Back -upvermogen met een 48V DC -generator
Artikel door Könner & Söden® Power Equipment 9 augustus 2023

De moderne samenleving gaat naar flexibiliteit en hernieuwbare energie.
Power Island -oplossingen en voedingssystemen met batterijen zijn een trend geworden en komen steeds vaker voor. We ervaren momenteel snelle veranderingen in de productie van batterijen en accumulatoren, die in toenemende mate van invloed zijn op ons dagelijks leven.
Apparaten van elektriciteitsopslag worden steeds vaker onderdeel van verschillende voedingssystemen. Zonnesystemen, windturbines, elektrische auto's, huishoudelijke apparaten met oplaadbare batterijen, computersystemen met UPSS, telecommunicatie, bewakingssystemen, enz. Zijn uitgerust met lange-levensbatterijen.
De batterijen worden opgeladen vanuit een AC- of DC -stroombron. De AC -spanning moet echter eerst worden verholpen, wat op zichzelf een technisch probleem is bij hogere vermogensniveaus.
De meeste AC/DC -opladers en ook laadmodules in de omvormers hebben een gepulseerd stroomverbruik en de meeste daarvan laden het batterijopslagapparaat op een gepulseerde manier op:
Huidige consumptie (groen) van de lader
Laadstroom (groen) van de batterij
De netspanning wordt in geel weergegeven. In het geval van opladers of laadmodules zonder vermogensfactorcorrectie wordt alleen de maxima van de sinusgolf geconsumeerd.
Pulstroomverbruik heeft een vermogensfactor van 0,5-0,6, die een hoog reactief vermogen veroorzaakt. Bij het opereren van het Public Power -raster zijn er minder problemen omdat verschillende machtsverbruikers parallel lopen en elkaar in evenwicht brengen.
Bij het gebruik van een AC-generator ontstaan echter verschillende technische problemen, wat betekent dat u niet meer dan de helft van de nominale kracht van de generator kunt gebruiken en dat maatregelen moeten worden genomen om het circuit te stabiliseren tegen de harmonischen veroorzaakt door pulsachtige stroomverbruik.
In de praktijk leidt het vaak tot een onstabiele werking van de oplader en zelfs schade aan de generator zoals oververhitte wikkelingen, gebroken spanningsregelaar of omvormermodule.
Een conventionele generator mag niet worden gebruikt als een back -up stroombron voor een UPS of een omvormer, omdat de laadmodule de spanning kan vervormen, die op zijn beurt de te leveren elektriciteitsconsumenten beïnvloedt. Generatoren met omvormertechnologie zijn hier beter geschikt voor, maar u moet rekening houden met beperkingen in prestaties.
DC -generatoren Als energiebron voor batterijopslag lost het probleem op een andere manier op en hebben ze in die zin veel voordelen.
KS 48V-DC is rechtstreeks aangesloten op de batterij of 48V busbar en voert dezelfde functie uit als andere directe stroombronnen zoals een zonneveld of windturbine met een laadcontroller.
Het opladen van de batterij via de zonnestuurder is ingewikkeld, afhankelijk van het stroomverbruik van de omvormer:


In de afbeelding aan de linkerkant wordt er geen stroom uit de omvormer getrokken om het huis en in de afbeelding aan de rechterkant te voeden, wordt de kracht in pulsen getekend om een sinusgolf te creëren.
De DC -generator heeft meerdere wikkelingen en elektronische regeling, waardoor de uitgangsstroom veel soepeler wordt. Dit is hoe de laadstroom (in groen) van een LifePo₄ -batterij (een extreme behuizing) bij 40A en 70A stroom (RMS -waarde) eruit ziet als:


