Стаття захищена авторським правом. Публікація всієї статті або її частин без чіткого посилання на джерело (посилання на веб-сайт Könner & Söhnen) не дозволяється.
У цїй інструкції описане використання генератора постійного струму KS 48V-DC у якості джерела резервного живлення для систем з накопичувачем на основі дуже поширених акумуляторів 48 В від Pylontech з 15 елементами LiFePo4, а також для інших систем акумуляторів 48 В, таких як з 13 літій-іонних елементів підключених послідовно, тощо.
ГЕНЕРАТОРИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ як джерело енергії для акумуляторів вирішують проблему іншим способом і мають багато переваг.
KS 48V-DC підключається до акумуляторної батареї або шини 48 В і виконує ту ж функцію, що й інші підключені туди ж джерела постійного струму.
Заряджання батареї через контролер заряду від сонячних панелей має залежний від споживання інвертором характер:
На зображенні зліва інвертор не споживає енергію і батарея заряджається лінійно, а на зображенні справа частина енергії йде на формування змінної напруги для живлення споживачів підключених до виходу інвертора.
Генератор постійного струму має кілька обмоток і електронне управління, що робить вихідний струм набагато більш плавним. Ось так виглядає зарядний струм (зеленим) акумуляторної батареї LiFePo4 (екстремальний випадок випадок) при струмі 40А і 70А (ефективне значення RMS):
Пульсації вихідної напруги генератора постійного струму дуже низькі, і спричинять досить низькі пульсації зарядного струму навіть при заряджанні акумулятора LiFePo4. Зі збільшенням зарядного струму збільшується різниця між власною напругою батареї та напругою генератора і пульсації стають ще меншими.
Генератор постійного струму для заряджання акумуляторів є хорошим рішенням з усіх точок зору, і в багатьох випадках немає кращої альтернативи.
Наприклад, з мережевими інверторами з функцією резервного живлення та акумулятором постійного струму неможливо використовувати генератор змінного струму замість загальної електромережі, оскільки такий генератор може бути пошкоджений зворотним живленням від інвертора. Акумулятор постійного струму можна заряджати лише від джерела постійного струму.
Könner & Söhnen працює над тим, щоб пропонувати нашим клієнтам найкращі рішення. Надійне джерело живлення є надзвичайно важливим, і генератори постійного струму від Könner & Söhnen мають відігравати важливу роль у цьому.
Генератор постійного струму KS 48 V - DC був спеціально розроблений для заряджання акумуляторів 48 В, робочий діапазон напруги яких перекривається з діапазоном 48-54 В.
Ось параметри найпоширеніших акумуляторів для порівняння:
| state of charge SOC, % | voltage LiFePo4 (16x3.2 V) | voltage LiFePo4 (15x3.2 V) | voltage LiIon (14x3.7V) | voltage LiIon (13x3.7V) | voltage AGM (4x12V) | voltage Blei-Säure (4x12V) |
| 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 |
Обов'язково потрібно звернути увагу на такі параметри, як максимальна напруга зарядки, рекомендований струм і корисна ємність:
| Параметри заряджання, max | LiFePo4 16 cells (16x3.2 V) | LiFePo4 15 cells (15x3.2 V) | LiIon 14 cells (14x3.7V) | LiIon 13 cells (13x3.7V) | AGM 4 батареї (4x12V) | Свинцево-кислотні 4 батареї (4x12V) |
| напруга, V | 57.6 | 54.0 | 58.0 | 53.9 | 58.0 | 57.2 |
| струм, 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 підібрана таким чином, щоб не відбувалося перезаряду навіть з AGM і свинцево-кислотними акумуляторами. Вона дорівнює напрузі підтримання заряду і не може їх пошкодити, навіть якщо генератор працює кілька годин.
Якщо напруга на шині 48 В зростає до 57 В (наприклад, через інші джерела постійного струму), генератор негайно зупиняється, незалежно від режиму.
Літієві батареї оснащені контролерами BMS, які також запобігають перезарядці.
Діапазон напруги 48-54 В підходить для більшості шин 48 В. Також необхідно враховувати падіння напруги в кабелях від генератора до шини 48В, яке може становити 0,5-1,0В в залежності від сили струму.
KS 48V-DC працює як зарядний пристрій або зарядний модуль з IU характеристикою:
ФУНКЦІОНУВАННЯ У РЕЖИМІ AUTO
Генератор в режимі AUTO контролює напругу підключеної батареї, і запускається автоматично, коли вона знижується до 47,5-48 В. Час реакції близько 5 секунд.
