uk

Аварійний генератор електроенергії як резерв для сонячної системи з накопичувачем

Статті
18 квітень 2023 р.
Emergency power generator as reserve for solar system with storage

Життя в самодостатності стало трендом. Забезпечення власних енергетичних потреб є правильним і корисним з усіх точок зору. Це добре для навколишнього середовища, а також для економіки.

Сонце забезпечує таку кількість енергії, що потреби сім'ї в енергії можуть часто задовольнятися лише 10-20 м² сонячних панелей. Ця енергія, яка в іншому випадку перетворювалася б на тепло, не витрачається даремно, а перетворюється на корисну роботу і, в кінцевому підсумку, на інші форми енергії, таким чином підтримуючи енергетичний баланс.

Сучасні системи зберігання енергії накопичують надлишкову енергію, щоб її можна було використовувати вночі або коли недостатньо сонячного світла.
Але що робити, якщо протягом кількох днів немає достатньо сонця? Чи варто встановлювати систему зберігання енергії з такою ємністю, щоб вистачило на кілька днів? Однак це часто занадто дорого, і також неекономічно постійно оновлювати батареї, побоюючись, що світло зрештою згасне, і ви залишитеся в темряві.
Вам потрібне розумне рішення проблеми, яке ми можемо запропонувати в більшості випадків. Енергію потрібно подавати в систему, і ви робите це за допомогою генератора .

Серцем сонячної системи з накопичувачем є інвертор, який генерує змінний струм для внутрішніх споживачів електроенергії. Це може бути як однофазний, так і трифазний інвертор. Але як генератор повинен підтримувати інвертор? Якими параметрами він повинен володіти? Яку форму напруги він повинен мати? Ці питання задаються часто.

Найкращим рішенням було б просто зберігати частину енергії в накопичувальному блоці за потреби, забезпечуючи безперервне постачання електроенергії при нормальних параметрах. У цьому випадку генератор не потрібно запускати постійно, а лише час від часу для підтримки енергетичного балансу сонячної системи з накопиченням.

48В постійного струму генератор для сонячних систем з накопичувачем:

Сонячні системи з акумуляторним зберіганням на 48 В є дуже поширеними. Ця напруга залишається в діапазоні низької напруги, де не потрібні спеціальні захисні заходи, проте типова потужність для домогосподарства в 5 кВт і більше все ще можлива. 

Тепер у нашому асортименті є генератор постійного струму, який функціонує як джерело живлення постійного струму з максимальною точкою потужності та може безпосередньо заряджати більшість 48В блоків зберігання енергії сонячних або вітрових енергосистем.

Цей Генератор постійного струму KS 48V-DC спеціально розроблений для систем зберігання батарей на 48 В, робочий діапазон напруги яких перекривається з діапазоном 48-54 В.

Ось параметри найбільш поширених батарей у порівнянні:

Рівень заряду SOC, % Напруга LiFePo4 (16x3,2 В) Напруга LiFePo4 (15x3,2 В) Напруга LiIon (14x3.7В) Напруга LiIon (13x3.7В) Напруга AGM (4x12В) Напруга свинцево-кислотна (4x12В)
100 54.4 51.0 58.0 53.9 52.0 50.4
90 53.2 49.9 56.7 53.1 51.0 50.0
80 53.0 49.7 55.4 51.9 50.0 49.7
70 52.8 49.5 54.1 50.7 49.2 49.3
60 52.6 49.3 52.8 49.5 48.6 48.8
50 52.5 49.2 51.5 48.3 48.2 48.2
40 52.3 49.1 50.2 47.1 47.8 47.6
30 52.0 48.8 48.9 45.8 47.2 47.0
20 51.6 48.4 47.6 44.6 46.6 46.3
10 48.0 45.0 46.3 43.4 46.0 45.2


Необхідно звертати увагу на такі параметри, як максимальна напруга зарядки, рекомендована сила струму, а також корисна ємність:

