La società moderna si sposta verso la flessibilità e l'energia rinnovabile.

Power Island Solutions e sistemi di alimentazione con batterie sono diventati una tendenza e stanno diventando sempre più comuni. Attualmente stiamo vivendo rapidi cambiamenti nella produzione di batterie e accumulatori, che influenzano sempre più la nostra vita quotidiana.

I dispositivi di conservazione dell'elettricità stanno diventando sempre più parte di diversi sistemi di alimentazione. Sistemi solari, turbine eoliche, auto elettriche, elettrodomestici con batterie ricaricabili, sistemi informatici con UPS, telecomunicazioni, sistemi di sorveglianza, ecc. Sono dotati di batterie di lunga durata.

Le batterie vengono caricate da una fonte di alimentazione AC o DC. Tuttavia, la tensione CA deve prima essere rettificata, il che è un problema tecnico in sé a livelli di potenza più elevati.

La maggior parte dei caricabatterie AC/DC e anche i moduli di ricarica negli inverter hanno un consumo di energia pulsata e la maggior parte di essi carica il dispositivo di archiviazione della batteria in modo pulsato:

Consumo attuale (verde) del caricabatterie

Carica corrente (verde) della batteria

La tensione di rete è mostrata in giallo. In caso di caricabatterie o moduli di ricarica senza correzione del fattore di potenza, vengono consumati solo i massimi dell'onda sinusoidale.

Il consumo di corrente di impulso ha un fattore di potenza di 0,5-0,6, che provoca un alto potere reattivo. Quando si opera dalla rete di energia pubblica, ci sono meno problemi perché diversi consumatori di energia si svolgono in parallelo e si bilanciano a vicenda.

Quando si utilizzano un generatore CA, tuttavia, sorgono vari problemi tecnici, il che significa che non è possibile utilizzare più della metà della potenza nominale del generatore e misure devono essere prese per stabilizzare il circuito rispetto alle armoniche causate dal consumo di corrente simile a un impulso.

In pratica, spesso porta a un funzionamento instabile del caricabatterie e persino a danni al generatore come avvolgimenti surriscaldati, regolatore di tensione rotto o modulo inverter.

Un generatore convenzionale non deve essere utilizzato come fonte di alimentazione di backup per un UPS o un inverter, poiché il modulo di ricarica può distorcere la sua tensione, che a sua volta colpisce i consumatori di elettricità da fornire. I generatori con tecnologia Inverter sono più adatti per questo, ma devi fare i conti con limiti di prestazioni.

Generatori DC Come fonte di energia per lo stoccaggio della batteria, risolvere il problema in modo diverso e avere molti vantaggi in questo senso.

KS 48V-DC è collegato direttamente alla batteria o a 48 V Busbar ed svolge la stessa funzione di altre fonti di corrente continua come un campo solare o una turbina eolica con un controller di carica.

La carica della batteria tramite il controller di carica solare è complicata, a seconda del consumo di energia dell'inverter:

Nell'immagine a sinistra, non viene disegnata alcuna potenza dall'inverter per alimentare la casa e nell'immagine a destra, il potere viene disegnato in impulsi per creare un'onda sinusoidale.

Il generatore DC ha più avvolgimenti e controllo elettronico, il che rende la corrente di uscita molto più fluida. Questo è il modo in cui la corrente di ricarica (in verde) di una batteria LifePo₄ (un caso estremo) alla corrente 40A e 70A (valore RMS) sembra:

L'ondulazione di tensione di uscita del generatore DC è molto bassa, il che può ancora causare ondulazione della corrente di ricarica in una batteria LifePo₄. All'aumentare della corrente di ricarica, la differenza tra la tensione della batteria e la tensione del generatore aumenta, il che può portare a una riduzione della ondulazione della corrente di carica.

Un generatore DC per caricare le batterie è una buona soluzione da tutti i punti di vista e in alcuni casi non c'è alternativa migliore.

Ad esempio, con inverter on-grid con funzione di alimentazione di backup e con una memoria batteria a CC, non è possibile utilizzare un generatore AC anziché la rete elettrica pubblica, poiché un tale generatore può essere danneggiato dal feedback di potenza. L'archiviazione della batteria a corrente continua può essere ricaricata solo da una fonte di corrente continua.

Könner & Söhnen lavora sempre per poter offrire ai nostri clienti buone soluzioni. Un alimentatore affidabile è estremamente importante e i generatori DC di Könner e Söhnen dovrebbero svolgere un ruolo importante in questo.

