cs

Nouzový generátor jako záloha pro solární systém s úložištěm

Články
18. duben 2023
Emergency power generator as reserve for solar system with storage

Život v soběstačnosti se stal trendem. Uspokojování vlastních energetických potřeb je dobré a správné z každého úhlu pohledu. Je to dobré pro životní prostředí a také pro ekonomiku.

Slunce poskytuje tolik energie, že energetické potřeby rodiny mohou být často pokryty pouze 10-20 m² solárních panelů. Tato energie, která by jinak byla přeměněna na teplo, není ztracena, ale je přeměněna na užitečnou práci a nakonec na jiné formy energie, čímž se udržuje energetická rovnováha.

Moderní systémy ukládání energie uchovávají přebytečnou energii, aby mohla být využita v noci nebo když není dostatek slunečního svitu.
Co ale dělat, když několik dní nesvítí slunce? Měli byste nainstalovat systém pro ukládání energie s kapacitou dostatečnou na několik dní? To je však často příliš drahé a také neekonomické neustále vylepšovat baterie ze strachu, že světla nakonec zhasnou a vy zůstanete ve tmě.
Potřebujete rozumné řešení problému, které můžeme ve většině případů nabídnout. Energii je třeba přivést do systému a to uděláte pomocí generátoru .

Srdcem solárního systému s úložištěm je měnič, který generuje střídavý proud pro vnitřní spotřebiče. Může se jednat buď o jednofázový, nebo třífázový měnič. Jak by však měl generátor podporovat měnič? Jaké parametry by měl mít? Jakou formu napětí by měl mít? Tyto otázky jsou často kladeny.

Nejlepším řešením by bylo jednoduše uložit určitou energii do úložné jednotky, když je to potřeba, čímž se zajistí nepřetržité napájení při normálních parametrech. V tomto případě není nutné, aby generátor běžel nepřetržitě, ale pouze občas, aby udržoval energetickou rovnováhu solárního systému s úložištěm.

48V DC generátor pro solární systémy s úložištěm:

Solární systémy s úložištěm baterií o napětí 48 V jsou velmi běžné. Toto napětí zůstává v oblasti nízkého napětí, kde nejsou vyžadována žádná zvláštní ochranná opatření, přesto je stále možný typický výkon domácnosti 5 kW a více. 

Nyní máme v naší nabídce DC generátor, který funguje jako zdroj stejnosměrného proudu s maximálním výkonovým bodem a může přímo nabíjet většinu 48V úložných jednotek energie solárních nebo větrných systémů.

The KS 48V-DC DC generátor je speciálně navržen pro 48V systémy ukládání energie, jejichž pracovní napěťový rozsah se překrývá s rozsahem 48-54V.

Zde jsou parametry nejběžnějších baterií ve srovnání:

Stav nabití SOC, % Napětí LiFePo4 (16x3,2 V) Napětí LiFePo4 (15x3,2 V) Napětí LiIon (14x3,7V) Napětí LiIon (13x3,7V) Napětí AGM (4x12V) Napětí olověná kyselina (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


Je nezbytné věnovat pozornost parametrům, jako je maximální nabíjecí napětí, doporučený proud a také využitelná kapacita:

Lade-
parametr,
max
 LiFePo4
16 buněk
(16x3,2 V)
 LiFePo4
15 článků
(15x3,2 V)
LiIon
14 článků
(14x3,7V)
LiIon
13 článků
(13x3,7V)
AGM
4 baterie
(4x12V)
Olověná kyselina
4 baterie
(4x12V)
Napětí, V  57.6  54.0  58.0  53.9  58.0  57.2
Proud, C  1.0  1.0  0.5  0.5  0.2  0.2
Využitelná kapacita, %  90-100   90-100   90-100   90-100  50-80  50


Maximální výstupní napětí modelu KS 48V-DC je zvoleno tak, aby nedošlo k přebíjení ani u běžných AGM a olověných akumulátorů používaných v solárních systémech s úložištěm. Toto napětí se nachází v oblasti udržovacího nabíjení a nemůže bateriím uškodit, i když generátor běží několik hodin.