Ладе-
параметр,
макс
 LiFePo4
16 елементів
(16x3,2 В)
 LiFePo4
15 Zellen
(15x3,2 В)
LiIon
14 елементів
(14x3,7В)
LiIon
13 елементів
(13x3.7В)
AGM
4 батареї
(4x12В)
Свинець-кислота
4 батареї
(4x12В)
Напруга, В  57.6  54.0  58.0  53.9  58.0  57.2
Сила струму, C  1.0  1.0  0.5  0.5  0.2  0.2
Корисна ємність, %  90-100   90-100   90-100   90-100  50-80  50


Максимальна вихідна напруга KS 48V-DC обрана таким чином, щоб уникнути перезарядки навіть для звичайних AGM та свинцево-кислотних батарей, які використовуються в сонячних системах з накопичувачем. Вона знаходиться в діапазоні підтримуючого заряду і не може зашкодити батареям, навіть якщо генератор працює кілька годин.

Якщо напруга на 48В-шині сонячної установки підвищиться до 57В (наприклад, через інші джерела постійного струму), генератор негайно зупиниться незалежно від режиму.

Літієві батареї оснащені контролерами BMS, що додатково виключає можливість перезарядки.

KS 48V-DC працює як зарядний пристрій або зарядний модуль з характеристикою IoU:

KS 48V-DC виконує ту ж функцію, що й інші джерела постійного струму, підключені до 48V-шини сонячної установки з накопичувачем, але постачає енергію не постійно, а лише за потреби.

48В аварійний генератор для сонячної системи з накопичувачем

Існуючі режими AUTO або EXTERNAL CONTROL дозволяють реалізувати різні алгоритми функціонування. При виборі між режимами AUTO та EXTERNAL CONTROL слід звертати увагу на особливості системи, яку потрібно забезпечити. Коли генератор працює і є єдиним джерелом постійного струму на 48V-шині сонячної установки, він практично бере на себе все електропостачання, оскільки його вихідна напруга в цьому випадку завжди трохи перевищує напругу батареї.

ФУНКЦІОНУВАННЯ В АВТОМАТИЧНОМУ РЕЖИМІ

Генератор в режимі AUTO контролює напругу акумулятора сонячної установки і автоматично запускається при досягненні нижнього значення напруги 47,5-48В. Час реакції приблизно 5 секунд.

Генератор заряджає батарею з напругою до 53,5-54В і струмом до 70-75А, і вимикається, як тільки напруга досягає 53,5-54В, а зарядний струм знижується до 20А. Час реакції приблизно 30 секунд.

Генератор може бути запущений у будь-який час натисканням кнопки START незалежно від напруги акумулятора, але буде зупинений протягом 30 секунд після того, як споживання струму знизиться до 20А.

Зелений сигнальний індикатор (індикатор роботи) світиться безперервно, коли споживання струму перевищує 20A, і блимає, коли споживання струму знижується до менш ніж 20A.

Якщо у конкретному випадку технічне споживання струму ніколи не повинно бути менше 20A (48V-шина), слід використовувати режим EXTERNAL CONTROL, щоб генератор не працював безперервно.

ФУНКЦІОНУВАННЯ В РЕЖИМІ ЗОВНІШНЬОГО КЕРУВАННЯ

Генератор у режимі EXTERNAL CONTROL запускається шляхом замикання контактів CONTROL TERMINAL і зупиняється шляхом їх розмикання. Цей режим дозволяє генератору оптимально адаптуватися до різних акумуляторних систем за допомогою зовнішнього керування пристроями з безпотенційними контактами, що значно розширює сферу застосування генератора. З перемичкою між контактами CONTROL TERMINAL генератор запускається відразу, як тільки поворотний перемикач встановлюється в положення ON, і зупиняється в положенні OFF. Такий спосіб використання рекомендується для можливості ручного запуску та зупинки генератора незалежно від напруги акумулятора.

Багато пристроїв оснащені безпотенційними контактами (інвертори, ДБЖ, батареї з контролером BMS, контролери батарей, реле часу тощо), що дозволяє реалізувати всі можливі алгоритми використання генератора.

ЗАХИСТ ВІД ПЕРЕНАПРУГИ ТА ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ

Якщо напруга на 48В-шині або на батареї, що живиться, з будь-яких причин підніметься до 57В і вище, генератор негайно вимикається.