De uitgangsspanning van de DC -generator is erg laag, wat nog steeds een laadstroomripple in een LifePo₄ -batterij kan veroorzaken. Naarmate de laadstroom toeneemt, neemt het verschil tussen de eigen spanning van de batterij en de spanning van de generator toe, wat kan leiden tot een vermindering van de laadstroomripple.
Een DC -generator om de batterijen op te laden is een goede oplossing vanuit alle gezichtspunten en in sommige gevallen is er geen beter alternatief.
Bij bijvoorbeeld omvormers op grid met back-up vermogensfunctie en met een DC-batterijopslag is er geen manier om een AC-generator te gebruiken in plaats van het openbare elektriciteitsnet, omdat een dergelijke generator kan worden beschadigd door stroomfeedback. De opslag van de directe stroombatterij kan alleen worden opgeladen vanuit een directe stroombron.
Könner & Söden werkt er altijd aan om onze klanten goede oplossingen te kunnen bieden. Een betrouwbare voeding is uiterst belangrijk en de DC -generatoren van Könner en Sönen moeten hierin een belangrijke rol spelen.
De KS 48V-DC Direct Stroom Generator is speciaal ontwikkeld voor 48V-batterijopslag waarvan het werkspanningsbereik overlapt met het bereik van 48-54V.
Hier zijn de parameters van de meest voorkomende batterijen in vergelijking:
|
Heffing |
Spanning |
Spanning |
Spanning |
Spanning |
Spanning |
Spanning |
|
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 |
Het is noodzakelijk om aandacht te besteden aan parameters als maximale laadspanning, aanbevolen stroom en bruikbare capaciteit:
|
Aanval |
Lifepo₄ |
Lifepo₄ |
Limiet |
Limiet |
AGM |
Blei-Säure |
|
Spanning, |
57.6 |
54.0 |
58.0 |
53.9 |
58.0 |
57.2 |
|
Huidig, |
1.0 |
1.0 |
0.5 |
0.5 |
0.2 |
0.2 |
|
Bruikbaar |
90-100 |
90-100 |
90-100 |
90-100 |
50-80 |
50 |
De maximale uitgangsspanning van de KS 48V-DC wordt zodanig geselecteerd dat er geen te overladen plaatsvindt, zelfs bij AGM- en loodzuurbatterijen. Dit is op het gebied van druppelladen en kan de batterijen niet beschadigen, zelfs als de generator enkele uren loopt.
Als de spanning op de 48V -busbalk moet stijgen tot 57V (bijvoorbeeld vanwege andere DC -stroombronnen), stopt de generator onmiddellijk, ongeacht de modus.
De lithiumbatterijen zijn uitgerust met BMS -controllers, die ook overladen voorkomen.
Het spanningsbereik van 48-54V past de meeste 48V-busbalken. De spanningsval in de kabels van de generator naar de 48V-busbalken moet ook in aanmerking worden genomen, waarmee 0,5-1,0 V kan zijn, afhankelijk van de huidige sterkte.
De KS 48V-DC werkt als een oplader of een oplaadmodule met een IU-kenmerk:

Het voert dezelfde functie uit als elke andere DC -bron die is aangesloten op de 48V -bus, waardoor stroom aan het systeem wordt geleverd wanneer dat nodig is.

Verschillende functie -algoritmen kunnen worden geïmplementeerd met behulp van de bestaande auto- of externe besturingsmodus. Bij het kiezen tussen Auto en Externe Control -modus moeten rekening worden gehouden met de speciale kenmerken van het te leveren systeem. Wanneer de generator draait en de enige bron van DC -stroom op de 48V -bus is, neemt deze vrijwel alle voeding over, omdat de uitgangsspanning dan iets boven de batterijspanning blijft.
Als de gemiddelde energie-eis meer dan 50% van het nominale vermogen van de generator is (bijv. Telecommunicatiesystemen), raden we aan om verschillende KS 48V-DC te gebruiken om het vermogen te vergroten:

