Generator de curent continuu KS 48V-DC și baterii de 48V de la Pylontech

Articolul este protejat de drepturi de autor. Publicarea întregului articol sau a părților sale fără o referință clară la sursă (un link către site-ul Könner & Söhnen) nu este permisă.

Aceste instrucțiuni descriu utilizarea generatorului de curent continuu KS 48V-DC ca sursă de alimentare de urgență pentru sistemele cu stocare de baterii bazate pe baterii de 48V foarte comune de la Pylontech, cu 15 celule LiFePo4 în serie, dar sunt aplicabile și altor sisteme de stocare a bateriilor de 48V, cum ar fi 13 celule LiIon utilizate în serie etc.

GENERATOARE DC ca sursă de energie pentru stocarea bateriilor au multe avantaje comparativ cu combinația dintre un alternator și un încărcător. O descriere mai detaliată poate fi găsită în materialul nostru informativ „Soluții de alimentare de urgență cu generatorul de curent continuu KS 48V-DC”.

KS 48V-DC este conectat direct la baterie sau la bara colectoare de 48V și îndeplinește aceeași funcție ca și alte surse de curent continuu, cum ar fi un câmp solar sau o turbină eoliană cu un controler de încărcare.

Încărcarea bateriei prin controlerul de încărcare solară este complicată, în funcție de consumul de energie al invertorului:

În imaginea din stânga, nu se extrage energie de la invertor pentru a alimenta locuința, iar în imaginea din dreapta, energia este extrasă în impulsuri pentru a crea un val sinusoidal.

Generatorul DC are multiple înfășurări și control electronic, ceea ce face ca curentul de ieșire să fie mult mai uniform. Așa arată curentul de încărcare (în verde) al unei baterii LiFePo4 (un caz extrem) la un curent de 40A și 70A (valoare eficace):

Ondulația tensiunii de ieșire a generatorului DC este foarte scăzută, ceea ce poate totuși provoca ondulații ale curentului de încărcare într-o baterie LiFePo4. Pe măsură ce curentul de încărcare crește, diferența dintre tensiunea proprie a bateriei și tensiunea generatorului crește, ceea ce poate duce la o reducere a ondulației curentului de încărcare.

Un generator DC pentru încărcarea bateriilor este o soluție bună din toate punctele de vedere și, în unele cazuri, nu există o alternativă mai bună, dacă există vreuna.

De exemplu, cu invertoare conectate la rețea care au funcție de rezervă și cu un sistem de stocare a energiei pe bază de baterii DC, nu există posibilitatea de a utiliza un generator AC în locul rețelei electrice publice, deoarece un astfel de generator poate fi deteriorat de feedback-ul de putere. Sistemul de stocare a energiei pe bază de baterii cu curent continuu poate fi reîncărcat doar dintr-o sursă de curent continuu.

Könner & Söhnen lucrează constant pentru a putea oferi clienților noștri soluții bune. O sursă de energie fiabilă este extrem de importantă, iar generatoarele DC de la Könner & Söhnen ar trebui să joace un rol important în acest sens.

Generatorul de curent continuu KS 48V-DC a fost dezvoltat special pentru stocarea bateriilor de 48V, a căror gamă de tensiune de lucru se suprapune cu intervalul de 48-54V.

Iată parametrii celor mai comune baterii în comparație:

Este imperativ să acordați atenție unor parametri precum tensiunea maximă de încărcare, curentul recomandat și capacitatea utilizabilă:

Tensiunea maximă de ieșire a modelului KS 48V-DC este selectată astfel încât să nu apară supraîncărcare, chiar și în cazul bateriilor AGM și cu plumb-acid. Aceasta se află în zona de încărcare de întreținere și nu poate deteriora bateriile, chiar dacă generatorul funcționează timp de câteva ore.

Dacă tensiunea pe bara de distribuție de 48V crește la 57V (de exemplu, din cauza altor surse de curent continuu), generatorul se oprește imediat, indiferent de modul de funcționare.

Bateriile litiu sunt echipate cu controlere BMS, care previn, de asemenea, supraîncărcarea.

Intervalul de tensiune de 48-54V se potrivește cu majoritatea barelor de distribuție de 48V. De asemenea, trebuie luată în considerare căderea de tensiune în cablurile de la generator la barele de distribuție de 48V, care poate fi de 0,5-1,0V, în funcție de intensitatea curentului.

KS 48V-DC funcționează ca un încărcător sau un modul de încărcare cu o caracteristică IU:

FUNCȚIONARE ÎN MOD AUTOMAT

Generatorul în modul AUTO monitorizează tensiunea bateriei care urmează să fie alimentată și pornește automat când se atinge valoarea inferioară a tensiunii de 47,5-48V. Timp de reacție aproximativ 5 secunde.

