KS 48V-DC likströmsgenerator och 48V-batterier från Pylontech

Artikeln är skyddad av upphovsrätt. Att publicera hela artikeln eller delar av den utan en tydlig hänvisning till källan (en länk till Könner & Söhnen-webbplatsen) är inte tillåtet.

Dessa instruktioner beskriver användningen av KS 48V-DC likströmsgenerator som en reservkraftkälla för system med batterilagring baserat på mycket vanliga 48V-batterier från Pylontech med 15 LiFePo4-celler i serie, men är också tillämplig på andra 48V-batterilagringssystem såsom 13 LiIon-celler som ska användas i serie etc.

LIKSTRÖMSGENERATORER som en energikälla för batterilagring har många fördelar jämfört med kombinationen av en växelströmsgenerator och laddare. En mer detaljerad beskrivning finns i vårt informationsmaterial “Nödkraftlösningar med KS 48V-DC likströmsgenerator”.

KS 48V-DC är ansluten direkt till batteriet eller 48V-samlingsskenan och utför samma funktion som andra likströmskällor såsom ett solfält eller en vindturbin med en laddningsregulator.

Att ladda batteriet via solcellsladdningsregulatorn är komplicerat, beroende på växelriktarens strömförbrukning:

På bilden till vänster dras ingen ström från växelriktaren för att driva hemmet, och på bilden till höger dras strömmen i pulser för att skapa en sinusvåg.

DC-generatorn har flera lindningar och elektronisk styrning, vilket gör utgångsströmmen mycket jämnare. Så här ser laddningsströmmen (i grönt) för ett LiFePo4-batteri (ett extremfall) vid 40A och 70A ström (rms-värde) ut:

Utspänningen från likströmsgeneratorn har mycket låg rippel, vilket ändå kan orsaka rippel i laddningsströmmen i ett LiFePo4-batteri. När laddningsströmmen ökar, ökar skillnaden mellan batteriets egen spänning och generatorns spänning, vilket kan leda till en minskning av rippeln i laddningsströmmen.

En likströmsgenerator för att ladda batterierna är en bra lösning ur alla synvinklar och i vissa fall finns det inget bättre, om ens något, alternativ.

Till exempel, med nätanslutna växelriktare med reservkraftfunktion och med ett likströmsbatterilager, finns det inget sätt att använda en växelströmsgenerator istället för det offentliga elnätet, eftersom en sådan generator kan skadas av återkoppling av ström. Likströmsbatterilagret kan endast laddas från en likströmskälla.

Könner & Söhnen arbetar alltid för att kunna erbjuda våra kunder bra lösningar. En pålitlig strömförsörjning är ytterst viktig och likströmsgeneratorerna från Könner & Söhnen bör spela en viktig roll i detta.

KS 48V-DC likströmsgeneratorn har utvecklats speciellt för 48V batterilagring vars arbetsområdespänning överlappar med 48-54V intervallet.

Här är parametrarna för de vanligaste batterierna i jämförelse:

Det är av yttersta vikt att uppmärksamma parametrar som maximal laddningsspänning, rekommenderad ström och användbar kapacitet:

Den maximala utspänningen för KS 48V-DC är vald på ett sådant sätt att ingen överladdning sker, även med AGM- och blybatterier. Detta ligger inom området för underhållsladdning och kan inte skada batterierna även om generatorn körs i flera timmar.

Om spänningen på 48V-skenan stiger till 57V (t.ex. på grund av andra likströmskällor), stannar generatorn omedelbart, oavsett läge.

Litiumbatterierna är utrustade med BMS-kontroller, som även förhindrar överladdning.

Spänningsintervallet 48-54V passar de flesta 48V samlingsskenor. Spänningsfallet i kablarna från generatorn till 48V samlingsskenor måste också beaktas, vilket kan vara 0,5-1,0V beroende på strömstyrkan.

KS 48V-DC fungerar som en laddare eller en laddningsmodul med en IU-karakteristik:

DRIFT I AUTOMATLÄGE

Generatorn i AUTO-läge övervakar spänningen på batteriet som ska levereras och startar automatiskt när det lägre spänningsvärdet på 47,5-48V uppnås. Reaktionstid cirka 5 sekunder.

