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Backup Power with a 48V DC Generator

Sicherungsleistung mit einem 48 -V -Gleichstromgenerator

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Artikel von Könner & Söhnen® Power Equipment 9. August 2023

Backup-Leistungslösungen mit DC-Generator KS 48V-DC

Die moderne Gesellschaft bewegt sich in Richtung Flexibilität und erneuerbare Energien.

Power Island -Lösungen und Stromversorgungssysteme mit Batterien sind zu einem Trend geworden und werden immer häufiger. Derzeit haben wir schnelle Veränderungen bei der Herstellung von Batterien und Akkumulatoren, die sich zunehmend auf unseren Alltag auswirken.

Stromlagergeräte werden zunehmend Teil verschiedener Stromversorgungssysteme. Solarsysteme, Windkraftanlagen, Elektroautos, Haushaltsgeräte mit wiederaufladbaren Batterien, Computersystemen mit UPSS, Telekommunikation, Überwachungssystemen usw. sind mit Langzeitbatterien ausgestattet.

Die Batterien werden entweder von einer Wechselstrom- oder DC -Stromquelle aufgeladen. Die Wechselstromspannung muss jedoch zuerst behoben werden, was an sich bei höheren Leistungsniveaus ein technisches Problem darstellt.

Die meisten AC/DC -Ladegeräte und auch Lademodule in den Wechselrichtern haben einen gepulsten Stromverbrauch und die meisten von ihnen laden das Batteriespeichergerät auf gepulste Weise auf:

Aktueller Verbrauch (grün) des Ladegeräts

Ladestrom (grün) der Batterie

Die Netzspannung ist gelb dargestellt. Bei Ladegeräten oder Lademodulen ohne Leistungsfaktorkorrektur wird nur die Maxima der Sinuswelle verbraucht.

Der Impulsstromverbrauch hat einen Leistungsfaktor von 0,5 bis 0,6, der eine hohe Reaktive verursacht. Beim Betrieb aus dem öffentlichen Stromnetz gibt es weniger Probleme, da mehrere Stromverbraucher parallel laufen und sich gegenseitig ausbalancieren.

Bei der Verwendung eines Wechselstromgenerators treten jedoch verschiedene technische Probleme auf, was bedeutet, dass Sie nicht mehr als die Hälfte der Nennleistung des Generators verwenden können, und Maßnahmen müssen unternommen werden, um die Schaltung gegen die durch den Impuls-ähnlichen Stromverbrauch verursachten Harmonischen zu stabilisieren.

In der Praxis führt es häufig zu einem instabilen Betrieb des Ladegeräts und sogar zu einer Schädigung des Generators wie überhitzten Wicklungen, einem gebrochenen Spannungsregler oder dem Wechselrichtermodul.

Ein herkömmlicher Generator darf nicht als Sicherungsstromquelle für einen UPS oder einen Wechselrichter verwendet werden, da das Lademodul seine Spannung verzerren kann, was wiederum die zu lieferenden Stromverbraucher beeinflusst. Generatoren mit Wechselrichtertechnologie eignen sich besser dafür, aber Sie müssen mit Einschränkungen bei der Leistung rechnen.

DC -Generatoren Lösen Sie als Energiequelle für die Batteriespeicherung das Problem auf andere Weise und haben Sie in diesem Sinne viele Vorteile.

KS 48 V-DC ist direkt an die Batterie oder 48 V-CUSBAR angeschlossen und führt dieselbe Funktion wie andere Gleichstromquellen wie ein Solarfeld oder eine Windkraftanlage mit einem Ladungscontroller aus.

Das Laden der Batterie über den Solarladungscontroller ist kompliziert, abhängig vom Stromverbrauch des Wechselrichters:

Auf dem Bild links wird keine Kraft aus dem Wechselrichter gezogen, um das Zuhause zu versorgen, und im Bild rechts wird die Kraft in Impulsen gezeichnet, um eine Sinuswelle zu erzeugen.