Generatorul încarcă bateria cu o tensiune de până la 53,5-54V și un curent de până la 70-75A și se oprește imediat ce tensiunea atinge 53,5-54V și curentul de încărcare scade sub 20A. Timp de reacție aproximativ 30 de secunde.

Generatorul poate fi pornit prin apăsarea butonului START în orice moment, indiferent de tensiunea bateriei, dar va fi oprit în termen de 30 de secunde după ce consumul curent scade sub 20A.

Lampa de semnalizare verde (afișaj de funcționare) se aprinde continuu când consumul de curent depășește 20A și clipește când consumul de curent scade sub 20A.

Dacă consumul de energie în cazul respectiv nu scade niciodată tehnic sub 20A (bară de distribuție 48V), ar trebui utilizat modul CONTROL EXTERN pentru ca generatorul să nu funcționeze continuu.

Bateriile cu 15 celule LiFePo4, precum Pylontech US2000, US3000 și US5000, au o tensiune de lucru mai mică, iar încărcarea unei astfel de baterii în modul AUTO ar trebui să se facă cu curent constant (curent maxim 70A, LED-ul roșu aprins permanent) până când bateria este complet încărcată și controlerul BMS se închide.

Acest lucru nu este de dorit în majoritatea cazurilor, deoarece nivelul optim de încărcare al unei baterii litiu este de 50-80%. În plus, trebuie să existe întotdeauna un anumit „spațiu pentru soare”. Generatorul trebuie să furnizeze doar o anumită cantitate de energie bateriei, astfel încât alimentarea cu energie să rămână neîntreruptă chiar și atunci când nu există suficient soare, vânt etc.

Generatorul KS 48V-DC are modul de CONTROL EXTERN, care permite o varietate de soluții de alimentare de urgență și permite adaptarea generatorului la diferite condiții de stocare și funcționare a bateriilor de 48V. 

FUNCȚIONARE ÎN MODUL DE CONTROL EXTERN

Generatorul în modul CONTROL EXTERN va fi pornit prin închiderea contactelor TERMINALULUI DE CONTROL și oprit prin deschiderea acestora. Acest mod permite adaptarea optimă a generatorului la diferite sisteme de stocare a bateriilor prin control extern al dispozitivelor cu contacte „uscate” fără potențial, ceea ce extinde semnificativ gama de aplicații a generatorului. Cu puntea între contactele TERMINALULUI DE CONTROL, generatorul pornește imediat ce comutatorul rotativ este pus în poziția ON și se oprește când este în poziția OFF. O astfel de utilizare este recomandată pentru a putea porni și opri generatorul manual, indiferent de tensiunea bateriei.

Multe dispozitive sunt echipate cu contacte „uscate” fără potențial (invertoare, UPS-uri, baterii cu controlere BMS, monitoare de baterie, relee de timp etc.), ceea ce permite implementarea tuturor algoritmilor posibili de utilizare a generatorului.

PROTECȚIE LA SUPRATENSIUNE ȘI SUPRAÎNCĂRCARE

Dacă tensiunea pe bara de distribuție de 48V sau pe bateria care urmează să fie alimentată ar trebui să crească la 57V sau mai mult din orice motiv, generatorul se oprește imediat. 

Tensiunea de ieșire a generatorului este redusă atunci când curentul maxim este depășit și poate fi mai mică de 48V, dar dacă scade prea mult, este recunoscută ca un scurtcircuit și generatorul este oprit imediat.

Este normal ca LED-ul roșu să se aprindă în timpul încărcării la curent maxim. Acest lucru înseamnă doar că s-a atins curentul maxim de ieșire al generatorului.

Diagrama de conexiune recomandată pentru KS 48V-DC pentru încărcarea automată a stocării bateriei bazată pe baterii de 48V cu 15 celule LiFePo4 în serie:

Generatorul este pornit prin închiderea contactelor uscate programabile ale invertorului și oprit prin deschiderea acestora.

Unitatea de control a bateriei servește ca protecție suplimentară împotriva supraîncărcării în cazul în care apar probleme cu invertorul sau controlerul BMS al bateriei eșuează. Recomandăm setarea valorii pragului superior (contactele sunt deschise) pe monitorul bateriei la 51-52V.

Date tehnice pentru încărcarea bateriilor Pylontech US2000/US3000/US5000:

Tensiune de încărcare, DC: 52,5-53,5V (corespunde tensiunii de ieșire a KS 48V-DC minus căderea de tensiune în cabluri)

Curent de încărcare recomandat: până la 25A (US2000), 37A (US3000), 80A (US5000)

Capacitatea minimă a stocării bateriei adecvată pentru KS 48V-DC este fie 1 x US5000, fie 2 x US3000, fie 3 x US2000.