Generatorn laddar batteriet med en spänning på upp till 53,5-54V och en ström på upp till 70-75A och stängs av så snart spänningen når 53,5-54V och laddningsströmmen faller under 20A. Reaktionstid cirka 30 sekunder.

Generatorn kan startas genom att trycka på START-knappen när som helst oavsett batterispänning, men kommer att stängas av inom 30 sekunder efter att strömförbrukningen sjunker under 20A.

Den gröna signallampan (driftsindikator) lyser kontinuerligt när strömförbrukningen överstiger 20A och blinkar när strömförbrukningen understiger 20A.

Om strömförbrukningen i respektive fall tekniskt sett aldrig ska understiga 20A (48V samlingsskena), bör EXTERNAL CONTROL-läget användas så att generatorn inte körs kontinuerligt.

Batterier med 15 x LiFePo4-celler såsom Pylontech US2000, US3000 och US5000 har en lägre arbetsspänning och laddning av ett sådant batteri i AUTO-läge måste ske med konstant ström (maximal ström 70A, röd LED lyser konstant) tills batteriet är fulladdat och BMS-kontrollern stänger av.

Detta är inte önskvärt i de flesta fall eftersom den optimala laddningsnivån för ett litiumbatteri är 50-80 %. Dessutom måste det alltid finnas lite "utrymme för solen". Generatorn behöver bara leverera en viss mängd energi till batteriet så att strömförsörjningen förblir oavbruten även när det inte finns tillräckligt med sol, vind, etc.

KS 48V-DC DC-generatorn har EXTERNAL CONTROL-läge, vilket möjliggör en mängd olika nödkraftlösningar och tillåter att generatorn anpassas till olika 48V batterilagrings- och driftförhållanden. 

DRIFT I EXTERN KONTROLLÄGE

Generatorn i EXTERNAL CONTROL-läge startas genom att stänga CONTROL TERMINAL-kontakterna och stoppas genom att öppna dem. Detta läge möjliggör att generatorn kan anpassas optimalt till olika batterilagringssystem genom extern styrning av enheter med potentialfria "torra" kontakter, vilket avsevärt utökar generatorns användningsområde. Med bygeln mellan CONTROL TERMINAL-kontakterna startar generatorn omedelbart så snart vridomkopplaren vrids till ON-läget och stannar när den är i OFF-läget. Sådan användning rekommenderas för att kunna starta och stoppa generatorn manuellt oavsett batterispänningen.

Många enheter är utrustade med potentialfria "torra" kontakter (växelriktare, UPS:er, batterier med BMS-kontroller, batteriövervakare, tidsreläer, etc.) och detta möjliggör implementering av alla möjliga algoritmer för användning av generatorer.

ÖVERSPÄNNINGS- och ÖVERBELASTNINGSSKYDD

Om spänningen på 48V-samlingsskenan eller batteriet som ska försörjas skulle stiga till 57V eller högre av någon anledning, stängs generatorn av omedelbart. 

Utgångsspänningen från generatorn minskas när den maximala strömmen överskrids och kan vara lägre än 48V, men om den blir för låg, uppfattas det som en kortslutning och generatorn stängs av omedelbart.

Det är normalt att den röda LED-lampan tänds när den laddar med maximal ström. Detta betyder endast att generatorns maximala utström har uppnåtts.

Rekommenderat kopplingsschema för KS 48V-DC för automatisk laddning av batterilagringen baserat på 48V-batterier med 15 LiFePo4-celler i serie:

Generatorn startas genom att stänga växelriktarens programmerbara torra kontakter och stoppas genom att öppna dem.

Batterikontrollenheten fungerar som ett extra skydd mot överladdning om problem uppstår med växelriktaren eller om batteriets BMS-kontroller misslyckas. Vi rekommenderar att ställa in det övre tröskelvärdet (kontakter öppnas) på batteriövervakaren till 51-52V.

Tekniska data för laddning av Pylontech US2000/US3000/US5000-batterierna:

Laddningsspänning, DC: 52,5-53,5V (motsvarar utspänningen från KS 48V-DC minus spänningsfallet i kablarna)

Rekommenderad laddningsström: upp till 25A (US2000), 37A (US3000), 80A (US5000)

Den minsta kapaciteten för batterilagring som är lämplig för KS 48V-DC är antingen 1 x US5000, eller 2 x US3000, eller 3 x US2000.