Вихідна напруга генератора знижується при перевищенні максимальної сили струму і може бути нижчою за 48В, однак якщо вона стає занадто низькою, це розпізнається як коротке замикання, і генератор негайно вимикається.

ОБОВ'ЯЗКОВО ЗВЕРНУТИ УВАГУ:

Генератор постійного струму KS 48V-DC дозволяється використовувати лише з 48V-акумуляторами, які вказані в таблиці вище. Необхідно уважно стежити за параметрами всієї системи електропостачання. У сонячних установках, де 48V-шина живлення забезпечується виключно інвертором, слід звернути увагу на те, що підключення інших джерел постійного струму до 48V-шини живлення є допустимим і не викликає збоїв у керуванні (особливо з енергоменеджментом на основі енергопотоків) установки.

РІШЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ 230В ПЕРЕМІННОГО ГЕНЕРАТОРА:

Ми рекомендуємо використовувати інверторні генератори як зовнішнє джерело змінного струму при аварійному живленні від автономних інверторів, оскільки вони можуть набагато краще підтримувати форму напруги, що може бути дуже важливим для чутливих споживачів електроенергії.

Сонячна панель-інвертор-акумулятори

Акумулятори інвертора сонячних панелей та генератора


Варіант з інверторним генератором KS 6000iES ATS версії 2, де MAINS INPUT контролює 230V, але в режимі очікування не передає їх на вихід:

Це рішення слід використовувати ТІЛЬКИ для сонячних установок з акумулятором та автономним інвертором і лише для автономних енергосистем!

Інверторний генератор KS 6000iES ATS версії 2 запускається, як тільки монітор батареї перериває напругу 230В, відгалужену від виходу інвертора до ВХОДУ МЕРЕЖІ генератора, і зупиняється, коли напруга повертається.

Слід зазначити, що генератор повинен забезпечувати енергією як споживачів електроенергії, так і заряджати блок зберігання енергії.

У випадку сонячної системи з накопичувачем та гібридним інвертором, генератор не може бути підключений до вхідної сторони (через зворотне живлення), і єдиним варіантом є заряджання накопичувача енергії за допомогою відповідного зарядного пристрою, за умови, що система управління енергією (якщо вона є) це дозволяє.

Варіант з інверторним генератором KS 6000iES ATS версія 2:

Генератор, показаний на схемі, не встановлений постійно, але може бути підключений до попередньо встановленої розетки Schuko та розетки живлення CEE 230V 16A за потреби. Це дозволяє використовувати генератор мобільно, якщо це необхідно.

Роторний перемикач OFF-RUN на правій стороні генератора поєднує паливний кран, внутрішній вимикач живлення 12В та вимикач запалювання. Коли генератор не використовується, він повинен залишатися в положенні OFF, щоб запобігти розрядженню вбудованої літієвої батареї генератора. Генератор постачається з відключеною батареєю, яку необхідно підключити під лівою панеллю під час першого використання. Батарея заряджається внутрішнім модулем зарядки щоразу, коли генератор працює або на MAINS INPUT подається напруга 230В (незалежно від положення роторного перемикача).

Підключення MAINS INPUT 230V контролюється, як тільки поворотний перемикач встановлено в положення RUN, а перемикач ATS увімкнено. Якщо напруга 230V на вході MAINS INPUT зникає, контролер ATS запускає генератор і переключає його вихідну розетку на інверторний модуль.

Кабель до монітора батареї захищений від перевантаження та контакту. Використовуваний монітор батареї повинен мати можливість перемикати 230В з виходу інвертора.

Приклад монітора батареї з перемикачем на 230В:

Монітор батареї з перемикачем на 230В

Відмова від відповідальності:

Цей посібник призначений лише як керівництво, є ілюстративним і повинен бути адаптований до конкретних обставин і умов на місці під час встановлення. Саме встановлення повинно здійснюватися відповідно до всіх стандартів і норм. Ми не несемо відповідальності за неправильні встановлення та їх наслідки.

 

Нещодавно переглянуті