דלג לתוכן

ברוך הבא אורח

אנא התחברות אוֹ הירשם
Backup Power with a 48V DC Generator

כוח גיבוי עם מחולל DC 48 וולט DC

0 comments

מאמר מאת Könner & Söhnen® ציוד כוח 9 באוגוסט 2023

פתרונות כוח גיבוי עם DC-Generator KS 48V-DC

החברה המודרנית עוברת לעבר גמישות ואנרגיה מתחדשת.

פתרונות איילנד ומערכות אספקת חשמל עם סוללות הפכו למגמה והופכים נפוצים יותר ויותר. אנו חווים כיום שינויים מהירים בייצור סוללות ומצברים, המשפיעים יותר ויותר על חיי היומיום שלנו.

מכשירי אחסון חשמל הופכים יותר ויותר לחלק ממערכות אספקת חשמל שונות. מערכות סולאריות, טורבינות רוח, מכוניות חשמליות, מכשירי חשמל ביתיים עם סוללות נטענות, מערכות מחשב עם UPSS, טלקומוניקציה, מערכות מעקב וכו ', מצוידות בסוללות ארוכות חיים.

הסוללות טעונות ממקור חשמל AC או DC. עם זאת, תחילה יש לתקן את מתח ה- AC, שהיא בעיה טכנית בפני עצמה ברמות כוח גבוהות יותר.

לרוב מטעני AC/DC וגם למודולי טעינה בממירים יש צריכת חשמל פועמת ורובם טוענים את מכשיר אחסון הסוללה בצורה פועמת:

הצריכה הנוכחית (ירוק) של המטען

טעינה זרם (ירוק) של הסוללה

מתח החשמל מוצג בצהוב. במקרה של מטענים או מודולים טעינה ללא תיקון גורם גורם כוח, נצרכים רק המקסימום של גל הסינוס.

לצריכת זרם הדופק יש גורם כוח של 0.5-0.6 הגורם לעוצמה תגובית גבוהה. כאשר פועלים מרשת הכוח הציבורית, יש פחות בעיות מכיוון שכמה צרכני כוח רצים במקביל ומאזנים זה את זה.

עם זאת, בעת שימוש במחולל AC, מתעוררות בעיות טכניות שונות, שמשמעותה אינך יכול להשתמש יותר ממחצית מהעוצמה הנומינלית של הגנרטור ויש לנקוט באמצעים כדי לייצב את המעגל כנגד ההרמוניות הנגרמות כתוצאה מצריכת זרם דמוי דופק.

בפועל, לעתים קרובות זה מוביל להפעלה לא יציבה של המטען ואף נזק לגנרטור כמו פיתולים מחוממים יתר על המידה, ווסת מתח שבור או מודול מהפך.

אסור להשתמש בגנרטור קונבנציונאלי כמקור כוח גיבוי עבור UPS או מהפך, מכיוון שמודול הטעינה יכול לעוות את המתח שלו, מה שבתורו משפיע על צרכני החשמל שיש לספק. גנרטורים עם טכנולוגיית מהפך מתאימים יותר לכך, אך עליכם להתחשב עם מגבלות בביצועים.

מחוללי DC כמקור אנרגיה לאחסון סוללות פותר את הבעיה בדרך אחרת ויש לו הרבה יתרונות במובן זה.

KS 48V-DC מחובר ישירות לסוללה או לסרגל האוטובוס 48V ומבצע את אותה פונקציה כמו מקורות זרם ישירים אחרים כמו שדה סולארי או טורבינת רוח עם בקר טעינה.

טעינה של הסוללה באמצעות בקר טעינה סולארית מסובכת, תלוי בצריכת החשמל של המהפך:

בתמונה משמאל, לא נמשך כוח מהמהפך כדי להניע את הבית ובתמונה מימין, הכוח נמשך בפולסים ליצירת גל סינוס.

לגנרטור DC יש פיתולים מרובים ושליטה אלקטרונית, מה שהופך את זרם הפלט לחמיש הרבה יותר. כך נראה זרם הטעינה (בירוק) של סוללת LifePo₄ (מקרה קיצוני) בזרם 40a ו- 70a (ערך RMS) כמו:

אדווה מתח היציאה של גנרטור DC נמוך מאוד, מה שעדיין יכול לגרום לטעינה של אדווה זרם בסוללת LifePo₄. ככל שזרם הטעינה גדל, ההבדל בין המתח של הסוללה עצמו למתח הגנרטור גדל, מה שעלול להוביל להפחתה של אדווה זרם הטעינה.