Il generatore di corrente continua KS 48V-DC è stato appositamente sviluppato per l'archiviazione della batteria a 48 V la gamma di tensione di lavoro si sovrappone alla gamma 48-54 V.

Ecco i parametri delle batterie più comuni in confronto:

È indispensabile prestare attenzione a parametri come la tensione di ricarica massima, la corrente consigliata e la capacità utilizzabile:

La tensione di uscita massima del KS 48V-DC è selezionata in modo tale che non si verifichi un sovraccarico, anche con batterie AGM e acido di piombo. Questo è nell'area di ricarica di gocciolamento e non può danneggiare le batterie anche se il generatore funziona per diverse ore.

Se la tensione sulla barra del bus 48V è quella di salire a 57 V (ad esempio a causa di altre fonti di alimentazione DC), il generatore si ferma immediatamente, indipendentemente dalla modalità.

Le batterie al litio sono dotate di controller BMS, che impediscono anche il sovraccarico.

L'intervallo di tensione di 48-54 V si adatta alla maggior parte delle barre di autobus a 48 V. Deve anche essere preso in considerazione la caduta di tensione nei cavi dal generatore alle barre del bus 48V, che può essere 0,5-1,0 V a seconda della forza corrente.

Il KS 48V-DC funziona come un caricabatterie o un modulo di ricarica con una caratteristica IU:

Esegue la stessa funzione di qualsiasi altra sorgente DC collegata al bus 48V, fornendo energia al sistema quando necessario.

Diversi algoritmi di funzione possono essere implementati utilizzando la modalità di controllo automatica o esterna esistente. Quando si sceglie tra la modalità di controllo automatica ed esterna, devono essere prese in considerazione le caratteristiche speciali del sistema da fornire. Quando il generatore è in esecuzione ed è l'unica fonte di alimentazione CC sul bus 48V, assume praticamente tutta l'alimentazione, poiché la sua tensione di uscita rimane leggermente al di sopra della tensione della batteria.

Se il requisito energetico medio è superiore al 50% della potenza nominale del generatore (ad esempio sistemi di telecomunicazioni), ti consigliamo di utilizzare diversi KS 48V-DC per aumentare la potenza:

La potenza nominale totale dei generatori DC collegati in parallelo dovrebbe essere almeno due volte superiore poiché il consumo di energia medio dei consumatori di energia collegati, in modo che il funzionamento ininterrotto possa essere garantito a lungo termine. Ad esempio, la metà dei generatori DC può funzionare mentre l'altra metà può essere raffreddata, servita o rifornimento di carburante.

In modalità automatica, un tale sistema sarebbe anche autoregolante. Anche una piccola deviazione nella tensione iniziale del generatore significa che il 1 ° generatore inizia prima e gli altri arriva quando la tensione della batteria continua a scendere se l'uscita del solo generatore non è sufficiente. Se la corrente di uscita di uno dei generatori attivi scende al di sotto di 20A, viene spenta entro 30 secondi mentre gli altri generatori continuano a funzionare.

Se altre fonti di corrente continua devono diventare attive sulla barra bus 48V (modulo di caricabatterie dell'inverter o UPS, convertitore AC/CC, controller di carica dei moduli fotovoltaici o della turbina eolica, ecc.) E prendi l'alimentazione in parte o in parte, l'attuale attinenza sul KS 48V-DC e quando è in modalità Auto, le chiusure controllate alimentano al generatore. Se diversi KS 48V-DC devono funzionare in parallelo, vengono spenti uno dopo l'altro e solo quelli continuano a funzionare dove il consumo corrente supera 20A.

Ciò consente di risparmiare carburante perché il motore non funziona a bassi carichi ma nella gamma di velocità economica.

In modalità di controllo esterna, i KS 48V-DC vengono accesi e spegne solo tramite contatti "a secco" esterni senza potenziali, ad eccezione della protezione da sovratensione, che spende il generatore a 57 V.

Operazione  In modalità automatica

Il generatore in modalità automatica monitora la tensione della batteria da fornire e si avvia automaticamente quando viene raggiunto il valore di tensione inferiore di 47,5-48 V. Tempo di reazione di circa 5 secondi.

Il generatore carica la batteria con una tensione fino a 53,5-54 V e una corrente fino a 70-75A e si spegne non appena la tensione raggiunge 53,5-54 V e la corrente di carica scende al di sotto di 20A. Tempo di reazione di circa 30 secondi.

Il generatore può essere avviato premendo il pulsante di avvio in qualsiasi momento indipendentemente dalla tensione della batteria, ma verrà interrotto entro 30 secondi dopo che il sorteggio corrente è al di sotto di 20A.

