Λύσεις εφεδρικής ισχύος με γεννήτρια DC KS 48V-DC

Η σύγχρονη κοινωνία κινείται προς την ευελιξία και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Οι λύσεις νησίδων ισχύος και τα συστήματα παροχής ενέργειας με μπαταρίες έχουν γίνει τάση και γίνονται όλο και πιο συνηθισμένα. Αυτή τη στιγμή βιώνουμε ραγδαίες αλλαγές στην κατασκευή μπαταριών και συσσωρευτών, οι οποίες επηρεάζουν όλο και περισσότερο την καθημερινή μας ζωή.

Οι συσκευές αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας γίνονται ολοένα και περισσότερο μέρος διαφορετικών συστημάτων παροχής ενέργειας. Τα ηλιακά συστήματα, οι ανεμογεννήτριες, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, οι οικιακές συσκευές με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, τα συστήματα υπολογιστών με UPS, οι τηλεπικοινωνίες, τα συστήματα επιτήρησης, κ.λπ. είναι εξοπλισμένα με μπαταρίες μεγάλης διάρκειας ζωής.

Οι μπαταρίες φορτίζονται είτε από πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) είτε από πηγή συνεχούς ρεύματος (DC). Ωστόσο, η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος πρέπει πρώτα να ανορθωθεί, κάτι που αποτελεί τεχνικό πρόβλημα από μόνο του σε υψηλότερα επίπεδα ισχύος.

Οι περισσότεροι φορτιστές AC/DC και επίσης οι μονάδες φόρτισης στους μετατροπείς έχουν παλμική κατανάλωση ενέργειας και οι περισσότεροι από αυτούς φορτίζουν τη συσκευή αποθήκευσης μπαταρίας με παλμικό τρόπο:

Τρέχουσα κατανάλωση (πράσινο) του φορτιστή

Ρεύμα φόρτισης (πράσινο) της μπαταρίας

Η τάση δικτύου εμφανίζεται με κίτρινο χρώμα. Στην περίπτωση φορτιστών ή μονάδων φόρτισης χωρίς διόρθωση συντελεστή ισχύος, καταναλώνονται μόνο τα μέγιστα του ημιτονοειδούς κύματος.

Η κατανάλωση ρεύματος παλμού έχει συντελεστή ισχύος 0,5-0,6, γεγονός που προκαλεί υψηλή άεργη ισχύ. Όταν λειτουργεί από το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, υπάρχουν λιγότερα προβλήματα επειδή πολλοί καταναλωτές ενέργειας λειτουργούν παράλληλα και εξισορροπούν ο ένας τον άλλον.

Ωστόσο, κατά τη χρήση μιας γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος, προκύπτουν διάφορα τεχνικά προβλήματα, τα οποία σημαίνουν ότι δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε περισσότερο από το ήμισυ της ονομαστικής ισχύος της γεννήτριας και πρέπει να ληφθούν μέτρα για τη σταθεροποίηση του κυκλώματος έναντι των αρμονικών που προκαλούνται από την κατανάλωση ρεύματος με μορφή παλμών.

Στην πράξη, συχνά οδηγεί σε ασταθή λειτουργία του φορτιστή και ακόμη και σε ζημιά στη γεννήτρια, όπως υπερθέρμανση των περιελίξεων, σπασμένος ρυθμιστής τάσης ή μονάδα μετατροπέα.

Μια συμβατική γεννήτρια δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως εφεδρική πηγή ενέργειας για ένα UPS ή έναν μετατροπέα, καθώς η μονάδα φόρτισης μπορεί να παραμορφώσει την τάση της, γεγονός που με τη σειρά του επηρεάζει τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας που πρόκειται να τροφοδοτηθούν. Οι γεννήτριες με τεχνολογία μετατροπέα είναι πιο κατάλληλες για αυτό, αλλά πρέπει να υπολογίζετε περιορισμούς στην απόδοση.

ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ DC ως πηγή ενέργειας για αποθήκευση μπαταρίας επιλύουν το πρόβλημα με διαφορετικό τρόπο και έχουν πολλά πλεονεκτήματα από αυτή την άποψη.