Генератор заряджає батарею напругою до 53,5-54В струмом до 70-75А і вимикається, як тільки напруга досягає 53,5-54В і зарядний струм падає нижче 20А. Час реакції близько 30 секунд.
Генератор можна запустити раніше, натиснувши кнопку START, у будь-який час, незалежно від напруги батареї, але він буде зупинений протягом 30 секунд після того, як споживання струму стане нижче 20 А.
Зелена сигнальна лампа (робочий дисплей) горить безперервно, коли споживання струму перевищує 20 А, і блимає, коли споживання струму падає нижче 20 А.
Якщо споживання електроенергії у відповідному випадку технічно ніколи не опускається нижче 20 A (шина 48 В), слід використовувати режим EXTERNAL CONTROL, щоб генератор не працював безперервно.
Батареї з 15 елементами LiFePo 4, такі як Pylontech US 2000, US 3000 і US 5000, мають нижчу робочу напругу, і їх заряджання в режимі AUTO буде здійснюватись постійним струмом (максимальний струм 70 A ), доки батарея не буде заряджена повнястю, і контролер BMS не закриє вхідні транзистори.
У більшості випадків це небажано, тому що оптимальний рівень заряду літієвої батареї становить 50-80%. Крім того, завжди має залишатися «місце для сонця». Генератор повинен лише подавати певну кількість енергії до акумулятора, щоб електропостачання залишалося безперебійним навіть при невеликій кількості сонця, вітру тощо.
Генератор постійного струму KS 48V-DC має режим EXTERNAL CONTROL, який дає змогу використовувати різноманітні рішення для резервного живлення та дозволяє адаптувати генератор до різних умов експлуатації батареї 48 В.
ФУНКЦІОНУВАННЯ У РЕЖИМІ EXTERNAL CONTROL
Генератор в режимі EXTERNAL CONTROL запускається замиканням контактів CONTROL TERMINAL і зупиняється їх розмиканням. Цей режим дозволяє оптимально адаптувати генератор до різних систем живлення шляхом зовнішнього керування пристроями з безпотенційними «сухими» контактами, що значно розширює модливості застосування генератора. З перемичкою між контактами CONTROL TERMINAL генератор запускається негайно, як тільки поворотний перемикач повертається в положення ON, і зупиняється, коли він знаходиться в положенні OFF. Таке використання рекомендовано для того, щоб можна було запускати та зупиняти генератор вручну незалежно від напруги батареї.
Багато пристроїв оснащені безпотенційними «сухими» контактами (інвертори, ДБЖ, акумулятори з контролерами BMS, акумуляторні монітори, реле часу тощо), що дозволяє реалізувати різноманітні алгоритми використання генератора.
ЗАХИСТ ВІД ПЕРЕНАПРУГИ ТА ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ
Якщо з будь-якої причини напруга на шині 48 В або підключеної батареї зросте до 57 В і вище, генератор негайно вимикається.
Вихідна напруга генератора знижується при перевищенні максимального струму і може бути нижчою за 48 В, але якщо вона стає занадто низькою, це розпізнається як коротке замикання, і генератор негайно вимикається.
Світіння червоного світлодіода під час роботи генератору при струмі 70А і вище є нормальним. Це лише означає, що генератор працює на максимумі його потужності.
Рекомендована схема підключення генератора постійного струму KS 48V-DC для автоматичної підзарядки акумуляторної батареї з 15 елементами LiFePo4:
Пуск генератора здійснюється замиканням програмованих безпотенційних «сухих» контактів інвертора і зупиняється їх розмиканням.
Прилад контролю напруги батареї служить додатковим захистом від перезаряду в разі виникнення проблем з інвертором або виходу з ладу контролера BMS батареї. Рекомендуємо встановити верхнє порогове значення (контакти розмикаються при досягненні цього значення) на приладі контролю напруги батареї на 51-52 В.
Технічні дані для зарядки акумуляторів Pylontech US 2000/ US 3000/ US 5000:
Напруга зарядки, DC: 52,5-53,5 В (відповідає вихідній напрузі KS 48V-DC мінус падіння напруги в кабелях)
Рекомендований зарядний струм: до 25 A ( US 2000), до 37 A ( US 3000), до 80 A ( US 5000)
The minimum capacity of the battery storage suitable for the KS 48V-DC is either 1 x US5000, or 2 x US3000, or 3 x US2000.