Tensiune cu 10% încărcare rămasă: aprox. 45V

Tensiune cu 20% încărcare rămasă: aprox. 48,4V

Deoarece cel puțin 10% din încărcare ar trebui să rămână în bateria de stocare, recomandăm setarea valorii pragului inferior pentru pornirea generatorului la aproximativ 15% sau 47V.

Dacă invertorul nu are contacte uscate programabile, ar trebui utilizată următoarea schemă de conexiune:

Exemplu de unitate de control al tensiunii bateriei de 48V:

Cu unitatea de control a tensiunii bateriei, pot fi setate valorile pragului inferior și superior al tensiunii bateriei și timpul de reacție. Setarea timpului de reacție este importantă pentru a evita pornirea inutilă a generatorului în cazul unei încărcări ridicate pe termen scurt a stocării bateriei, care poate duce la o scădere temporară a tensiunii ce nu poate fi atribuită unui nivel scăzut de încărcare a stocării bateriei.

Dacă monitorul de baterie nu funcționează corect și nu oprește generatorul la timp prin deschiderea contactelor atunci când se atinge pragul superior, generatorul va continua să funcționeze până când controlerul BMS oprește procesul de încărcare prin închiderea tranzistorilor corespunzători. În acel moment, poate apărea o creștere bruscă a tensiunii de ieșire din cauza unei reduceri rapide a sarcinii (dacă nu se extrage aproape deloc energie din invertor), ceea ce poate declanșa protecția la supratensiune (la 57V) pe generator.

PROTECȚIE LA SUPRATENSIUNE ȘI SUPRAÎNCĂRCARE

Dacă tensiunea pe bara de distribuție de 48V sau pe bateria care urmează să fie alimentată ar trebui să crească la 57V sau mai mult din orice motiv, generatorul se oprește imediat.

Tensiunea de ieșire a generatorului este redusă atunci când curentul maxim este depășit și poate fi mai mică de 48V, dar dacă scade prea mult, este recunoscută ca un scurtcircuit și generatorul este oprit imediat.

Este normal ca LED-ul roșu să se aprindă în timpul încărcării la curent maxim. Acest lucru înseamnă doar că s-a atins curentul maxim de ieșire al generatorului.

PROTECȚIE ÎN CAZUL NIVELULUI SCĂZUT DE COMBUSTIBIL SAU ULEI DE MOTOR

Dacă combustibilul se epuizează, motorul se oprește.

Dacă nivelul de ulei este prea scăzut (LED-ul galben se aprinde), motorul se oprește imediat.

Dacă sunt îndeplinite condițiile de pornire (tensiunea bateriei este sub 47,5-48V în modul AUTO sau contactele CONTROL EXTERN sunt scurtcircuitate în modul CONTROL EXTERN), motorul încearcă să pornească de 5 ori și, dacă nu reușește, apare un mesaj de eroare (LED-ul roșu clipește).

SERVICIU UȘOR

Generatorul nu are propria sa baterie și este pornit de bateria care urmează să fie alimentată. Bateria care urmează să fie alimentată are de obicei o capacitate de câțiva kWh și chiar și cu o încărcare redusă există suficientă energie pentru a porni generatorul, chiar și după mai multe încercări de pornire. Acest lucru elimină necesitatea întreținerii regulate a bateriei generatorului, așa cum este obișnuit cu generatoarele de curent alternativ, de exemplu, și crește fiabilitatea alimentării de urgență atunci când generatorul este utilizat rar.

Cu toate acestea, în cazul generatorului, trebuie să aveți grijă să nu depășiți durata de valabilitate a combustibilului. Vă recomandăm să utilizați doar benzină cu durată lungă de viață, având un număr de octan de 90-95, acordând atenție eventualelor depuneri în carburator și să le evacuați la timp, în funcție de durata de valabilitate a benzinei.

Este, de asemenea, important să acordați atenție duratei de valabilitate a uleiului de motor. Acesta trebuie schimbat fie la fiecare 12-18 luni conform specificațiilor producătorului, fie la fiecare 50 de ore de funcționare.

Filtrul de aer ar trebui înlocuit în funcție de cât de murdar este.

DECLARAȚIE DE RESPONSABILITATE:

Aceste instrucțiuni pot fi considerate doar ca o recomandare, sunt ilustrative și trebuie adaptate la circumstanțele și condițiile locale exacte în timpul instalării. Instalarea propriu-zisă trebuie efectuată în conformitate cu toate standardele și reglementările. Nu ne asumăm responsabilitatea pentru instalările greșite și consecințele acestora.