Το KS 48V-DC συνδέεται απευθείας με την μπαταρία ή τον ζυγό 48V και εκτελεί την ίδια λειτουργία με άλλες πηγές συνεχούς ρεύματος, όπως ένα ηλιακό πεδίο ή μια ανεμογεννήτρια με έναν ελεγκτή φόρτισης.

Η φόρτιση της μπαταρίας μέσω του ηλιακού ελεγκτή φόρτισης είναι περίπλοκη, ανάλογα με την κατανάλωση ισχύος του μετατροπέα:

Στην εικόνα στα αριστερά, δεν αντλείται ισχύς από τον μετατροπέα για την τροφοδοσία του σπιτιού και στην εικόνα στα δεξιά, η ισχύς αντλείται σε παλμούς για τη δημιουργία ενός ημιτονοειδούς κύματος.

Η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος διαθέτει πολλαπλά πηνία και ηλεκτρονικό έλεγχο, γεγονός που καθιστά το ρεύμα εξόδου πολύ πιο ομαλό. Έτσι φαίνεται το ρεύμα φόρτισης (με πράσινο χρώμα) μιας μπαταρίας LiFePO₄ (μια ακραία περίπτωση) σε ρεύμα 40A και 70A (τιμή rms):

Η κυμάτωση της τάσης εξόδου της γεννήτριας DC είναι πολύ χαμηλή, η οποία μπορεί ωστόσο να προκαλέσει κυμάτωση του ρεύματος φόρτισης σε μια μπαταρία LiFePO₄. Καθώς αυξάνεται το ρεύμα φόρτισης, η διαφορά μεταξύ της τάσης της ίδιας της μπαταρίας και της τάσης της γεννήτριας αυξάνεται, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της κυμάτωσης του ρεύματος φόρτισης.

Μια γεννήτρια συνεχούς ρεύματος για τη φόρτιση των μπαταριών αποτελεί καλή λύση από κάθε άποψη και σε ορισμένες περιπτώσεις δεν υπάρχει καλύτερη, αν υπάρχει, εναλλακτική.

Για παράδειγμα, με τους μετατροπείς on-grid που διαθέτουν λειτουργία εφεδρικής ισχύος και με αποθήκευση μπαταρίας συνεχούς ρεύματος, δεν υπάρχει τρόπος να χρησιμοποιηθεί μια γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος αντί για το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς μια τέτοια γεννήτρια μπορεί να υποστεί ζημιά από την ανάδραση ισχύος. Η αποθήκευση μπαταρίας συνεχούς ρεύματος μπορεί να επαναφορτιστεί μόνο από μια πηγή συνεχούς ρεύματος.

Η Könner & Söhnen εργάζεται συνεχώς για να μπορεί να προσφέρει στους πελάτες μας καλές λύσεις. Η αξιόπιστη παροχή ενέργειας είναι εξαιρετικά σημαντική και οι γεννήτριες συνεχούς ρεύματος από την Könner & Söhnen θα πρέπει να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτό.

Η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος KS 48V-DC έχει αναπτυχθεί ειδικά για αποθήκευση μπαταριών 48V, της οποίας το εύρος λειτουργικής τάσης επικαλύπτεται με το εύρος 48-54V.

Ακολουθούν οι παράμετροι των πιο κοινών μπαταριών σε σύγκριση:

Είναι επιτακτική ανάγκη να δοθεί προσοχή σε παραμέτρους όπως η μέγιστη τάση φόρτισης, το συνιστώμενο ρεύμα και η χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα:

Η μέγιστη τάση εξόδου του KS 48V-DC επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε να μην προκύπτει υπερφόρτιση, ακόμη και με μπαταρίες AGM και μολύβδου-οξέος. Αυτό βρίσκεται στην περιοχή της συντήρησης φόρτισης και δεν μπορεί να βλάψει τις μπαταρίες, ακόμη και αν η γεννήτρια λειτουργεί για αρκετές ώρες.

Εάν η τάση στη ράβδο διανομής 48V αυξηθεί σε 57V (π.χ. λόγω άλλων πηγών DC), η γεννήτρια σταματά αμέσως, ανεξαρτήτως της λειτουργίας.

Οι μπαταρίες λιθίου είναι εξοπλισμένες με ελεγκτές BMS, οι οποίοι επίσης αποτρέπουν την υπερφόρτιση.

