La sociedad moderna se mueve hacia la flexibilidad y la energía renovable.

Las soluciones de Power Island y los sistemas de suministro de energía con baterías se han convertido en una tendencia y se están volviendo cada vez más comunes. Actualmente estamos experimentando cambios rápidos en la fabricación de baterías y acumuladores, que están afectando cada vez más nuestra vida cotidiana.

Los dispositivos de almacenamiento de electricidad se están convirtiendo cada vez más en parte de diferentes sistemas de suministro de energía. Los sistemas solares, turbinas eólicas, automóviles eléctricos, electrodomésticos con baterías recargables, sistemas informáticos con UPSS, telecomunicaciones, sistemas de vigilancia, etc. están equipados con baterías de larga duración.

Las baterías se cargan desde una fuente de alimentación de CA o CC. Sin embargo, el voltaje de CA primero debe rectificarse, lo cual es un problema técnico en sí mismo en niveles de potencia más altos.

La mayoría de los cargadores de CA/CC y también los módulos de carga en los inversores tienen un consumo de energía pulsado y la mayoría de ellos cargan el dispositivo de almacenamiento de la batería de manera pulsada:

Consumo actual (verde) del cargador

Corriente de carga (verde) de la batería

El voltaje de la red se muestra en amarillo. En el caso de cargadores o módulos de carga sin corrección del factor de potencia, solo se consumen los máximos de la onda sinusoidal.

El consumo de corriente de pulso tiene un factor de potencia de 0.5-0.6, lo que causa una alta potencia reactiva. Cuando operan desde la red de energía pública, hay menos problemas porque varios consumidores de energía se ejecutan en paralelo y se equilibran entre sí.

Sin embargo, cuando se usa un generador de CA, surgen varios problemas técnicos, lo que significa que no puede usar más de la mitad de la potencia nominal del generador y se deben tomar medidas para estabilizar el circuito contra los armónicos causados ​​por el consumo de corriente similar al pulso.

En la práctica, a menudo conduce a un funcionamiento inestable del cargador e incluso daños al generador, como los devanados sobrecalentados, el regulador de voltaje roto o el módulo de inversor.

Un generador convencional no debe usarse como fuente de alimentación de respaldo para un UPS o un inversor, ya que el módulo de carga puede distorsionar su voltaje, lo que a su vez afecta a los consumidores de electricidad a suministrar. Los generadores con tecnología de inversores son más adecuados para esto, pero debe tener en cuenta las limitaciones en el rendimiento.

Generadores de DC Como fuente de energía para el almacenamiento de la batería, resuelve el problema de una manera diferente y tiene muchas ventajas en ese sentido.

KS 48V-DC está conectado directamente a la batería o una barra colectiva de 48 V y realiza la misma función que otras fuentes de corriente continua, como un campo solar o una turbina eólica con un controlador de carga.

Cargar la batería a través del controlador de carga solar es complicado, dependiendo del consumo de energía del inversor:

En la imagen de la izquierda, no se está dibujando potencia del inversor para alimentar la casa y en la imagen a la derecha, la potencia se está dibujando en los pulsos para crear una onda sinusoidal.

El generador de CC tiene múltiples devanados y control electrónico, lo que hace que la corriente de salida sea mucho más suave. Así es como la corriente de carga (en verde) de una batería LifePo₄ (un estuche extremo) a 40A y 70A de corriente (valor RMS) parece:

La ondulación de voltaje de salida del generador de CC es muy baja, lo que aún puede causar la ondulación de corriente de carga en una batería de LifePo₄. A medida que aumenta la corriente de carga, aumenta la diferencia entre el voltaje propio de la batería y el voltaje del generador, lo que puede conducir a una reducción en la corriente de carga.

Un generador de CC para cargar las baterías es una buena solución desde todos los puntos de vista y, en algunos casos, no hay mejor, si es que hay alguna, alternativa.

Por ejemplo, con los inversores en la red con función de alimentación de respaldo y con un almacenamiento de batería de CC, no hay forma de usar un generador de CA en lugar de la red de energía pública, ya que dicho generador puede dañarse mediante retroalimentación de alimentación. El almacenamiento de batería de corriente continua solo se puede recargar de una fuente de corriente continua.

Könner y Söhnen siempre están trabajando en poder ofrecer a nuestros clientes buenas soluciones. Una fuente de alimentación confiable es extremadamente importante y los generadores de DC de Könner y Söhnen deberían desempeñar un papel importante en esto.