Der DC -Generator verfügt über mehrere Wicklungen und elektronische Steuerung, was den Ausgangsstrom viel glatter macht. So sieht der Ladestrom (in Grün) einer Lifepo₄ -Batterie (ein Extremfall) bei 40A und 70A -Strom (RMS -Wert) aus wie:

Die DC -Generatorausgangsspannung ist sehr niedrig, was immer noch zu Ladestrom -Ripple in einer Lifepo₄ -Batterie führen kann. Mit zunehmendem Ladestrom steigt die Differenz zwischen der eigenen Spannung der Batterie und der Spannung des Generators, was zu einer Verringerung des Ladestromwells führen kann.

Ein DC -Generator zum Laden der Batterien ist eine gute Lösung aus allen Standpunkten, und in einigen Fällen gibt es keine bessere Alternative.

Zum Beispiel gibt es bei Wechselrichtern mit Backup-Leistungsfunktion und mit einem DC-Batteriespeicher keine Möglichkeit, einen Wechselstromgenerator anstelle des öffentlichen Stromnetzes zu verwenden, da ein solcher Generator durch Power-Feedback beschädigt werden kann. Der Gleichstromspeicher kann nur aus einer Gleichstromquelle aufgeladen werden.

Könner & Söhnen arbeiten immer daran, unseren Kunden gute Lösungen anzubieten. Eine zuverlässige Stromversorgung ist äußerst wichtig und die DC -Generatoren von Könnner & Söehen sollten dabei eine wichtige Rolle spielen.

Der KS 48V-DC-Gleichstromgenerator wurde speziell für 48-V-Batteriespeicher entwickelt, dessen Arbeitsspannungsbereich sich mit dem Bereich von 48-54 V überschneidet.

Hier sind die Parameter der häufigsten Batterien im Vergleich:

Gebührszustand
SOD, %

Stromspannung
 Lifepo₄
(16x3,2 V)

Stromspannung
 Lifepo₄
(15x3,2 V)

Stromspannung
LION
(14x3.7v)

Stromspannung
LION
(13x3.7v)

Stromspannung
Hauptversammlung
(4x12v)

Stromspannung
Bleisäure
(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

 

Es ist unerlässlich, auf Parameter wie maximale Ladespannung, empfohlene Strom und nutzbare Kapazität zu achten:

Aufladung
Parameter,
Max

 Lifepo₄
16 Zellen
(16x3,2 V)

 Lifepo₄
15 Zellen
(15x3,2 V)

LION
14 Zellen
(14x3.7v)

LION
13 Zellen
(13x3.7v)

Hauptversammlung
4 Batterys
(4x12v)

Bleisäure
4 Batterys
(4x12v)

Stromspannung,
V

57.6

54.0

58.0

53.9

58.0

57.2

Aktuell,
C

1.0

1.0

0.5

0.5

0.2

0.2

Verwendbar
capacity, %

90-100

90-100

90-100

90-100

50-80

50

Die maximale Ausgangsspannung des KS 48 V-DC wird so ausgewählt, dass auch bei AGM- und Blei-Säure-Batterien kein Überladen auftritt. Dies befindet sich im Bereich des Trinkens und kann die Batterien auch dann nicht beschädigen, wenn der Generator mehrere Stunden lang läuft.

Wenn die Spannung in der 48 -V -Bushaltestelle auf 57 V steigen soll (z. B. aufgrund anderer DC -Leistungsquellen), stoppt der Generator unabhängig vom Modus sofort.

Die Lithiumbatterien sind mit BMS -Controllern ausgestattet, die auch Überladen verhindern.

Der Spannungsbereich von 48-54 V passt für die meisten 48-V-Bushals. Der Spannungsabfall der Kabel vom Generator zu den 48-V-Bushals muss ebenfalls berücksichtigt werden, was je nach Stromstärke 0,5-1,0 V betragen kann.

Der KS 48V-DC funktioniert wie ein Ladegerät oder ein Lademodul mit einer IU-Eigenschaft:

Es führt dieselbe Funktion wie jede andere DC -Quelle aus, die mit dem 48 -V -Bus verbunden ist und das System bei Bedarf an das System versorgt.