Pokud napětí na 48V sběrnici solárního systému stoupne na 57V (např. vlivem jiných DC zdrojů), generátor se okamžitě zastaví bez ohledu na režim.

Lithiumové baterie jsou vybaveny BMS kontroléry, což navíc vylučuje přebíjení.

KS 48V-DC funguje jako nabíječka nebo nabíjecí modul s charakteristikou IoU:

KS 48V-DC plní stejnou funkci jako ostatní stejnosměrné zdroje připojené k 48V sběrnici solárního systému s úložištěm, ale energii dodává pouze podle potřeby, nikoli trvale.

48V nouzový generátor pro solární systém s úložištěm

Díky dostupnému režimu AUTO nebo EXTERNAL CONTROL lze realizovat různé funkční algoritmy. Při volbě mezi režimy AUTO a EXTERNAL CONTROL je třeba dbát na zvláštnosti systému, který má být napájen. Když generátor běží a je jediným zdrojem stejnosměrného proudu na 48V sběrnici solárního systému, prakticky přebírá veškeré napájení, protože jeho výstupní napětí v tomto případě vždy zůstává mírně nad napětím baterie.

FUNKCE V AUTOMATICKÉM REŽIMU

Generátor v režimu AUTO monitoruje napětí akumulátoru solárního systému a automaticky se spustí při dosažení dolní hodnoty napětí 47,5-48V. Reakční doba je přibližně 5 sekund.

Generátor nabíjí baterii napětím až 53,5-54V a proudem až 70-75A a vypne se, jakmile napětí dosáhne 53,5-54V a nabíjecí proud klesne pod 20A. Reakční doba cca 30 sekund.

Generátor lze kdykoli spustit stisknutím tlačítka START, nezávisle na napětí baterie, ale zastaví se do 30 sekund poté, co odběr proudu klesne pod 20 A.

Zelená signální kontrolka (provozní indikátor) svítí nepřetržitě, když odběr proudu přesahuje 20 A, a bliká, když odběr proudu klesne pod 20 A.

Pokud by odběr proudu v daném případě nikdy technicky neměl klesnout pod 20A (48V napájecí lišta), měl by být použit režim EXTERNAL CONTROL, aby generátor neběžel nepřetržitě.

FUNKCE V REŽIMU EXTERNÍHO OVLÁDÁNÍ

Generátor v režimu EXTERNAL CONTROL se spouští uzavřením kontaktů CONTROL TERMINAL a zastavuje jejich otevřením. Tento režim umožňuje generátoru optimálně se přizpůsobit různým bateriovým úložištím prostřednictvím externího řízení zařízení s bezpotenciálovými kontakty, což výrazně rozšiřuje oblast použití generátoru. S propojením mezi kontakty CONTROL TERMINAL se generátor okamžitě spustí, jakmile je otočný přepínač nastaven do polohy ON, a zastaví se v poloze OFF. Takové použití se doporučuje, aby bylo možné generátor nezávisle na napětí baterie ručně spouštět a zastavovat.

Mnoho zařízení je vybaveno bezpotenciálovými kontakty (měniče, UPS, baterie s BMS kontrolérem, hlídače baterií, časová relé atd.), což umožňuje realizovat všechny možné algoritmy použití generátoru.

OCHRANA PROTI PŘEPĚTÍ A PŘETÍŽENÍ

Pokud by napětí na 48V sběrnici nebo na napájené baterii z jakéhokoli důvodu dosáhlo 57V a více, generátor se okamžitě vypne.

Výstupní napětí generátoru se při překročení maximálního proudu sníží a může klesnout pod 48V, pokud by však kleslo příliš nízko, je to rozpoznáno jako zkrat a generátor se okamžitě vypne.