Spänning med 10% kvarvarande laddning: ca 45V

Spänning med 20 % kvarvarande laddning: ca 48,4V

Eftersom minst 10 % av laddningen bör finnas kvar i batterilagret rekommenderar vi att ställa in det lägre tröskelvärdet för att starta generatorn till cirka 15 % eller 47V.

Om växelriktaren inte ska ha programmerbara torra kontakter, bör följande kopplingsschema användas:

Exempel på en 48V batterispänningskontrollenhet:

Med batterispänningskontrollenheten kan de nedre och övre tröskelvärdena för batterispänningen samt reaktionstiden ställas in. Att ställa in reaktionstiden är viktigt för att undvika onödig start av generatorn vid kortvarig hög belastning på batterilagret, vilket kan leda till ett kortvarigt spänningsfall som inte kan tillskrivas en låg laddningsnivå i batterilagret.

Om batteriövervakaren inte fungerar korrekt och inte stänger av generatorn i tid genom att öppna kontakterna när den övre tröskeln nås, kommer generatorn att fortsätta att gå tills BMS-kontrollern stoppar laddningsprocessen genom att stänga de motsvarande transistorerna. Vid det tillfället kan det ske en kortvarig ökning av utgångsspänningen på grund av en snabb minskning av belastningen (om knappt någon effekt ska dras från växelriktaren), vilket kan utlösa överspänningsskyddet (vid 57V) på generatorn.

ÖVERSPÄNNINGS- och ÖVERBELASTNINGSSKYDD

Om spänningen på 48V-samlingsskenan eller batteriet som ska försörjas skulle stiga till 57V eller högre av någon anledning, stängs generatorn av omedelbart.

Utgångsspänningen från generatorn minskas när den maximala strömmen överskrids och kan vara lägre än 48V, men om den blir för låg, uppfattas det som en kortslutning och generatorn stängs av omedelbart.

Det är normalt att den röda LED-lampan tänds när den laddar med maximal ström. Detta betyder endast att generatorns maximala utström har uppnåtts.

SKYDD VID LÅG BRÄNSLE- ELLER MOTOROLJENIVÅ

Om bränslet tar slut, stannar motorn.

Om oljenivån är för låg (gul LED lyser), stannar motorn omedelbart.

Om startvillkoren är uppfyllda (batterispänningen är under 47,5-48V i AUTO-läge eller EXTERNAL CONTROL-kontakterna är kortslutna i EXTERNAL CONTROL-läge), försöker motorn starta 5 gånger och om det inte fungerar visas ett felmeddelande (röd LED blinkar).

ENKEL SERVICE

Generatorn har inte ett eget batteri och startas av det batteri som ska tillhandahållas. Det batteri som ska tillhandahållas har vanligtvis en kapacitet på flera kWh och även med en låg laddning finns det fortfarande mer än tillräckligt med energi för att starta generatorn, även efter flera försök att starta den. Detta eliminerar behovet av regelbundet underhåll av generatorns batteri, vilket är vanligt med växelströmsgeneratorer, till exempel, och ökar tillförlitligheten hos reservkraftförsörjningen när generatorn sällan används.

Med generatorn måste man dock vara noga med att säkerställa att bränslets hållbarhetstid inte överskrids. Vi rekommenderar att endast använda långvarig bensin med ett oktantal på 90-95 som bränsle, och att uppmärksamma eventuella avlagringar i förgasaren och tömma dem i god tid beroende på bensinens hållbarhetstid.

Det är också viktigt att uppmärksamma motoroljans hållbarhet. Denna måste bytas antingen var 12-18 månad enligt tillverkarens specifikationer eller var 50:e drifttimme.

Luftfiltret bör bytas ut beroende på hur smutsigt det är.

ANSVARSFRISKRIVNING:

Dessa instruktioner kan endast betraktas som en rekommendation, är illustrativa och måste anpassas till de exakta lokala omständigheterna och förhållandena under installationen. Själva installationen bör utföras i enlighet med alla standarder och föreskrifter. Vi tar inget ansvar för felaktiga installationer och deras konsekvenser.