מחולל DC לטעינת הסוללות הוא פיתרון טוב מכל נקודות המבט ובמקרים מסוימים אין אלטרנטיבה טובה יותר, אם בכלל.

לדוגמה, עם ממירים ברשת עם פונקציית חשמל לגיבוי ועם אחסון סוללות DC, אין דרך להשתמש בגנרטור AC במקום ברשת החשמל הציבורית, מכיוון שגנרטור כזה יכול להיפגע על ידי משוב כוח. ניתן לטעון את אחסון הסוללות הנוכחי הישיר רק ממקור זרם ישיר.

Könner & Söhnen תמיד עובדים על היכולת להציע ללקוחותינו פתרונות טובים. אספקת חשמל אמינה חשובה ביותר ומחוללי DC מ- Könner & Söhnen צריכים למלא תפקיד חשוב בכך.

גנרטור הנוכחי הישיר של KS 48V-DC פותח במיוחד לאחסון סוללות 48 וולט שחפיפות המתח העובדות שלו חופפות לטווח 48-54V.

להלן הפרמטרים של הסוללות הנפוצות ביותר בהשוואה:

מצב מטען
SOC, %

מֶתַח
 LifePo₄
(16x3.2 V)

מֶתַח
 LifePo₄
(15x3.2 V)

מֶתַח
ליון
(14x3.7V)

מֶתַח
ליון
(13X3.7V)

מֶתַח
AGM
(4x12V)

מֶתַח
בליי-סור
(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

 

חובה לשים לב לפרמטרים כמו מתח טעינה מקסימאלי, זרם מומלץ ויכולת שמישה:

תַשְׁלוּם
פרמטרים,
מקס

 LifePo₄
16 תאים
(16x3.2 V)

 LifePo₄
15 תאים
(15x3.2 V)

ליון
14 תאים
(14x3.7V)

ליון
13 תאים
(13X3.7V)

AGM
4 חריצות
(4x12V)

בליי-סור
4 חריצות
(4x12V)

מֶתַח,
V

57.6

54.0

58.0

53.9

58.0

57.2

נוֹכְחִי,
ג

1.0

1.0

0.5

0.5

0.2

0.2

שָׁמִישׁ
קיבולת, %

90-100

90-100

90-100

90-100

50-80

50

מתח הפלט המרבי של ה- KS 48V-DC נבחר באופן שלא מתרחש טעינת יתר, אפילו עם AGM וסוללות חומצות עופרת. זה בתחום טעינה טפטוף ואינו יכול לפגוע בסוללות גם אם הגנרטור פועל במשך מספר שעות.

אם המתח בסרגל האוטובוס של 48 וולט יעלה ל 57 וולט (למשל בגלל מקורות כוח אחרים של DC), הגנרטור נעצר מייד, ללא קשר למצב.

סוללות הליתיום מצוידות בבקרי BMS, המונעים גם טעינת יתר.

טווח המתח של 48-54V מתאים לרוב סורגי האוטובוס של 48 וולט. יש לקחת בחשבון גם את ירידת המתח בכבלים מהגנרטור לסורגי האוטובוס של 48 וולט, שיכולה להיות 0.5-1.0V בהתאם לחוזק הנוכחי.

ה- KS 48V-DC עובד כמו מטען או מודול טעינה עם מאפיין IU:

היא מבצעת את אותה פונקציה כמו כל מקור DC אחר המחובר לאוטובוס 48V, ומספק כוח למערכת בעת הצורך.

ניתן ליישם אלגוריתמי פונקציה שונים באמצעות מצב בקרה אוטומטית או חיצונית הקיימת. בבחירת מצב בקרה אוטומטית למצב בקרה חיצונית, יש לקחת בחשבון את התכונות המיוחדות של המערכת שיש לספק. כאשר הגנרטור פועל והוא המקור היחיד להפעלת DC באוטובוס 48V, הוא משתלט כמעט על כל אספקת החשמל, שכן מתח היציאה שלו נשאר מעט מעל מתח הסוללה.

