

Η γεννήτρια φορτίζει την μπαταρία με τάση έως 53,5-54V και ρεύμα έως 70-75A και απενεργοποιείται μόλις η τάση φτάσει τα 53,5-54V και το ρεύμα φόρτισης πέσει κάτω από 20A. Χρόνος αντίδρασης περίπου 30 δευτερόλεπτα.

Η γεννήτρια μπορεί να ξεκινήσει πατώντας το κουμπί START οποιαδήποτε στιγμή, ανεξαρτήτως της τάσης της μπαταρίας, αλλά θα σταματήσει εντός 30 δευτερολέπτων αφού το ρεύμα πέσει κάτω από 20A.

Η πράσινη λυχνία σήματος (ένδειξη λειτουργίας) ανάβει συνεχώς όταν η κατανάλωση ρεύματος υπερβαίνει τα 20A και αναβοσβήνει όταν η κατανάλωση ρεύματος πέφτει κάτω από τα 20A.

Εάν η κατανάλωση ισχύος στην αντίστοιχη περίπτωση δεν πρόκειται τεχνικά να πέσει ποτέ κάτω από 20A (48V ζυγός), θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί η λειτουργία ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ώστε η γεννήτρια να μην λειτουργεί συνεχώς.

Οι μπαταρίες με 15 x LiFePo4 κυψέλες όπως οι Pylontech US2000, US3000 και US5000 έχουν χαμηλότερη τάση λειτουργίας και η φόρτιση μιας τέτοιας μπαταρίας σε λειτουργία AUTO θα πρέπει να γίνεται με σταθερό ρεύμα (μέγιστο ρεύμα 70A, κόκκινο LED μόνιμα αναμμένο) μέχρι η μπαταρία να φορτιστεί πλήρως και ο ελεγκτής BMS να κλείσει.

Αυτό δεν είναι επιθυμητό στις περισσότερες περιπτώσεις, διότι το βέλτιστο επίπεδο φόρτισης μιας μπαταρίας λιθίου είναι 50-80%. Επιπλέον, πρέπει πάντα να υπάρχει κάποιος «χώρος για τον ήλιο». Η γεννήτρια χρειάζεται μόνο να παρέχει μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας στην μπαταρία, ώστε η παροχή ρεύματος να παραμένει αδιάλειπτη ακόμη και όταν δεν υπάρχει αρκετός ήλιος, άνεμος, κ.λπ.

Η γεννήτρια KS 48V-DC DC διαθέτει λειτουργία ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ, η οποία επιτρέπει μια ποικιλία λύσεων έκτακτης ανάγκης και επιτρέπει την προσαρμογή της γεννήτριας σε διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης και λειτουργίας μπαταριών 48V. 

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΕ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ

Η γεννήτρια σε λειτουργία ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ θα ξεκινήσει με το κλείσιμο των επαφών του ΤΕΡΜΑΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ και θα σταματήσει με το άνοιγμά τους. Αυτή η λειτουργία επιτρέπει την βέλτιστη προσαρμογή της γεννήτριας σε διαφορετικά συστήματα αποθήκευσης μπαταριών μέσω εξωτερικού ελέγχου συσκευών με επαφές "ξηρές" χωρίς δυναμικό, γεγονός που επεκτείνει σημαντικά το εύρος εφαρμογής της γεννήτριας. Με το βραχυκυκλωτήρα μεταξύ των επαφών του ΤΕΡΜΑΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ, η γεννήτρια ξεκινά αμέσως μόλις ο περιστροφικός διακόπτης τεθεί στη θέση ON και σταματά όταν βρίσκεται στη θέση OFF. Τέτοια χρήση συνιστάται για να είναι δυνατή η χειροκίνητη εκκίνηση και διακοπή της γεννήτριας ανεξάρτητα από την τάση της μπαταρίας.

Πολλές συσκευές είναι εξοπλισμένες με "ξηρές" επαφές χωρίς δυναμικό (μετατροπείς, UPS, μπαταρίες με ελεγκτές BMS, παρακολουθητές μπαταριών, χρονικά ρελέ, κ.λπ.) και αυτό επιτρέπει την υλοποίηση όλων των πιθανών αλγορίθμων χρήσης γεννητριών.

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΥΠΕΡΤΑΣΗΣ και ΥΠΕΡΦΟΡΤΩΣΗΣ

Εάν η τάση στον ζυγό 48V ή στην μπαταρία που πρόκειται να τροφοδοτηθεί αυξηθεί στα 57V και άνω για οποιονδήποτε λόγο, η γεννήτρια απενεργοποιείται αμέσως. 

