Rešenja za rezervno napajanje sa DC-generatorom KS 48V-DC

Moderno društvo se kreće ka fleksibilnosti i obnovljivoj energiji.

Rešenja za ostrvsko napajanje i sistemi napajanja sa baterijama postali su trend i postaju sve češći. Trenutno doživljavamo brze promene u proizvodnji baterija i akumulatora, koje sve više utiču na naš svakodnevni život.

Uređaji za skladištenje električne energije sve više postaju deo različitih sistema napajanja. Solarni sistemi, vetroturbine, električni automobili, kućni aparati sa punjivim baterijama, računarski sistemi sa UPS-ovima, telekomunikacije, sistemi nadzora, itd. opremljeni su dugotrajnim baterijama.

Baterije se pune iz AC ili DC izvora napajanja. Međutim, AC napon se prvo mora ispraviti, što je tehnički problem sam po sebi na višim nivoima snage.

Većina AC/DC punjača i modula za punjenje u inverterima imaju pulsirajuću potrošnju energije i većina njih puni uređaj za skladištenje baterija na pulsirajući način:

Potrošnja struje (zelena) punjača

Struja punjenja (zelena) baterije

Mrežni napon je prikazan žutom bojom. U slučaju punjača ili modula za punjenje bez korekcije faktora snage, troše se samo maksimumi sinusnog talasa.

Impulsna potrošnja struje ima faktor snage od 0,5-0,6, što izaziva visoku reaktivnu snagu. Kada se radi sa javne električne mreže, ima manje problema jer nekoliko potrošača snage radi paralelno i međusobno se balansiraju.

Međutim, pri korišćenju AC generatora, javljaju se razni tehnički problemi, što znači da ne možete koristiti više od polovine nominalne snage generatora i moraju se preduzeti mere za stabilizaciju kola protiv harmonika izazvanih impulsnom potrošnjom struje.

U praksi, to često dovodi do nestabilnog rada punjača, pa čak i oštećenja generatora kao što su pregrejani namotaji, pokvaren regulator napona ili inverterski modul.

Konvencionalni generator se ne sme koristiti kao izvor rezervnog napajanja za UPS ili invertor, jer modul za punjenje može iskriviti njegov napon, što zauzvrat utiče na potrošače električne energije koji se napajaju. Generatori sa inverterskom tehnologijom su bolje prilagođeni za ovo, ali morate računati na ograničenja u performansama.

DC GENERATORI kao izvor energije za skladištenje baterija rešavaju problem na drugačiji način i imaju mnogo prednosti u tom smislu.

KS 48V-DC je povezan direktno na bateriju ili 48V sabirnicu i obavlja istu funkciju kao i drugi izvori jednosmerne struje kao što su solarno polje ili vetroturbina sa kontrolerom punjenja.

Punjenje baterije preko solarnog kontrolera punjenja je komplikovano, u zavisnosti od potrošnje snage invertora:

Na slici levo, nema povlačenja snage iz invertora za napajanje domaćinstva, a na slici desno, snaga se povlači u impulsima kako bi se stvorio sinusni talas.

DC generator ima više namotaja i elektronsku kontrolu, što čini izlaznu struju mnogo glatkijom. Ovako izgleda struja punjenja (u zelenom) LiFePO₄ baterije (ekstremni slučaj) pri struji od 40A i 70A (efektivna vrednost):

Nabor napona na izlazu DC generatora je veoma nizak, što ipak može izazvati nabor struje punjenja u LiFePO₄ bateriji. Kako se struja punjenja povećava, razlika između sopstvenog napona baterije i napona generatora se povećava, što može dovesti do smanjenja nabora struje punjenja.

DC generator za punjenje baterija je dobro rešenje sa svih aspekata i u nekim slučajevima nema bolje, ako uopšte postoji, alternative.

Na primer, kod on-grid invertora sa funkcijom rezervnog napajanja i sa DC skladištem baterija, nije moguće koristiti AC generator umesto javne električne mreže, jer takav generator može biti oštećen povratnim napajanjem. Skladište baterija na jednosmernu struju može se puniti samo iz izvora jednosmerne struje.

Könner & Söhnen uvek radi na tome da našim kupcima ponudi dobra rešenja. Pouzdano napajanje je izuzetno važno i DC generatori od Könner & Söhnen treba da igraju važnu ulogu u tome.

KS 48V-DC generator jednosmerne struje je posebno razvijen za skladištenje baterija od 48V čiji radni napon poklapa se sa opsegom od 48-54V.