La lampada del segnale verde (display operativo) si illumina continuamente quando il sorteggio di corrente supera 20A e lampeggia quando il disegno di corrente scende al di sotto di 20A.

Se il consumo di energia nel rispettivo caso non è mai in calo al di sotto di 20A (48 VBar), la modalità di controllo esterna dovrebbe essere utilizzata in modo tale che il generatore non venga eseguito continuamente.

Funzionamento in modalità di controllo esterno

Il generatore in modalità di controllo esterna verrà avviato chiudendo i contatti del terminale di controllo e interrotto aprendoli. Questa modalità consente al generatore di essere adattato in modo ottimale a diversi sistemi di archiviazione della batteria mediante il controllo esterno dei dispositivi con contatti "a secco" senza potenziali, che ampliano significativamente la gamma di applicazioni del generatore. Con il maglione tra i contatti del terminale di controllo, il generatore si avvia immediatamente non appena l'interruttore rotante viene trasformato in posizione ON e si interrompe quando si trova in posizione OFF. Tale uso è consigliato per poter avviare e fermare manualmente il generatore indipendentemente dalla tensione della batteria.

Molti dispositivi sono dotati di potenziali contatti "a secco" (inverter, UPS, batterie con controller BMS, monitor della batteria, relè di tempo, ecc.) E questo consente di implementare tutti i possibili algoritmi di utilizzo del generatore.

Sovratensione e protezione da sovraccarico

Se la tensione sulla barra di bus 48 V o la batteria da fornire dovrebbe salire a 57 V e superiore per qualsiasi motivo, il generatore si spegne immediatamente.

La tensione di uscita del generatore viene ridotta quando la corrente massima viene superata e può essere inferiore a 48 V, ma se diventa troppo bassa, viene riconosciuta come corto circuito e il generatore viene spento immediatamente.

È normale che il LED rosso si illumini durante la carica alla massima corrente. Ciò significa solo che è stata raggiunta la corrente di uscita massima del generatore.

Protezione in caso di olio a basso contenuto di combustibile o motore

Se il carburante viene utilizzato, il motore si interrompe.

Se il livello dell'olio è troppo basso (il LED giallo si illumina), il motore si ferma immediatamente.

Se le condizioni di partenza sono soddisfatte (la tensione della batteria è inferiore a 47,5-48 V in modalità automatica o i contatti di controllo esterni sono cortocircuitati in modalità di controllo esterni), il motore tenta di avviarsi 5 volte e se non funziona, appare un messaggio di errore (lampi a LED).

Servizio facile 

Il generatore non ha la sua batteria e viene avviato dalla batteria da fornire. La batteria da fornire di solito ha una capacità di più kWh e anche con una carica bassa c'è ancora più energia per avviare il generatore, anche dopo diversi tentativi di avviarlo. Ciò elimina la necessità di una manutenzione regolare della batteria del generatore, come è consuetudine con i generatori AC, ad esempio, e aumenta l'affidabilità dell'alimentazione di emergenza quando il generatore viene utilizzato raramente.

Con il generatore, tuttavia, è necessario prestare attenzione a garantire che la durata del carburante non venga superata. Raccomandiamo solo di usare la benzina di lunga durata con un numero di ottano di 90-95 come carburante, prestando attenzione ai possibili depositi nel carburatore e drenandoli in tempo utile a seconda della durata della benzina.

È anche importante prestare attenzione alla durata di conservazione dell'olio motore. Questo deve essere modificato ogni 12-18 mesi in base alle specifiche del produttore o ogni 50 ore operative.

Il filtro dell'aria deve essere sostituito a seconda di quanto sia sporco.

Nota importante: 

Il generatore di corrente continua KS 48V-DC può essere utilizzato solo con batterie a 48 V, che sono elencate nella tabella sopra. È indispensabile prestare attenzione ai parametri dell'intero sistema di alimentazione. Nei sistemi in cui la barra di bus a 48 V è fornita esclusivamente dall'inverter, si deve garantire che altre fonti di alimentazione DC possano essere collegate alla barra bus 48V e che non vi sono guasti nel controller (in particolare con la gestione dell'energia basata sui flussi di energia) dell'impianto causato.

DISCLAIMER:

Queste istruzioni possono essere prese solo come raccomandazioni, sono illustrative e devono essere adattate alle circostanze e alle condizioni locali esatte durante l'installazione. L'installazione stessa dovrebbe essere effettuata in conformità con tutti gli standard e i regolamenti. Non ci assumiamo alcuna responsabilità per le installazioni sbagliate e le loro conseguenze.