Verschiedene Funktionsalgorithmen können mit dem vorhandenen automatischen oder externen Steuermodus implementiert werden. Bei der Auswahl zwischen dem automatischen und dem externen Steuermodus müssen die speziellen Merkmale des zu liefernden Systems berücksichtigt werden. Wenn der Generator läuft und die einzige Quelle für DC -Leistung im 48 -V -Bus ist, übernimmt er praktisch die gesamte Stromversorgung, da seine Ausgangsspannung leicht über der Batteriespannung bleibt.

Wenn der durchschnittliche Energiebedarf mehr als 50% der Nennleistung des Generators (z. B. Telekommunikationssysteme) beträgt, empfehlen wir, mehrere KS 48 V-DC zu verwenden, um die Leistung zu erhöhen:

Die Gesamtnennleistung der parallel angeschlossenen Gleichstromgeneratoren sollte mindestens doppelt so hoch sein, dass der durchschnittliche Stromverbrauch der angeschlossenen Stromverbraucher so langfristig garantiert werden kann. Zum Beispiel kann die Hälfte der DC -Generatoren laufen, während die andere Hälfte abgekühlt, gewartet oder betankt werden kann.

Im Auto-Modus würde ein solches System auch selbst regulieren. Selbst eine kleine Abweichung in der Startspannung des Generators bedeutet, dass der 1. Generator zuerst startet und die anderen mitkommen, wenn die Batteriespannung weiter sinkt, wenn der Ausgang des 1. Generators allein nicht ausreicht. Wenn der Ausgangsstrom eines der aktiven Generatoren unter 20A fällt, wird er innerhalb von 30 Sekunden ausgeschaltet, während die anderen Generatoren weiter laufen.

Wenn andere Gleichstromquellen in der 48-V-Busbank (Ladegerät des Wechselrichters oder des UPS, des AC/DC-Konverters, des Ladungscontrollers der PV-Module oder des Windturbines usw. aktiv werden sollen) und übernehmen Sie das Stromversorgung zum Teil oder vollständig, die aktuelle Ziehung auf dem KS 48 V-DC und im Automodus. If several KS 48V-DC are to run in parallel, they are switched off one after the other and only those continue to run where the current consumption exceeds 20A.

Dies spart Kraftstoff, da der Motor nicht bei niedrigen Lasten, sondern im wirtschaftlichen Geschwindigkeitsbereich verläuft.

Im externen Steuermodus werden der KS 48 V-DC nur über externe potenzielle „trockene“ Kontakte ein- und ausgeschaltet, mit Ausnahme des Überspannungsschutzes, der den Generator bei 57 V abschaltet.

BETRIEB  Im Auto -Modus

Der Generator im Auto-Modus überwacht die Spannung der zu liefernden Akku und startet automatisch, wenn der niedrigere Spannungswert von 47,5-48 V erreicht ist. Reaktionszeit ca. 5 Sekunden.

Der Generator lädt die Batterie mit einer Spannung von bis zu 53,5-54 V und einem Strom von bis zu 70-75A auf und schaltet sich aus, sobald die Spannung 53,5-54 V erreicht und der Ladestrom unter 20a liegt. Reaktionszeit ca. 30 Sekunden.

Der Generator kann unabhängig von der Batteriespannung jederzeit auf den Startknopf gedrückt werden, wird jedoch innerhalb von 30 Sekunden nach dem Aufwand des aktuellen Zeichnungss unter 20a gestoppt.

Die grüne Signallampe (Betriebsanzeige) leuchtet kontinuierlich auf, wenn die Stromauszeichnung 20A überschreitet und blinkt, wenn die Stromabteilung unter 20a fällt.

Wenn der Stromverbrauch im jeweiligen Fall technisch nicht unter 20a (48 V -Busbar) fällt, sollte der externe Steuermodus verwendet werden, damit der Generator nicht kontinuierlich läuft.

Betrieb im externen Steuermodus

Der Generator im externen Kontrollmodus wird durch Schließen der Steuerterminalkontakte gestartet und durch Öffnen gestoppt. In diesem Modus kann der Generator durch externe Steuerung von Geräten mit potenziellen „trockenen“ Kontakten optimal an verschiedene Batteriespeichersysteme angepasst werden, was den Anwendungsbereich des Generators erheblich erweitert. Mit dem Jumper zwischen den Kontrollanschlüssen beginnt der Generator sofort, sobald der Drehschalter in die Einstellung gedreht wird und stoppt, wenn er sich in der Aus -Position befindet. Eine solche Verwendung wird empfohlen, um den Generator unabhängig von der Batteriespannung manuell zu starten und zu stoppen.