Ovde su parametri najčešćih baterija u poređenju:

Neophodno je obratiti pažnju na parametre kao što su maksimalni napon punjenja, preporučena struja i iskoristivi kapacitet:

Maksimalni izlazni napon KS 48V-DC je odabran tako da ne dođe do prepunjavanja, čak ni sa AGM i olovno-kiselinskim baterijama. Ovo je u oblasti održavanja punjenja i ne može oštetiti baterije čak i ako generator radi nekoliko sati.

Ako napon na 48V sabirnici poraste na 57V (npr. zbog drugih DC izvora energije), generator se odmah zaustavlja, bez obzira na režim.

Litijumske baterije su opremljene BMS kontrolerima, koji takođe sprečavaju prepunjavanje.

Opseg napona od 48-54V odgovara većini 48V sabirnica. Pad napona u kablovima od generatora do 48V sabirnica takođe mora biti uzet u obzir, što može biti 0,5-1,0V u zavisnosti od jačine struje.

KS 48V-DC radi kao punjač ili modul za punjenje sa IU karakteristikom:

Obavlja istu funkciju kao i bilo koji drugi DC izvor povezan na 48V sabirnicu, napajajući sistem kada je to potrebno.

Različiti algoritmi funkcija mogu se implementirati korišćenjem postojećeg AUTO ili EXTERNAL CONTROL režima. Prilikom izbora između AUTO i EXTERNAL CONTROL režima, moraju se uzeti u obzir posebne karakteristike sistema koji se napaja. Kada generator radi i jedini je izvor DC energije na 48V sabirnici, on praktično preuzima celokupno napajanje, jer njegov izlazni napon tada ostaje malo iznad napona baterije.

Ako je prosečna potreba za energijom veća od 50% nominalne snage generatora (npr. telekomunikacioni sistemi), preporučujemo korišćenje nekoliko KS 48V-DC za povećanje snage:

Ukupna nazivna snaga DC generatora povezanih paralelno treba da bude najmanje dvostruko veća od prosečne potrošnje energije povezanih potrošača, kako bi se obezbedio neprekidan rad na duži rok. Na primer, polovina DC generatora može raditi dok se druga polovina hladi, servisira ili dopunjava gorivom.

U AUTO režimu, takav sistem bi takođe bio samoregulirajući. Čak i mala odstupanja u početnom naponu generatora znače da 1. generator počinje prvi, a ostali se uključuju kada napon baterije nastavi da opada ako izlaz 1. generatora nije dovoljan. Ako izlazna struja jednog od aktivnih generatora padne ispod 20A, on se isključuje u roku od 30 sekundi dok ostali generatori nastavljaju da rade.

Ako drugi izvori jednosmerne struje treba da postanu aktivni na 48V sabirnici (modul punjača invertora ili UPS-a, AC/DC konverter, kontroler punjenja PV modula ili vetroturbine, itd.) i preuzmu napajanje delimično ili u potpunosti, potrošnja struje na KS 48V-DC i kada je u AUTO režimu, kontroler isključuje generator. Ako treba da radi više KS 48V-DC paralelno, oni se isključuju jedan za drugim i samo oni nastavljaju da rade gde potrošnja struje prelazi 20A.

Ovo štedi gorivo jer motor ne radi pri niskim opterećenjima već u ekonomičnom opsegu brzine.

U režimu EKSTERNE KONTROLE, KS 48V-DC se uključuju i isključuju samo putem eksternih potencijalno slobodnih "suvih" kontakata, osim za zaštitu od prenapona, koja isključuje generator na 57V.

RAD  U AUTO REŽIMU

Generator u AUTO režimu prati napon baterije koja se napaja i automatski se pokreće kada se dostigne donja vrednost napona od 47,5-48V. Vreme reakcije oko 5 sekundi.

Generator puni bateriju naponom do 53,5-54V i strujom do 70-75A i isključuje se čim napon dostigne 53,5-54V i struja punjenja padne ispod 20A. Vreme reakcije oko 30 sekundi.

Generator se može pokrenuti pritiskom na dugme START u bilo kom trenutku bez obzira na napon baterije, ali će se zaustaviti u roku od 30 sekundi nakon što potrošnja struje padne ispod 20A.

Zelena signalna lampica (prikaz rada) svetli kontinuirano kada potrošnja struje prelazi 20A i treperi kada potrošnja struje padne ispod 20A.

Ako potrošnja energije u odgovarajućem slučaju tehnički nikada ne treba da padne ispod 20A (48V sabirnica), treba koristiti režim EKSTERNE KONTROLE kako generator ne bi radio kontinuirano.