El generador de corriente continua KS 48V-DC se ha desarrollado especialmente para el almacenamiento de batería de 48V cuyo rango de voltaje de trabajo se superpone con el rango de 48-54V.

Estos son los parámetros de las baterías más comunes en comparación:

Es imperativo prestar atención a parámetros tales como el voltaje de carga máximo, la corriente recomendada y la capacidad utilizable:

El voltaje de salida máximo del KS 48V-DC se selecciona de tal manera que no se produce sobrecarga, incluso con baterías AGM y de plomo-ácido. Esto está en el área de carga de goteo y no puede dañar las baterías incluso si el generador funciona durante varias horas.

Si el voltaje en la barra de bus de 48 V se elevará a 57 V (por ejemplo, debido a otras fuentes de energía de CC), el generador se detiene inmediatamente, independientemente del modo.

Las baterías de litio están equipadas con controladores BMS, que también evitan sobrecarga.

El rango de voltaje de 48-54V se adapta a la mayoría de las barras de autobuses de 48 V. La caída de voltaje en los cables desde el generador hasta las barras de bus de 48 V también debe tenerse en cuenta, que puede ser 0.5-1.0V dependiendo de la resistencia actual.

El KS 48V-DC funciona como un cargador o un módulo de carga con una característica IU:

Realiza la misma función que cualquier otra fuente de CC conectada al bus de 48V, proporcionando energía al sistema cuando sea necesario.

Se pueden implementar diferentes algoritmos de función utilizando el modo de control automático o externo existente. Al elegir entre el modo de control automático y externo, se deben tener en cuenta las características especiales del sistema a suministrar. Cuando el generador se está ejecutando y es la única fuente de alimentación de CC en el bus de 48 V, se hace cargo prácticamente de toda la fuente de alimentación, ya que su voltaje de salida permanece ligeramente por encima del voltaje de la batería.

Si el requisito de energía promedio es más del 50% de la potencia nominal del generador (por ejemplo, sistemas de telecomunicaciones), recomendamos usar varios KS 48V-DC para aumentar la potencia:

La potencia nominal total de los generadores de CC conectados en paralelo debe ser al menos el doble de consumo promedio de energía de los consumidores de energía conectados, por lo que la operación ininterrumpida puede garantizarse a largo plazo. Por ejemplo, la mitad de los generadores de CC pueden funcionar, mientras que la otra mitad se puede enfriar, repararse o reabastecerse de combustible.

En modo automático, dicho sistema también se autorregularía. Incluso una pequeña desviación en el voltaje de inicio del generador significa que el primer generador comienza primero y los otros aparecen cuando el voltaje de la batería continúa disminuyendo si la salida del primer generador solo no es suficiente. Si la corriente de salida de uno de los generadores activos cae por debajo de 20a, se apaga en 30 segundos, mientras que los otros generadores continúan funcionando.

Si otras fuentes de corriente continua se actuarán en la barra bobina de 48V (módulo de cargador del inversor o el convertidor AC/DC UPS, el controlador de carga de los módulos PV o la turbina eólica, etc.) y se apodere de la fuente de alimentación o en su totalidad, el dibujo actual en el KS 48V-DC y cuando está en el modo de auto, el controlador se cierra por el generador. Si varios KS 48V-DC se ejecutarán en paralelo, se apagan uno tras otro y solo los que continúan funcionando donde el consumo actual excede los 20a.

Esto ahorra combustible porque el motor no funciona a bajas cargas sino en el rango de velocidad económica.

En el modo de control externo, el KS 48V-DC solo se enciende y apagan a través de contactos "secos" sin potencial externo, a excepción de la protección contra sobretensión, que apaga el generador a 57V.

OPERACIÓN  En modo automático

El generador en modo automático monitorea el voltaje de la batería que se suministrará y comienza automáticamente cuando se alcanza el valor de voltaje más bajo de 47.5-48V. Tiempo de reacción aproximadamente 5 segundos.

El generador carga la batería con un voltaje de hasta 53.5-54V y una corriente de hasta 70-75a y se apaga tan pronto como el voltaje alcanza 53.5-54V y la corriente de carga cae por debajo de 20A. Tiempo de reacción unos 30 segundos.

El generador se puede iniciar presionando el botón de inicio en cualquier momento, independientemente del voltaje de la batería, pero se detendrá dentro de los 30 segundos después de que el sorteo de corriente llegue por debajo de 20a.

