Générateur à courant continu KS 48V-DC et batteries 48V de Pylontech

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Ces instructions décrivent l'utilisation du générateur à courant continu KS 48V-DC comme source d'alimentation de secours pour les systèmes avec stockage de batterie basés sur des batteries 48V très courantes de Pylontech avec 15 cellules LiFePo4 en série, mais elles s'appliquent également à d'autres systèmes de stockage de batterie 48V tels que 13 cellules LiIon à utiliser en série, etc.

GÉNÉRATEURS CC en tant que source d'énergie pour le stockage de batteries présentent de nombreux avantages par rapport à la combinaison d'un alternateur et d'un chargeur. Une description plus détaillée est disponible dans notre documentation « Solutions d'alimentation de secours avec le générateur de courant continu KS 48V-DC ».

Le KS 48V-DC est connecté directement à la batterie ou au bus 48V et remplit la même fonction que d'autres sources de courant continu telles qu'un champ solaire ou une éolienne avec un régulateur de charge.

La charge de la batterie via le contrôleur de charge solaire est complexe, en fonction de la consommation d'énergie de l'onduleur :

Dans l'image de gauche, aucune puissance n'est tirée de l'onduleur pour alimenter la maison, et dans l'image de droite, la puissance est tirée par impulsions pour créer une onde sinusoïdale.

Le générateur à courant continu dispose de multiples enroulements et d'un contrôle électronique, ce qui rend le courant de sortie beaucoup plus régulier. Voici à quoi ressemble le courant de charge (en vert) d'une batterie LiFePo4 (un cas extrême) à un courant de 40A et 70A (valeur efficace) :

L'ondulation de la tension de sortie du générateur DC est très faible, ce qui peut néanmoins provoquer une ondulation du courant de charge dans une batterie LiFePo4. À mesure que le courant de charge augmente, la différence entre la tension propre de la batterie et celle du générateur augmente, ce qui peut entraîner une réduction de l'ondulation du courant de charge.

Un générateur à courant continu pour recharger les batteries est une solution avantageuse à tous points de vue et, dans certains cas, il n'existe pas de meilleure alternative, voire aucune.

Par exemple, avec des onduleurs connectés au réseau dotés d'une fonction de secours et d'un stockage de batterie en courant continu, il n'est pas possible d'utiliser un générateur en courant alternatif à la place du réseau électrique public, car un tel générateur peut être endommagé par un retour de courant. Le stockage de batterie en courant continu ne peut être rechargé qu'à partir d'une source de courant continu.

Könner & Söhnen travaille constamment pour offrir à nos clients de bonnes solutions. Une alimentation électrique fiable est extrêmement importante et les générateurs DC de Könner & Söhnen devraient jouer un rôle important à cet égard.

Le générateur à courant continu KS 48V-DC a été spécialement conçu pour le stockage de batteries 48V dont la plage de tension de fonctionnement chevauche la plage de 48-54V.

Voici les paramètres des batteries les plus courantes en comparaison :

Il est impératif de prêter attention à des paramètres tels que la tension de charge maximale, le courant recommandé et la capacité utilisable :

La tension de sortie maximale du KS 48V-DC est choisie de manière à éviter toute surcharge, même avec des batteries AGM et au plomb. Cela se situe dans le domaine de la charge d'entretien et ne peut pas endommager les batteries, même si le générateur fonctionne pendant plusieurs heures.

Si la tension sur le barreau de bus de 48V doit monter à 57V (par exemple en raison d'autres sources d'alimentation en courant continu), le générateur s'arrête immédiatement, quel que soit le mode.

Les batteries au lithium sont équipées de contrôleurs BMS, qui empêchent également la surcharge.

La plage de tension de 48-54V convient à la plupart des barres omnibus de 48V. La chute de tension dans les câbles allant du générateur aux barres omnibus de 48V doit également être prise en compte, pouvant être de 0,5 à 1,0V selon l'intensité du courant.

Le KS 48V-DC fonctionne comme un chargeur ou un module de charge avec une caractéristique IU :

FONCTIONNEMENT EN MODE AUTOMATIQUE

Le générateur en mode AUTO surveille la tension de la batterie à alimenter et démarre automatiquement lorsque la valeur de tension inférieure de 47,5-48V est atteinte. Temps de réaction d'environ 5 secondes.

Le générateur charge la batterie avec une tension allant jusqu'à 53,5-54V et un courant allant jusqu'à 70-75A, et s'éteint dès que la tension atteint 53,5-54V et que le courant de charge tombe en dessous de 20A. Temps de réaction d'environ 30 secondes.