RAD U REŽIMU EKSTERNE KONTROLE

Generator u režimu EKSTERNE KONTROLE će se pokrenuti zatvaranjem kontakata KONTROLNOG TERMINALA i zaustaviti njihovim otvaranjem. Ovaj režim omogućava optimalno prilagođavanje generatora različitim sistemima skladištenja baterija putem eksterne kontrole uređaja sa potencijalno slobodnim "suvim" kontaktima, što značajno proširuje opseg primene generatora. Sa skakačem između kontakata KONTROLNOG TERMINALA, generator se pokreće odmah čim se rotacioni prekidač okrene u položaj UKLJUČENO i zaustavlja kada je u položaju ISKLJUČENO. Takva upotreba se preporučuje kako bi se omogućilo ručno pokretanje i zaustavljanje generatora bez obzira na napon baterije.

Mnogi uređaji su opremljeni potencijalno slobodnim "suvim" kontaktima (invertori, UPS-ovi, baterije sa BMS kontrolerima, monitori baterija, vremenski releji, itd.) i to omogućava implementaciju svih mogućih algoritama korišćenja generatora.

ZAŠTITA OD PRENAPONA I PREOPTEREĆENJA

Ako napon na 48V sabirnici ili bateriji koja se napaja iz bilo kog razloga poraste na 57V i više, generator se odmah isključuje.

Izlazni napon generatora se smanjuje kada se prekorači maksimalna struja i može biti niži od 48V, ali ako postane prenizak, prepoznaje se kao kratki spoj i generator se odmah isključuje.

Normalno je da crvena LED dioda svetli dok se puni maksimalnom strujom. To samo znači da je dostignuta maksimalna izlazna struja generatora.

ZAŠTITA U SLUČAJU NISKE KOLIČINE GORIVA ILI MOTORNOG ULJA

Ako se gorivo potroši, motor se zaustavlja.

Ako je nivo ulja prenizak (žuta LED dioda svetli), motor se odmah zaustavlja.

Ako su ispunjeni uslovi za pokretanje (napon baterije je ispod 47,5-48V u AUTO režimu ili su kontakti EXTERNAL CONTROL kratko spojeni u EXTERNAL CONTROL režimu), motor pokušava da se pokrene 5 puta i ako ne uspe, pojavljuje se poruka o grešci (crvena LED dioda treperi).

JEDNOSTAVNO ODRŽAVANJE 

Generator nema svoju bateriju i pokreće se baterijom koja se napaja. Baterija koja se napaja obično ima kapacitet od nekoliko kWh i čak i sa niskim punjenjem ima više nego dovoljno energije za pokretanje generatora, čak i nakon nekoliko pokušaja pokretanja. Ovo eliminiše potrebu za redovnim održavanjem baterije generatora, kao što je uobičajeno kod AC generatora, na primer, i povećava pouzdanost napajanja u hitnim slučajevima kada se generator retko koristi.

Međutim, sa generatorom treba voditi računa da se ne prekorači rok trajanja goriva. Preporučujemo korišćenje dugotrajnog benzina sa oktanskim brojem 90-95 kao goriva, obraćajući pažnju na moguće naslage u karburatoru i pravovremeno ih ispuštati u zavisnosti od roka trajanja benzina.

Takođe je važno obratiti pažnju na rok trajanja motornog ulja. Ovo se mora menjati ili svakih 12-18 meseci prema specifikacijama proizvođača ili svakih 50 radnih sati.

Filter za vazduh treba zameniti u zavisnosti od toga koliko je prljav.

VAŽNA NAPOMENA: 

Generator jednosmerne struje KS 48V-DC sme se koristiti samo sa 48V baterijama koje su navedene u tabeli iznad. Neophodno je obratiti pažnju na parametre celokupnog sistema napajanja. U sistemima gde je 48V sabirnica napajana isključivo preko invertora, mora se osigurati da se drugi izvori jednosmerne struje mogu povezati na 48V sabirnicu i da nema grešaka u kontroleru (posebno kod upravljanja energijom zasnovanog na tokovima energije) postrojenja.

ODRICANJE ODGOVORNOSTI:

Ova uputstva se mogu smatrati samo preporukom, ilustrativna su i moraju se prilagoditi tačnim lokalnim okolnostima i uslovima tokom instalacije. Sama instalacija treba da se izvrši u skladu sa svim standardima i propisima. Ne preuzimamo odgovornost za pogrešne instalacije i njihove posledice.