La lámpara de señal verde (pantalla operativa) se ilumina continuamente cuando el dibujo actual excede los 20a y parpadea cuando el dibujo actual cae por debajo de 20a.

Si el consumo de energía en el caso respectivo técnicamente nunca cae por debajo de 20A (barra colectiva de 48V), el modo de control externo debe usarse para que el generador no se ejecute continuamente.

Operación en modo de control externo

El generador en modo de control externo se iniciará cerrando los contactos del terminal de control y se detuvo abriéndolos. Este modo permite que el generador se adapte de manera óptima a diferentes sistemas de almacenamiento de baterías mediante un control externo de dispositivos con contactos "secos" sin potencial, lo que expande significativamente el rango de aplicación del generador. Con el puente entre los contactos del terminal de control, el generador comienza inmediatamente tan pronto como el interruptor giratorio se gira a la posición de encendido y se detiene cuando está en la posición de apagado. Se recomienda dicho uso para poder comenzar y detener el generador manualmente, independientemente del voltaje de la batería.

Muchos dispositivos están equipados con contactos "secos" sin potencial (inversores, UPSS, baterías con controladores BMS, monitores de batería, relés de tiempo, etc.) y esto permite implementar todos los algoritmos posibles del uso del generador.

OVERVOLTAGE and OVERLOAD PROTECTION

Si el voltaje en la barra colectiva de 48 V o la batería que se suministra debe aumentar a 57 V y más por cualquier motivo, el generador se apaga de inmediato.

El voltaje de salida del generador se reduce cuando se excede la corriente máxima y puede ser inferior a 48V, pero si se vuelve demasiado bajo, se reconoce como un cortocircuito y el generador se apaga inmediatamente.

Es normal que el LED rojo se ilumine mientras se carga a la corriente máxima. Esto solo significa que se ha alcanzado la corriente de salida máxima del generador.

Protección en caso de bajo combustible o aceite de motor

Si el combustible se usa, el motor se detiene.

Si el nivel de aceite es demasiado bajo (el LED amarillo se ilumina), el motor se detiene inmediatamente.

Si se cumplen las condiciones iniciales (el voltaje de la batería está por debajo de 47.5-48V en modo automático o los contactos de control externo están cortos en el modo de control externo), el motor intenta iniciar 5 veces y si no funciona, aparece un mensaje de error (flashes LED rojos).

Servicio fácil 

El generador no tiene su propia batería y la batería inicia la batería. La batería a suministrar generalmente tiene una capacidad de varios kWh e incluso con una carga baja, todavía hay energía más que suficiente para comenzar el generador, incluso después de varios intentos de comenzar. Esto elimina la necesidad de mantenimiento regular de la batería del generador, como es habitual con los generadores de CA, por ejemplo, y aumenta la confiabilidad de la fuente de alimentación de emergencia cuando rara vez se usa el generador.

Sin embargo, con el generador, se debe tener cuidado para garantizar que no se exceda la vida útil del combustible. Recomendamos solo usar gasolina de larga duración con un número de octano de 90-95 como combustible, prestando atención a posibles depósitos en el carburador y drenándolos a tiempo dependiendo de la vida útil de la gasolina.

También es importante prestar atención a la vida útil del aceite del motor. Esto debe cambiarse cada 12-18 meses de acuerdo con las especificaciones del fabricante o cada 50 horas de funcionamiento.

El filtro de aire debe reemplazarse dependiendo de qué tan sucio esté.

Nota importante: 

El generador de corriente continua KS 48V-DC solo se puede operar con baterías de 48V, que se enumeran en la tabla anterior. Es imperativo prestar atención a los parámetros de todo el sistema de fuente de alimentación. En los sistemas donde el inversor suministra exclusivamente la barra colectiva de 48V, debe asegurarse de que otras fuentes de energía de CC se puedan conectar a la barra colectiva de 48 V y que no hay fallas en el controlador (especialmente con la gestión de energía basada en los flujos de energía) de la planta causada.

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD:

Estas instrucciones solo se pueden tomar como una recomendación, son ilustrativas y deben adaptarse a las circunstancias y condiciones locales exactos durante la instalación. La instalación en sí debe llevarse a cabo de conformidad con todos los estándares y regulaciones. No asumimos la responsabilidad de las instalaciones incorrectas y sus consecuencias.