Viele Geräte sind mit potenziellen „trockenen“ Kontakten (Wechselrichter, UPSS, Batterien mit BMS-Controllern, Batteriemonitoren, Zeitrelais usw.) ausgestattet. Dies ermöglicht dies, um alle möglichen Algorithmen der Generatorverwendung zu implementieren.

Überspannung und Überlastschutz

Wenn die Spannung an der 48 -V -Busbank oder der zu lieferenden Batterie aus irgendeinem Grund auf 57 V und höher steigen sollte, schaltet der Generator sofort ab.

Die Ausgangsspannung des Generators wird reduziert, wenn der maximale Strom überschritten wird und niedriger als 48 V sein kann. Wenn er jedoch zu niedrig wird, wird er als Kurzschluss erkannt und der Generator wird sofort ausgeschaltet.

Es ist normal, dass der rote Anleuchtung bei maximalem Strom leuchtet. Dies bedeutet nur, dass der maximale Ausgangsstrom des Generators erreicht wurde.

Schutz im Falle eines niedrigen Kraftstoff- oder Motoröls

Wenn der Kraftstoff aufgebraucht ist, stoppt der Motor.

Wenn der Ölstand zu niedrig ist (gelbe LED leuchtet), stoppt der Motor sofort.

Wenn die Startbedingungen erfüllt sind (die Batteriespannung liegt unter 47,5-48 V im automatischen Modus oder externe Steuerkontakte werden im externen Steuermodus kurzgeschlossen), versucht der Engine, 5 Mal zu starten, und wenn sie nicht funktioniert, wird eine Fehlermeldung angezeigt (rote LED-Blitze).

Einfacher Service 

Der Generator hat keine eigene Batterie und wird von der zu lieferenden Batterie gestartet. Die zu lieferende Batterie hat normalerweise eine Kapazität von mehreren kWh, und selbst bei geringer Ladung gibt es noch mehr als genug Energie, um den Generator zu starten, selbst nach mehreren Versuchen, ihn zu starten. Dadurch wird die regelmäßige Wartung des Akkus des Generators beseitigt, ebenso wie beispielsweise Wechselstromgeneratoren und erhöht die Zuverlässigkeit des Notfallversorgung, wenn der Generator selten verwendet wird.

Mit dem Generator muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Haltbarkeit des Kraftstoffs nicht überschritten wird. Wir empfehlen, nur lang anhaltende Benzin mit einer Oktanzahl von 90-95 als Kraftstoff zu verwenden, auf mögliche Einlagen im Vergaser zu achten und sie je nach Haltbarkeit des Benzins rechtzeitig abzuwehren.

Es ist auch wichtig, auf die Haltbarkeit des Motoröls zu achten. Dies muss entweder alle 12 bis 18 Monate gemäß den Angaben des Herstellers oder alle 50 Betriebsstunden geändert werden.

Der Luftfilter sollte abhängig davon ersetzt werden, wie schmutzig er ist.

WICHTIGER HINWEIS: 

Der Gleichstromgenerator KS 48 V-DC darf nur mit 48-V-Batterien betrieben werden, die in der obigen Tabelle aufgeführt sind. Es ist unerlässlich, auf die Parameter des gesamten Stromversorgungssystems zu achten. In Systemen, in denen die 48 -V -CUSBAR ausschließlich vom Wechselrichter geliefert wird, muss sichergestellt werden, dass andere DC -Stromquellen mit der 48 -V -CUSBAR angeschlossen werden können und dass der Controller (insbesondere mit der Energiemanagement auf der Grundlage der Energieflüsse) der verursachten Anlage keine Fehler gibt.

HAFTUNGSAUSSCHLUSS:

These instructions can only be taken as a recommendation, are illustrative and must be adapted to the exact local circumstances and conditions during installation. Die Installation selbst sollte in Übereinstimmung mit allen Standards und Vorschriften durchgeführt werden. Wir übernehmen keine Verantwortung für die falschen Installationen und ihre Folgen.

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