Η τάση εξόδου της γεννήτριας μειώνεται όταν υπερβαίνεται το μέγιστο ρεύμα και μπορεί να είναι χαμηλότερη από 48V, αλλά αν γίνει πολύ χαμηλή, αναγνωρίζεται ως βραχυκύκλωμα και η γεννήτρια απενεργοποιείται αμέσως.

Είναι φυσιολογικό το κόκκινο LED να ανάβει κατά τη φόρτιση με μέγιστο ρεύμα. Αυτό σημαίνει μόνο ότι έχει επιτευχθεί το μέγιστο ρεύμα εξόδου της γεννήτριας.

Συνιστώμενο διάγραμμα σύνδεσης για το KS 48V-DC για αυτόματη φόρτιση της αποθήκευσης μπαταρίας με βάση μπαταρίες 48V με 15 κυψέλες LiFePo4 σε σειρά:

Η γεννήτρια ξεκινά με το κλείσιμο των προγραμματιζόμενων ξηρών επαφών του μετατροπέα και σταματά με το άνοιγμά τους.

Η μονάδα ελέγχου της μπαταρίας λειτουργεί ως επιπρόσθετη προστασία κατά της υπερφόρτισης σε περίπτωση που προκύψουν προβλήματα με τον μετατροπέα ή αποτύχει ο ελεγκτής BMS της μπαταρίας. Συνιστούμε να ορίσετε την ανώτερη τιμή ορίου (οι επαφές ανοίγουν) στον παρακολουθητή μπαταρίας στα 51-52V.

Τεχνικά δεδομένα για τη φόρτιση των μπαταριών Pylontech US2000/US3000/US5000:

Τάση φόρτισης, DC: 52.5-53.5V (αντιστοιχεί στην τάση εξόδου του KS 48V-DC μείον την πτώση τάσης στα καλώδια)

Συνιστώμενο ρεύμα φόρτισης: έως 25A (US2000), 37A (US3000), 80A (US5000)

Η ελάχιστη χωρητικότητα της αποθήκευσης μπαταρίας κατάλληλη για το KS 48V-DC είναι είτε 1 x US5000, είτε 2 x US3000, είτε 3 x US2000.

Τάση με 10% υπολειπόμενη φόρτιση: περίπου 45V

Τάση με 20% υπολειπόμενη φόρτιση: περ. 48,4V

Δεδομένου ότι τουλάχιστον το 10% της φόρτισης θα πρέπει να παραμένει στην αποθήκευση της μπαταρίας, συνιστούμε να ορίσετε την κατώτατη τιμή ορίου για την εκκίνηση της γεννήτριας περίπου στο 15% ή 47V.

Εάν ο μετατροπέας δεν πρόκειται να έχει προγραμματιζόμενες ξηρές επαφές, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί το ακόλουθο διάγραμμα σύνδεσης:

Παράδειγμα μονάδας ελέγχου τάσης μπαταρίας 48V:

Με τη μονάδα ελέγχου τάσης της μπαταρίας, μπορούν να ρυθμιστούν οι κατώτατες και ανώτατες τιμές ορίου της τάσης της μπαταρίας και ο χρόνος αντίδρασης. Η ρύθμιση του χρόνου αντίδρασης θα ήταν σημαντική για την αποφυγή περιττής εκκίνησης της γεννήτριας σε περίπτωση βραχυπρόθεσμης υψηλής φόρτισης της αποθήκευσης μπαταρίας, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε βραχυπρόθεσμη πτώση τάσης που δεν μπορεί να αποδοθεί σε χαμηλή κατάσταση φόρτισης της αποθήκευσης μπαταρίας.

Εάν ο παρακολουθητής μπαταρίας δεν λειτουργεί σωστά και δεν απενεργοποιεί τη γεννήτρια εγκαίρως ανοίγοντας τις επαφές όταν επιτευχθεί το ανώτατο όριο, η γεννήτρια θα συνεχίσει να λειτουργεί μέχρι ο ελεγκτής BMS να σταματήσει τη διαδικασία φόρτισης κλείνοντας τους αντίστοιχους τρανζίστορ. Εκείνη τη στιγμή, μπορεί να υπάρξει μια σύντομη αύξηση της τάσης εξόδου λόγω της ταχείας μείωσης του φορτίου (εάν δεν πρόκειται να αντληθεί σχεδόν καθόλου ισχύς από τον μετατροπέα), η οποία μπορεί να ενεργοποιήσει την προστασία υπέρτασης (στα 57V) στη γεννήτρια.