אם דרישת האנרגיה הממוצעת היא יותר מ- 50% מהעוצמה הנומינלית של הגנרטור (למשל מערכות טלקומוניקציה), אנו ממליצים להשתמש בכמה KS 48V-DC כדי להגדיל את הכוח:

הכוח המדורג הכולל של מחוללי DC המחוברים במקביל צריך להיות גבוה לפחות כפול ככל שצריכת החשמל הממוצעת של צרכני הכוח המחוברים, כך שניתן יהיה להבטיח פעולה ללא הפרעה לטווח הארוך. לדוגמה, מחצית מגנרטורי DC יכולים לרוץ בזמן שניתן לקרר את החצי השני, שירות או תדלוק.

במצב אוטומטי, מערכת כזו תהיה גם ויסות עצמי. אפילו סטייה קטנה במתח ההתחלה של הגנרטור פירושה שהגנרטור הראשון מתחיל קודם והאחרים מגיעים כאשר מתח הסוללה ממשיך לרדת אם הפלט של הגנרטור הראשון בלבד אינו מספיק. אם זרם הפלט של אחד הגנרטורים הפעילים נופל מתחת ל 20A, הוא מכבה תוך 30 שניות בעוד שהגנרטורים האחרים ממשיכים לרוץ.

אם מקורות זרם ישירים אחרים אמורים להיות פעילים על סרגל האוטובוס 48 וולט (מודול מטען של המהפך או ה- UPS, ממיר AC/DC, בקר טעינה של מודולי ה- PV או טורבינת הרוח וכו ') ולהשתלט על אספקת החשמל בחלקו או במלואם, הזרם שרטט על ה- KS 48V-DC וכאשר הוא במצב אוטומטי, סגירת הבקר. אם מספר KS 48V-DC יפעלו במקביל, הם מכבים בזה אחר זה ורק אלה ממשיכים לרוץ במקום שהצריכה הנוכחית עולה על 20 א.

זה חוסך דלק מכיוון שהמנוע אינו פועל בעומסים נמוכים אלא בטווח המהירות הכלכלי.

במצב בקרה חיצוני, KS 48V-DC מופעלים ומכבים רק באמצעות אנשי קשר "יבשים" נטולי פוטנציאל חיצוניים, למעט הגנה על מתח יתר, שמכבה את הגנרטור ב 57V.

מִבצָע  במצב אוטומטי

הגנרטור במצב אוטומטי עוקב אחר מתח הסוללה שיסופק ומתחיל אוטומטית כאשר מגיע לערך המתח התחתון של 47.5-48V. זמן התגובה בערך 5 שניות.

הגנרטור טוען את הסוללה במתח של עד 53.5-54 וולט וזרם של עד 70-75A ומכבה ברגע שהמתח מגיע ל 53.5-54 וולט וזרם הטעינה נופל מתחת ל 20A. זמן התגובה בערך 30 שניות.

ניתן להתחיל את הגנרטור על ידי לחיצה על כפתור ההתחלה בכל עת ללא קשר למתח הסוללה, אך יופסק תוך 30 שניות לאחר שהתיקו הנוכחי יגיע מתחת ל 20A.

מנורת האות הירוק (תצוגת הפעלה) נדלקת ברציפות כאשר השרטוט הנוכחי עולה על 20A ומבהב כאשר השרטוט הנוכחי נופל מתחת ל 20A.

אם צריכת החשמל במקרה המתאים היא טכנית לעולם לא תיפול מתחת ל 20A (48V Busture), יש להשתמש במצב הבקרה החיצוני כך שהגנרטור לא יפעל ברציפות.

פעולה במצב בקרה חיצוני

הגנרטור במצב בקרה חיצוני יחל על ידי סגירת אנשי הקשר של מסוף הבקרה ועצר על ידי פתיחתם. מצב זה מאפשר להתאים את הגנרטור בצורה אופטימלית למערכות אחסון סוללות שונות על ידי בקרה חיצונית של מכשירים עם אנשי קשר "יבשים" נטולי פוטנציאל, המרחיבים משמעותית את טווח היישום של הגנרטור. עם המגשר בין אנשי הקשר של מסוף הבקרה, הגנרטור מתחיל מייד ברגע שהמתג הסיבובי מופנה למצב ON ועוצר כשהוא במצב כבוי. שימוש כזה מומלץ כדי להיות מסוגל להתחיל ולעצור את הגנרטור באופן ידני ללא קשר למתח הסוללה.