Το εύρος τάσης 48-54V ταιριάζει με τις περισσότερες ράβδους διανομής 48V. Η πτώση τάσης στα καλώδια από τη γεννήτρια προς τις ράβδους διανομής 48V πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη, η οποία μπορεί να είναι 0,5-1,0V ανάλογα με την ένταση του ρεύματος.

Το KS 48V-DC λειτουργεί ως φορτιστής ή ως μονάδα φόρτισης με χαρακτηριστικό IU:

Εκτελεί την ίδια λειτουργία όπως οποιαδήποτε άλλη πηγή συνεχούς ρεύματος συνδεδεμένη στο δίκτυο 48V, παρέχοντας ενέργεια στο σύστημα όταν χρειάζεται.

Διαφορετικοί αλγόριθμοι λειτουργίας μπορούν να υλοποιηθούν χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα λειτουργία AUTO ή EXTERNAL CONTROL. Κατά την επιλογή μεταξύ της λειτουργίας AUTO και EXTERNAL CONTROL, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ειδικά χαρακτηριστικά του συστήματος που πρόκειται να τροφοδοτηθεί. Όταν η γεννήτρια λειτουργεί και είναι η μόνη πηγή ισχύος DC στο δίκτυο 48V, αναλαμβάνει σχεδόν όλη την παροχή ισχύος, καθώς η τάση εξόδου της παραμένει ελαφρώς πάνω από την τάση της μπαταρίας.

Εάν η μέση απαίτηση ενέργειας είναι μεγαλύτερη από το 50% της ονομαστικής ισχύος της γεννήτριας (π.χ. συστήματα τηλεπικοινωνιών), συνιστούμε τη χρήση πολλών KS 48V-DC για την αύξηση της ισχύος:

Η συνολική ονομαστική ισχύς των γεννητριών συνεχούς ρεύματος που είναι συνδεδεμένες παράλληλα θα πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσια από τη μέση κατανάλωση ισχύος των συνδεδεμένων καταναλωτών ισχύος, ώστε να διασφαλίζεται η αδιάλειπτη λειτουργία μακροπρόθεσμα. Για παράδειγμα, το ήμισυ των γεννητριών συνεχούς ρεύματος μπορεί να λειτουργεί ενώ το άλλο ήμισυ μπορεί να ψύχεται, να συντηρείται ή να ανεφοδιάζεται με καύσιμα.

Στη λειτουργία AUTO, ένα τέτοιο σύστημα θα ήταν επίσης αυτορυθμιζόμενο. Ακόμη και μια μικρή απόκλιση στην αρχική τάση του γεννήτριας σημαίνει ότι η 1η γεννήτρια ξεκινά πρώτη και οι άλλες ακολουθούν όταν η τάση της μπαταρίας συνεχίζει να πέφτει, εάν η απόδοση της 1ης γεννήτριας μόνη της δεν είναι επαρκής. Εάν το ρεύμα εξόδου μιας από τις ενεργές γεννήτριες πέσει κάτω από 20A, απενεργοποιείται εντός 30 δευτερολέπτων ενώ οι άλλες γεννήτριες συνεχίζουν να λειτουργούν.

Εάν άλλες πηγές συνεχούς ρεύματος πρόκειται να ενεργοποιηθούν στον ζυγό 48V (μονάδα φόρτισης του μετατροπέα ή του UPS, μετατροπέας AC/DC, ελεγκτής φόρτισης των φωτοβολταϊκών μονάδων ή της ανεμογεννήτριας, κ.λπ.) και αναλάβουν την παροχή ισχύος εν μέρει ή πλήρως, η κατανάλωση ρεύματος στο KS 48V-DC και όταν βρίσκεται σε λειτουργία AUTO, ο ελεγκτής απενεργοποιεί τη γεννήτρια. Εάν πρόκειται να λειτουργήσουν παράλληλα πολλαπλά KS 48V-DC, απενεργοποιούνται το ένα μετά το άλλο και συνεχίζουν να λειτουργούν μόνο εκείνα όπου η κατανάλωση ρεύματος υπερβαίνει τα 20A.

Αυτό εξοικονομεί καύσιμα επειδή ο κινητήρας δεν λειτουργεί σε χαμηλά φορτία αλλά στο οικονομικό εύρος ταχύτητας.