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΥΠΕΡΤΑΣΗΣ και ΥΠΕΡΦΟΡΤΩΣΗΣ

Εάν η τάση στον ζυγό 48V ή στην μπαταρία που πρόκειται να τροφοδοτηθεί αυξηθεί στα 57V και άνω για οποιονδήποτε λόγο, η γεννήτρια απενεργοποιείται αμέσως.

Η τάση εξόδου της γεννήτριας μειώνεται όταν υπερβαίνεται το μέγιστο ρεύμα και μπορεί να είναι χαμηλότερη από 48V, αλλά αν γίνει πολύ χαμηλή, αναγνωρίζεται ως βραχυκύκλωμα και η γεννήτρια απενεργοποιείται αμέσως.

Είναι φυσιολογικό το κόκκινο LED να ανάβει κατά τη φόρτιση με μέγιστο ρεύμα. Αυτό σημαίνει μόνο ότι έχει επιτευχθεί το μέγιστο ρεύμα εξόδου της γεννήτριας.

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΧΑΜΗΛΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ Ή ΛΑΔΙΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ

Εάν το καύσιμο εξαντληθεί, ο κινητήρας σταματά.

Εάν η στάθμη του λαδιού είναι πολύ χαμηλή (ανάβει η κίτρινη λυχνία LED), ο κινητήρας σταματά αμέσως.

Εάν πληρούνται οι αρχικές συνθήκες (η τάση της μπαταρίας είναι κάτω από 47,5-48V στη λειτουργία AUTO ή οι επαφές EXTERNAL CONTROL είναι βραχυκυκλωμένες στη λειτουργία EXTERNAL CONTROL), ο κινητήρας προσπαθεί να ξεκινήσει 5 φορές και αν δεν λειτουργήσει, εμφανίζεται μήνυμα σφάλματος (αναβοσβήνει κόκκινο LED).

ΕΥΚΟΛΗ ΕΞΥΠΗΡΕΤΗΣΗ

Η γεννήτρια δεν διαθέτει δική της μπαταρία και εκκινείται από την μπαταρία που πρόκειται να παρασχεθεί. Η μπαταρία που πρόκειται να παρασχεθεί συνήθως έχει χωρητικότητα αρκετών kWh και ακόμη και με χαμηλή φόρτιση υπάρχει περισσότερη από αρκετή ενέργεια για να εκκινήσει η γεννήτρια, ακόμη και μετά από αρκετές προσπάθειες εκκίνησης. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη για τακτική συντήρηση της μπαταρίας της γεννήτριας, όπως είναι συνήθης πρακτική με τις γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος, για παράδειγμα, και αυξάνει την αξιοπιστία της παροχής έκτακτης ανάγκης όταν η γεννήτρια χρησιμοποιείται σπάνια.

Ωστόσο, με τη γεννήτρια, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε να μην υπερβαίνεται η διάρκεια ζωής του καυσίμου. Συνιστούμε τη χρήση μόνο μακράς διάρκειας βενζίνης με αριθμό οκτανίων 90-95 ως καύσιμο, δίνοντας προσοχή σε πιθανές εναποθέσεις στο καρμπυρατέρ και την αποστράγγισή τους εγκαίρως ανάλογα με τη διάρκεια ζωής της βενζίνης.

Είναι επίσης σημαντικό να δίνεται προσοχή στη διάρκεια ζωής του λιπαντικού κινητήρα. Αυτό πρέπει να αλλάζεται είτε κάθε 12-18 μήνες σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή είτε κάθε 50 ώρες λειτουργίας.

Το φίλτρο αέρα πρέπει να αντικαθίσταται ανάλογα με το πόσο βρώμικο είναι.

ΑΠΟΠΟΙΗΣΗ ΕΥΘΥΝΗΣ:

Αυτές οι οδηγίες μπορούν να θεωρηθούν μόνο ως σύσταση, είναι ενδεικτικές και πρέπει να προσαρμόζονται στις ακριβείς τοπικές συνθήκες και περιστάσεις κατά την εγκατάσταση. Η ίδια η εγκατάσταση πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με όλα τα πρότυπα και κανονισμούς. Δεν αναλαμβάνουμε καμία ευθύνη για λανθασμένες εγκαταστάσεις και τις συνέπειές τους.