Le générateur peut être démarré en appuyant sur le bouton START à tout moment, indépendamment de la tension de la batterie, mais il s'arrêtera dans les 30 secondes après que le courant tiré soit inférieur à 20A.

La lampe témoin verte (affichage de fonctionnement) s'allume en continu lorsque la consommation de courant dépasse 20A et clignote lorsque la consommation de courant est inférieure à 20A.

Si la consommation d'énergie dans le cas respectif ne doit techniquement jamais descendre en dessous de 20A (barre omnibus 48V), le mode de CONTRÔLE EXTERNE doit être utilisé afin que le générateur ne fonctionne pas en continu.

Les batteries avec 15 cellules LiFePo4 telles que Pylontech US2000, US3000 et US5000 ont une tension de fonctionnement inférieure, et la charge d'une telle batterie en mode AUTO doit être effectuée avec un courant constant (courant maximum 70A, LED rouge allumée en permanence) jusqu'à ce que la batterie soit complètement chargée et que le contrôleur BMS se ferme.

Cela n'est pas souhaitable dans la plupart des cas car le niveau de charge optimal d'une batterie au lithium est de 50 à 80 %. De plus, il doit toujours y avoir un certain "espace pour le soleil". Le générateur doit seulement fournir une certaine quantité d'énergie à la batterie afin que l'alimentation électrique reste ininterrompue même lorsqu'il n'y a pas suffisamment de soleil, de vent, etc.

Le générateur KS 48V-DC dispose d'un mode de CONTRÔLE EXTERNE, qui permet une variété de solutions d'alimentation de secours et permet d'adapter le générateur à différents systèmes de stockage de batteries 48V et conditions de fonctionnement. 

FONCTIONNEMENT EN MODE DE COMMANDE EXTERNE

En mode CONTRÔLE EXTERNE, le générateur sera démarré en fermant les contacts du TERMINAL DE CONTRÔLE et arrêté en les ouvrant. Ce mode permet d'adapter de manière optimale le générateur à différents systèmes de stockage de batteries grâce au contrôle externe d'appareils avec des contacts "secs" sans potentiel, ce qui élargit considérablement le champ d'application du générateur. Avec le cavalier entre les contacts du TERMINAL DE CONTRÔLE, le générateur démarre immédiatement dès que le commutateur rotatif est mis en position ON et s'arrête lorsqu'il est en position OFF. Une telle utilisation est recommandée afin de pouvoir démarrer et arrêter le générateur manuellement indépendamment de la tension de la batterie.

De nombreux appareils sont équipés de contacts "secs" sans potentiel (onduleurs, UPS, batteries avec contrôleurs BMS, moniteurs de batterie, relais temporisés, etc.), ce qui permet de mettre en œuvre tous les algorithmes possibles d'utilisation du générateur.

PROTECTION CONTRE LES SURTENSIONS ET LES SURCHARGES

Si la tension sur le jeu de barres de 48V ou la batterie à alimenter devait atteindre 57V ou plus pour quelque raison que ce soit, le générateur s'éteint immédiatement. 

La tension de sortie du générateur est réduite lorsque le courant maximal est dépassé et peut être inférieure à 48V, mais si elle devient trop basse, elle est reconnue comme un court-circuit et le générateur est immédiatement arrêté.

Il est normal que la LED rouge s'allume lors de la charge à courant maximal. Cela signifie simplement que le courant de sortie maximal du générateur a été atteint.

Schéma de connexion recommandé pour le KS 48V-DC pour la charge automatique du stockage de batterie basé sur des batteries 48V avec 15 cellules LiFePo4 en série :

Le générateur est démarré en fermant les contacts secs programmables de l'onduleur et arrêté en les ouvrant.

L'unité de contrôle de la batterie sert de protection supplémentaire contre la surcharge en cas de problème avec l'onduleur ou de défaillance du contrôleur BMS de la batterie. Nous recommandons de régler la valeur seuil supérieure (les contacts s'ouvrent) sur le moniteur de batterie à 51-52V.

Données techniques pour la charge des batteries Pylontech US2000/US3000/US5000 :

Tension de charge, DC : 52,5-53,5V (correspond à la tension de sortie du KS 48V-DC moins la chute de tension dans les câbles)

Courant de charge recommandé : jusqu'à 25A (US2000), 37A (US3000), 80A (US5000)

La capacité minimale de stockage de la batterie adaptée au KS 48V-DC est soit 1 x US5000, soit 2 x US3000, soit 3 x US2000.