Мінімальна ємність акумулятора, що підходить для KS 48V-DC, становить 1 x US5000, або 2 x US3000, або 3 x US2000.
Напруга з 10% заряду: приблизно 45 В
Напруга з 20% заряду: приблизно 48,4 В
Оскільки принаймні 10% заряду має залишатися в акумуляторі, ми рекомендуємо встановити нижнє порогове значення для запуску генератора приблизно на 15% або 47В.
Якщо інвертор не має програмованих безпотенційних контактів керування, слід використовувати наступну схему підключення:
Приклад зовнішнього приладу контролю напруги батареї 48 В:
За допомогою цього приладу можна встановити нижнє та верхнє порогові значення напруги батареї та час відгуку. Налаштування часу відгуку є важливим, щоб уникнути непотрібного запуску генератора, у разі короткочасного високого навантаження, що призводить до короткочасного падіння напруги батареї, яке не є показником низького рівня її заряду.
Якщо прилад контролю напруги батареї не працює належним чином і вчасно не вимикає генератор шляхом розмикання контактів при досягненні верхнього порогу, генератор буде продовжувати працювати до тих пір, поки контролер BMS не зупинить процес заряджання, закривши вхядні транзистори. У цей момент може статися короткочасне підвищення вихідної напруги через швидке зниження навантаження, що може привести у дію захист від перенапруги (при 57 В) генератора і мотор генератора буде зупинено.
ЗАХИСТ ВІД ПЕРЕНАПРУГИ ТА ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ
Якщо з будь-якої причини напруга на шині 48 В або підключеної батареї зросте до 57 В і вище, генератор негайно вимикається.
Вихідна напруга генератора знижується при перевищенні максимального струму і може бути нижчою за 48 В, але якщо вона стає занадто низькою, це розпізнається як коротке замикання, і генератор негайно вимикається.
Світіння червоного світлодіода під час роботи генератору при струмі 70А і вище є нормальним. Це лише означає, що генератор працює на максимумі його потужності.
ЗАХИСТ У РАЗІ ВІДСУТНОСТІ ПАЛИВА АБО НИЗЬКОГО РІВНЯ МОТОРНОГО МАСЛА
Якщо паливо закінчилося, двигун зупиняється.
Якщо рівень масла занадто низький (загоряється жовтий світлодіод), двигун негайно зупиняється.
Якщо передумови для запуску виконуються (напруга акумулятора нижче 47,5-48 В в режимі AUTO або замкнуті контакти CONTROL TERMINAL в режимі EXTERNAL CONTROL), двигун намагається запуститися 5 разів, і якщо це не працює, спроби припиняються і контролер видає повідомлення про помилку (червоний світлодіод блимає).
МАКСИМАЛЬНО ПРОСТЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ
Генератор не має власної батареї і запускається від батареї, яка має бути заряджена. Батарея підключена для заряджання, зазвичай має ємність кілька кВт*год, і навіть при низькому її заряді енергії все ще більш ніж достатньо для запуску генератора, навіть після кількох спроб запустити його. Це усуває необхідність регулярного обслуговування батареї генератора, як це прийнято, наприклад, для генераторів змінного струму, і значно підвищує надійність аварійного електропостачання, коли генератор використовується рідко.
Проте необхідно стежити за тим, щоб термін придатності палива не перевищувався. Ми рекомендуємо використовувати як паливо лише бензин з октановим числом 90-95, звертаючи увагу на можливі забруднення у карбюраторі та своєчасно зливаючи їх залежно від терміну придатності бензину.
Також важливо звернути увагу на термін придатності моторного масла. Його потрібно міняти кожні 12-18 місяців відповідно до специфікацій виробника або кожні 50 годин роботи.
Повітряний фільтр слід замінити залежно від того, наскільки він забруднений.
ВИКЛЮЧЕННЯ ВІДПОВІДАЛЬНОСТІ:
Цей інформативний матеріал має на меті ознайомити з функціями генератору та можливостями його застосування, може розглядатися лише як рекомендації, які мають бути адаптовані до обставин та умов під час інсталяції. Сам а інсталяція має проводитися з дотриманням усіх діючих стандартів і правил. Ми не несемо в ідповідальності за неправильні інсталяції та їх наслідки.