Het totale nominale vermogen van de parallel aangesloten DC -generatoren moet ten minste twee keer hoger zijn als het gemiddelde stroomverbruik van de verbonden vermogensconsumenten, zodat ononderbroken werking op de lange termijn kan worden gegarandeerd. De helft van de DC -generatoren kan bijvoorbeeld lopen, terwijl de andere helft kan worden afgekoeld, onderhouden of getanken.
In de automatische modus zou een dergelijk systeem ook zelfregulerend zijn. Zelfs een kleine afwijking in de startspanning van de generator betekent dat de 1e generator eerst begint en de anderen komen wanneer de batterijspanning blijft dalen als de uitgang van de 1e generator alleen niet voldoende is. Als de uitgangsstroom van een van de actieve generatoren onder 20A valt, wordt deze binnen 30 seconden uitgeschakeld terwijl de andere generatoren blijven draaien.
Als andere directe stroombronnen actief moeten worden op de 48V-busbar (ladermodule van de omvormer of de UPS, AC/DC-converter, laadcontroller van de PV-modules of de windturbine, enz.) En de stroomovertreding van de generator afneemt. Als verschillende KS 48V-DC parallel moet worden uitgevoerd, worden ze na elkaar uitgeschakeld en alleen die blijven lopen waar het huidige verbruik meer dan 20A overschrijdt.
Dit bespaart brandstof omdat de motor niet bij lage ladingen loopt, maar in het economische snelheidsbereik.
In de externe besturingsmodus worden de KS 48V-DC alleen in- en uitgeschakeld via externe potentiaalvrije "droge" contacten, behalve voor overspanningsbeveiliging, die de generator uitschakelt op 57V.
Werking In de automatische modus
De generator in de automatische modus bewaakt de spanning van de te leveren batterij en start automatisch wanneer de lagere spanningswaarde van 47,5-48V wordt bereikt. Reactietijd ongeveer 5 seconden.
De generator laadt de batterij op met een spanning van maximaal 53,5-54V en een stroom van maximaal 70-75A en wordt uitgeschakeld zodra de spanning 53,5-54V bereikt en de laadstroom onder 20A valt. Reactietijd ongeveer 30 seconden.
De generator kan worden gestart door op elk moment op de startknop te drukken, ongeacht de batterijspanning, maar wordt binnen 30 seconden gestopt nadat de huidige trekking onder 20A komt.
De groene signaallamp (bedieningsdisplay) verlicht continu wanneer de stroomafname groter is dan 20A en flitst wanneer de stroomafname onder 20A valt.
Als het stroomverbruik in het respectieve geval technisch gezien nooit onder de 20A (48V busbar) valt, moet de externe besturingsmodus worden gebruikt zodat de generator niet continu wordt uitgevoerd.
Werking in externe besturingsmodus
De generator in externe besturingsmodus wordt gestart door de contacten van de besturingsterminal te sluiten en gestopt door ze te openen. Met deze modus kan de generator optimaal worden aangepast aan verschillende batterijopslagsystemen door externe besturing van apparaten met potentiële "droge" contacten, waardoor het toepassingsbereik van de generator aanzienlijk wordt uitgebreid. Met de jumper tussen de contacten voor de besturingsterminal, begint de generator onmiddellijk zodra de roterende schakelaar naar de AAN -positie wordt gedraaid en stopt wanneer deze zich in de uit -positie bevindt. Dergelijk gebruik wordt aanbevolen om de generator handmatig te kunnen starten en te stoppen, ongeacht de batterijspanning.
Veel apparaten zijn uitgerust met potentiële vrije "droge" contacten (omvormers, UPSS, batterijen met BMS-controllers, batterijmonitors, tijdrelais, enz.) En dit maakt het mogelijk om alle mogelijke algoritmen van het gebruik van generator te implementeren.
Overspanning en overbelasting bescherming
Als de spanning op de 48V -busbalk of de te leveren batterij om welke reden dan ook moet stijgen tot 57V en hoger, schakelt de generator onmiddellijk uit.
De uitgangsspanning van de generator wordt verminderd wanneer de maximale stroom wordt overschreden en kan lager zijn dan 48V, maar als deze te laag wordt, wordt deze herkend als een kortsluiting en wordt de generator onmiddellijk uitgeschakeld.
Het is normaal dat de rode LED oplichtte tijdens het opladen van maximale stroom. Dit betekent alleen dat de maximale uitgangsstroom van de generator is bereikt.
Bescherming in het geval van lage brandstof of motorolie
Als de brandstof wordt opgebruikt, stopt de motor.
Als het olieniveau te laag is (gele LED -verlicht), stopt de motor onmiddellijk.
Als aan de startcondities wordt voldaan (de batterijspanning is lager dan 47,5-48V in de auto-modus of externe besturingscontacten zijn kortgesloten in externe besturingsmodus), probeert de motor 5 keer te starten en als deze niet werkt, verschijnt er een foutbericht (rode LED-flitsen).
Gemakkelijke service
De generator heeft geen eigen batterij en wordt gestart door de te leveren batterij. De te leveren batterij heeft meestal een capaciteit van meerdere kWh en zelfs met een lage lading is er nog meer dan voldoende energie om de generator te starten, zelfs na verschillende pogingen om deze te starten. Dit elimineert de behoefte aan regelmatig onderhoud van de batterij van de generator, zoals gebruikelijk is bij AC -generatoren, en verhoogt de betrouwbaarheid van de noodvoeding wanneer de generator zelden wordt gebruikt.
Met de generator moet er echter voor worden gezorgd om ervoor te zorgen dat de houdbaarheid van de brandstof niet wordt overschreden. We raden aan om alleen langdurige benzine te gebruiken met een octaannummer van 90-95 als brandstof, aandacht te schenken aan mogelijke deposito's in de carburateur en ze af te tappen op tijd, afhankelijk van de houdbaarheid van de benzine.
Het is ook belangrijk om aandacht te schenken aan de houdbaarheid van de motorolie. Dit moet elke 12-18 maanden worden gewijzigd volgens de specificaties van de fabrikant of elke 50 bedrijfsuren.
Het luchtfilter moet worden vervangen, afhankelijk van hoe vies het is.
Belangrijke opmerking:
De directe stroomgenerator KS 48V-DC kan alleen worden bediend met 48V-batterijen, die in de bovenstaande tabel worden vermeld. Het is noodzakelijk om aandacht te schenken aan de parameters van het gehele voedingssysteem. In systemen waar de 48V -busbar exclusief door de omvormer wordt geleverd, moet ervoor worden gezorgd dat andere DC -stroombronnen kunnen worden aangesloten op de 48V -busbar en dat er geen fouten in de controller zijn (vooral met energiebeheer op basis van energiebromen) van de gemaakte plant.
VRIJWARING:
Deze instructies kunnen alleen als aanbeveling worden opgevat, zijn illustratief en moeten worden aangepast aan de exacte lokale omstandigheden en voorwaarden tijdens de installatie. De installatie zelf moet worden uitgevoerd in overeenstemming met alle normen en voorschriften. We nemen geen verantwoordelijkheid voor de verkeerde installaties en hun gevolgen.
Geen opmerkingen
0 opmerkingen