Στη λειτουργία ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ, οι KS 48V-DC ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται μόνο μέσω εξωτερικών επαφών "ξηρού" τύπου χωρίς δυναμικό, εκτός από την προστασία από υπέρταση, η οποία απενεργοποιεί τη γεννήτρια στα 57V.

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ  ΣΕ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

Η γεννήτρια σε λειτουργία AUTO παρακολουθεί την τάση της μπαταρίας που πρόκειται να τροφοδοτηθεί και ξεκινά αυτόματα όταν επιτευχθεί η χαμηλότερη τιμή τάσης των 47,5-48V. Χρόνος αντίδρασης περίπου 5 δευτερόλεπτα.

Η γεννήτρια φορτίζει την μπαταρία με τάση έως 53,5-54V και ρεύμα έως 70-75A και απενεργοποιείται μόλις η τάση φτάσει τα 53,5-54V και το ρεύμα φόρτισης πέσει κάτω από 20A. Χρόνος αντίδρασης περίπου 30 δευτερόλεπτα.

Η γεννήτρια μπορεί να ξεκινήσει πατώντας το κουμπί START οποιαδήποτε στιγμή, ανεξαρτήτως της τάσης της μπαταρίας, αλλά θα σταματήσει εντός 30 δευτερολέπτων αφού το ρεύμα πέσει κάτω από 20A.

Η πράσινη λυχνία σήματος (ένδειξη λειτουργίας) ανάβει συνεχώς όταν η κατανάλωση ρεύματος υπερβαίνει τα 20A και αναβοσβήνει όταν η κατανάλωση ρεύματος πέφτει κάτω από τα 20A.

Εάν η κατανάλωση ισχύος στην αντίστοιχη περίπτωση δεν πρόκειται τεχνικά να πέσει κάτω από 20A (48V ζυγός), θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί η λειτουργία ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ώστε η γεννήτρια να μην λειτουργεί συνεχώς.

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΕ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ

Η γεννήτρια σε λειτουργία ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ θα ξεκινήσει με το κλείσιμο των επαφών του ΤΕΡΜΑΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ και θα σταματήσει με το άνοιγμά τους. Αυτή η λειτουργία επιτρέπει τη βέλτιστη προσαρμογή της γεννήτριας σε διαφορετικά συστήματα αποθήκευσης μπαταριών μέσω εξωτερικού ελέγχου συσκευών με επαφές "ξηρές" χωρίς δυναμικό, γεγονός που επεκτείνει σημαντικά το εύρος εφαρμογής της γεννήτριας. Με το βραχυκυκλωτήρα μεταξύ των επαφών του ΤΕΡΜΑΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ, η γεννήτρια ξεκινά αμέσως μόλις ο περιστροφικός διακόπτης τεθεί στη θέση ON και σταματά όταν βρίσκεται στη θέση OFF. Τέτοια χρήση συνιστάται για να είναι δυνατή η χειροκίνητη εκκίνηση και διακοπή της γεννήτριας ανεξάρτητα από την τάση της μπαταρίας.

Πολλές συσκευές είναι εξοπλισμένες με επαφές "ξηρού" τύπου χωρίς δυναμικό (αντιστροφείς, UPS, μπαταρίες με ελεγκτές BMS, παρακολουθητές μπαταριών, χρονικά ρελέ, κ.λπ.) και αυτό επιτρέπει την υλοποίηση όλων των πιθανών αλγορίθμων χρήσης γεννητριών.

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΥΠΕΡΤΑΣΗΣ και ΥΠΕΡΦΟΡΤΩΣΗΣ

Εάν η τάση στη ράβδο διανομής 48V ή στην μπαταρία που πρόκειται να τροφοδοτηθεί αυξηθεί στα 57V και άνω για οποιονδήποτε λόγο, η γεννήτρια απενεργοποιείται αμέσως.

Η τάση εξόδου της γεννήτριας μειώνεται όταν υπερβαίνεται το μέγιστο ρεύμα και μπορεί να είναι χαμηλότερη από 48V, αλλά αν γίνει πολύ χαμηλή, αναγνωρίζεται ως βραχυκύκλωμα και η γεννήτρια απενεργοποιείται αμέσως.