Tension avec 10 % de charge restante : env. 45V

Tension avec 20 % de charge restante : env. 48,4V

Étant donné qu'au moins 10 % de la charge doit rester dans le stockage de la batterie, nous recommandons de régler la valeur seuil inférieure pour démarrer le générateur à environ 15 % ou 47V.

Si l'onduleur ne doit pas avoir de contacts secs programmables, le schéma de connexion suivant doit être utilisé :

Exemple d'unité de contrôle de tension de batterie 48V :

Avec l'unité de contrôle de la tension de la batterie, les valeurs seuils inférieure et supérieure de la tension de la batterie ainsi que le temps de réaction peuvent être réglés. Le réglage du temps de réaction est important pour éviter le démarrage inutile du générateur en cas de forte charge temporaire sur le stockage de la batterie, ce qui peut entraîner une chute de tension temporaire qui ne peut être attribuée à un faible état de charge du stockage de la batterie.

Si le moniteur de batterie ne fonctionne pas correctement et n'éteint pas le générateur à temps en ouvrant les contacts lorsque le seuil supérieur est atteint, le générateur continuera de fonctionner jusqu'à ce que le contrôleur BMS arrête le processus de charge en fermant les transistors correspondants. À ce moment-là, il peut y avoir une brève augmentation de la tension de sortie en raison d'une réduction rapide de la charge (si presque aucune puissance n'est tirée de l'onduleur), ce qui peut déclencher la protection contre les surtensions (à 57V) sur le générateur.

PROTECTION CONTRE LES SURTENSIONS ET LES SURCHARGES

Si la tension sur le jeu de barres de 48V ou la batterie à alimenter devait atteindre 57V ou plus pour quelque raison que ce soit, le générateur s'éteint immédiatement.

La tension de sortie du générateur est réduite lorsque le courant maximal est dépassé et peut être inférieure à 48V, mais si elle devient trop basse, elle est reconnue comme un court-circuit et le générateur est immédiatement arrêté.

Il est normal que la LED rouge s'allume lors de la charge à courant maximal. Cela signifie simplement que le courant de sortie maximal du générateur a été atteint.

PROTECTION EN CAS DE BAS NIVEAU DE CARBURANT OU D'HUILE MOTEUR

Si le carburant est épuisé, le moteur s'arrête.

Si le niveau d'huile est trop bas (le voyant LED jaune s'allume), le moteur s'arrête immédiatement.

Si les conditions de démarrage sont remplies (la tension de la batterie est inférieure à 47,5-48V en mode AUTO ou les contacts de CONTRÔLE EXTERNE sont court-circuités en mode CONTRÔLE EXTERNE), le moteur tente de démarrer 5 fois et si cela ne fonctionne pas, un message d'erreur apparaît (le voyant rouge clignote).

ENTRETIEN FACILE

Le générateur ne dispose pas de sa propre batterie et est démarré par la batterie à fournir. La batterie à fournir a généralement une capacité de plusieurs kWh et même avec une faible charge, il y a encore plus qu'assez d'énergie pour démarrer le générateur, même après plusieurs tentatives de démarrage. Cela élimine le besoin d'un entretien régulier de la batterie du générateur, comme c'est le cas avec les générateurs CA, par exemple, et augmente la fiabilité de l'alimentation de secours lorsque le générateur est rarement utilisé.

Cependant, avec le générateur, il est essentiel de veiller à ce que la durée de conservation du carburant ne soit pas dépassée. Nous recommandons d'utiliser uniquement de l'essence à longue durée de vie avec un indice d'octane de 90-95 comme carburant, en prêtant attention aux dépôts éventuels dans le carburateur et en les vidant à temps en fonction de la durée de conservation de l'essence.

Il est également important de prêter attention à la durée de conservation de l'huile moteur. Celle-ci doit être changée soit tous les 12 à 18 mois selon les spécifications du fabricant, soit toutes les 50 heures de fonctionnement.

Le filtre à air doit être remplacé en fonction de son degré de saleté.

AVERTISSEMENT :

Ces instructions ne peuvent être considérées que comme une recommandation, sont illustratives et doivent être adaptées aux circonstances et conditions locales exactes lors de l'installation. L'installation elle-même doit être effectuée en conformité avec toutes les normes et réglementations. Nous déclinons toute responsabilité pour les installations incorrectes et leurs conséquences.