מכשירים רבים מצוידים במגעים "יבשים" נטולי פוטנציאל (ממירים, UPSS, סוללות עם בקרי BMS, מסכי סוללות, ממסרי זמן וכו ') וזה מאפשר ליישם את כל האלגוריתמים האפשריים של השימוש בגנרטורים.

מתח יתר והגנה על עומס יתר

אם המתח בסרגל האוטובוס 48 וולט או הסוללה שתסופק אמור לעלות ל 57 וולט ומעלה מכל סיבה שהיא, הגנרטור מכבה מייד.

מתח היציאה של הגנרטור מופחת כאשר חריגה מהזרם המרבי ויכול להיות נמוך מ- 48V, אך אם הוא נמוך מדי, הוא מוכר כקציר והגנרטור מכבה מייד.

זה נורמלי שה- LED האדום נדלק תוך טעינה בזרם מקסימלי. פירוש הדבר הוא רק שזרם הפלט המרבי של הגנרטור הושג.

הגנה במקרה של דלק נמוך או שמן מנוע

אם משתמשים בדלק, המנוע נעצר.

אם מפלס השמן נמוך מדי (LED צהוב נדלק), המנוע נעצר מייד.

אם מתקיימים תנאי ההתחלה (מתח הסוללה הוא מתחת ל 47.5-48 וולט במצב אוטומטי או אנשי קשר בקרה חיצוניים הם קצרים במעגל במצב בקרה חיצוני), המנוע מנסה להתחיל 5 פעמים ואם הוא לא עובד, מופיעה הודעת שגיאה (LED אדום מהבהב).

שירות קל 

לגנרטור אין סוללה משלו ומתחילה על ידי הסוללה שתסופק. הסוללה שתסופק בדרך כלל היא בעלת קיבולת של כמה קוט"ש ואפילו עם מטען נמוך, עדיין יש יותר ממספיק אנרגיה כדי להתחיל את הגנרטור, גם לאחר מספר ניסיונות להתחיל אותה. זה מבטל את הצורך בתחזוקה שוטפת של סוללת הגנרטור, כמקובל בגנרטורים AC, למשל, ומגדיל את אמינות אספקת חשמל החירום כאשר לעתים רחוקות משתמשים בגנרטור.

עם זאת, עם הגנרטור, יש להקפיד על כך שאין חריגה מחיי המדף של הדלק. אנו ממליצים להשתמש רק בבנזין לאורך זמן עם מספר אוקטן של 90-95 כדלק, לשים לב לפיקדונות אפשריים בקרבורטור ולנקז אותם בזמן טוב, תלוי בחיי המדף של הדלק.

חשוב גם לשים לב לחיי המדף של שמן המנוע. יש לשנות את זה כל 12-18 חודשים על פי מפרטי היצרן או כל 50 שעות הפעלה.

יש להחליף את מסנן האוויר תלוי כמה הוא מלוכלך.

הערה חשובה: 

הגנרטור הנוכחי הישיר KS 48V-DC עשוי להיות מופעל רק עם סוללות 48 וולט, המופיעות בטבלה שלמעלה. חובה לשים לב לפרמטרים של מערכת אספקת החשמל כולה. במערכות בהן המהפך מסופק באופן בלעדי על ידי המהפך, יש להבטיח כי ניתן לחבר מקורות כוח אחרים של DC ל- 48V וכי אין תקלות בבקר (במיוחד עם ניהול אנרגיה על בסיס זרימת אנרגיה) של המפעל שנגרם.

הצהרת אחריות:

הוראות אלה יכולות להילקח רק כהמלצה, הן מחייבות ויש להתאים אותם לנסיבות ולתנאים המקומיים המדויקים במהלך ההתקנה. ההתקנה עצמה צריכה להתבצע בהתאם לכל הסטנדרטים והתקנות. איננו לוקחים אחריות על המתקנים הלא נכונים והשלכותיהם.

Comments 

No comments

Leave a comment
Your Email Address Will Not Be Published. Required Fields Are Marked *

העגלה שלך

העגלה שלך כרגע ריקה

רשימת המשאלות שלך