Είναι φυσιολογικό το κόκκινο LED να ανάβει κατά τη φόρτιση με μέγιστο ρεύμα. Αυτό σημαίνει μόνο ότι έχει επιτευχθεί το μέγιστο ρεύμα εξόδου της γεννήτριας.

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΧΑΜΗΛΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ Ή ΛΑΔΙΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ

Εάν το καύσιμο εξαντληθεί, ο κινητήρας σταματά.

Εάν η στάθμη του λαδιού είναι πολύ χαμηλή (ανάβει η κίτρινη λυχνία LED), ο κινητήρας σταματά αμέσως.

Εάν πληρούνται οι αρχικές συνθήκες (η τάση της μπαταρίας είναι κάτω από 47,5-48V σε λειτουργία AUTO ή οι επαφές EXTERNAL CONTROL είναι βραχυκυκλωμένες σε λειτουργία EXTERNAL CONTROL), ο κινητήρας προσπαθεί να ξεκινήσει 5 φορές και αν δεν λειτουργήσει, εμφανίζεται μήνυμα σφάλματος (αναβοσβήνει κόκκινο LED).

ΕΥΚΟΛΗ ΕΞΥΠΗΡΕΤΗΣΗ 

Η γεννήτρια δεν διαθέτει δική της μπαταρία και ξεκινάει από την μπαταρία που πρόκειται να παρασχεθεί. Η μπαταρία που πρόκειται να παρασχεθεί συνήθως έχει χωρητικότητα αρκετών kWh και ακόμη και με χαμηλή φόρτιση υπάρχει ακόμα περισσότερη από αρκετή ενέργεια για να ξεκινήσει η γεννήτρια, ακόμη και μετά από αρκετές προσπάθειες να ξεκινήσει. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη για τακτική συντήρηση της μπαταρίας της γεννήτριας, όπως είναι συνήθης πρακτική με τις γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος, για παράδειγμα, και αυξάνει την αξιοπιστία της παροχής έκτακτης ανάγκης όταν η γεννήτρια χρησιμοποιείται σπάνια.

Ωστόσο, με τη γεννήτρια, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε να μην υπερβαίνεται η διάρκεια ζωής του καυσίμου. Συνιστούμε τη χρήση μόνο μακράς διάρκειας βενζίνης με αριθμό οκτανίων 90-95 ως καύσιμο, δίνοντας προσοχή σε πιθανές εναποθέσεις στο καρμπυρατέρ και την αποστράγγισή τους εγκαίρως ανάλογα με τη διάρκεια ζωής της βενζίνης.

Είναι επίσης σημαντικό να δίνεται προσοχή στη διάρκεια ζωής του λιπαντικού κινητήρα. Αυτό πρέπει να αλλάζεται είτε κάθε 12-18 μήνες σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή είτε κάθε 50 ώρες λειτουργίας.

Το φίλτρο αέρα πρέπει να αντικαθίσταται ανάλογα με το πόσο βρώμικο είναι.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΣΗΜΕΙΩΣΗ: 

Η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος KS 48V-DC μπορεί να λειτουργεί μόνο με μπαταρίες 48V, οι οποίες αναφέρονται στον παραπάνω πίνακα. Είναι επιτακτική ανάγκη να δοθεί προσοχή στις παραμέτρους ολόκληρου του συστήματος παροχής ενέργειας. Σε συστήματα όπου ο ζυγός 48V τροφοδοτείται αποκλειστικά από τον μετατροπέα, πρέπει να διασφαλιστεί ότι άλλες πηγές συνεχούς ρεύματος μπορούν να συνδεθούν στον ζυγό 48V και ότι δεν υπάρχουν σφάλματα στον ελεγκτή (ειδικά με τη διαχείριση ενέργειας που βασίζεται στις ροές ενέργειας) της εγκατάστασης.

ΑΠΟΠΟΙΗΣΗ ΕΥΘΥΝΗΣ:

Αυτές οι οδηγίες μπορούν να ληφθούν μόνο ως σύσταση, είναι ενδεικτικές και πρέπει να προσαρμοστούν στις ακριβείς τοπικές συνθήκες και περιστάσεις κατά την εγκατάσταση. Η ίδια η εγκατάσταση πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με όλα τα πρότυπα και κανονισμούς. Δεν φέρουμε καμία ευθύνη για λανθασμένες εγκαταστάσεις και τις συνέπειές τους.