NUTNÉ DODRŽET:

Gleichstromový generátor KS 48V-DC smí být provozován pouze s 48V akumulátory uvedenými v tabulce výše. Je nezbytné dbát na parametry celého napájecího systému. U solárních zařízení, kde je 48V sběrnice napájena výhradně měničem, je třeba zajistit, že připojení jiných DC zdrojů k 48V sběrnici je přípustné a nezpůsobí poruchy v řízení (zejména s energetickým managementem na základě toků energie) zařízení.

ŘEŠENÍ S GENERÁTOREM STŘÍDAVÉHO PROUDU 230V:

Doporučujeme používat invertorové generátory jako externí zdroj střídavého proudu při nouzovém napájení z off-grid měničů, protože tyto generátory dokáží mnohem lépe udržovat tvar napětí, což může být velmi důležité pro citlivé spotřebiče.

PV panel-měnič-baterie

Baterie pro PV panely a invertory generátorů


Varianta s invertorovým generátorem KS 6000iES ATS verze 2, kde MAINS INPUT monitoruje 230V, ale v pohotovostním režimu je nepředává na výstup:

Toto řešení je určeno POUZE pro solární systémy s úložištěm a off-grid měničem a pouze pro ostrovní systémy!

Invertorový generátor KS 6000iES ATS verze 2 se spustí, jakmile monitor baterie přeruší napětí 230V odbočené z výstupu invertoru k SÍŤOVÉMU VSTUPU generátoru, a zastaví se, když se napětí vrátí.

Je třeba poznamenat, že generátor musí poskytovat energii jak pro napájení spotřebičů, tak pro nabíjení akumulační jednotky.

V případě solárního systému s úložištěm a hybridním měničem nesmí být na vstupní straně připojen žádný generátor (kvůli zpětnému napájení) a jedinou možností je nabíjet úložiště energie prostřednictvím vhodné nabíječky, pokud to energetický management systém (pokud je k dispozici) umožňuje.

Varianta s invertorovým generátorem KS 6000iES ATS verze 2:

Generátor zobrazený v obvodovém diagramu není trvale instalován, ale může být připojen k předinstalované Schuko zásuvce a k napájecí zásuvce CEE 230V 16A podle potřeby. To umožňuje, aby byl generátor v případě potřeby použit mobilně.

Otočný spínač OFF-RUN na pravé straně generátoru kombinuje palivový kohout, vnitřní spínač napájení 12V a zapalovací spínač. Když generátor není v provozu, měl by zůstat v poloze OFF, aby se zabránilo vybití vestavěné lithiové baterie generátoru. Generátor je dodáván s odpojenou baterií, kterou je nutné připojit pod levým bočním panelem při prvním použití. Baterie je dobíjena vnitřním nabíjecím modulem vždy, když generátor běží nebo je na VSTUP SÍTĚ přivedeno napětí 230V (bez ohledu na polohu otočného spínače).

Připojení MAINS INPUT 230V je monitorováno, jakmile je otočný spínač nastaven na RUN a spínač ATS je zapnutý. Pokud dojde k výpadku napětí 230V na MAINS INPUT, řídicí jednotka ATS spustí generátor a přepne jeho výstupní zásuvku na invertorový modul.

Kabel k monitoru baterie je chráněn proti přetížení a kontaktu. Použitý monitor baterie by měl být schopen přepínat 230V z výstupu měniče.

Příklad monitoru baterie s 230V spínačem:

Monitor baterie s 230V spínačem

Upozornění:

Tato příručka slouží pouze jako vodítko, je ilustrativní a musí být přizpůsobena konkrétním okolnostem a podmínkám na místě během instalace. Samotná instalace musí být provedena v souladu se všemi normami a předpisy. Nepřebíráme žádnou odpovědnost za nesprávné instalace a jejich následky.

 

Nedávno zobrazené