Generador de corriente continua KS 48V-DC y baterías de 48V de Pylontech

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Estas instrucciones describen el uso del generador de corriente continua KS 48V-DC como fuente de energía de emergencia para sistemas con almacenamiento de baterías basados en baterías de 48V muy comunes de Pylontech con 15 celdas LiFePo4 en serie, pero también es aplicable a otros sistemas de almacenamiento de baterías de 48V, como 13 celdas LiIon para ser usadas en serie, etc.

GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA como fuente de energía para el almacenamiento de baterías tienen muchas ventajas en comparación con la combinación de un alternador y un cargador. Se puede encontrar una descripción más detallada en nuestro material informativo “Soluciones de energía de emergencia con el generador de corriente continua KS 48V-DC”.

El KS 48V-DC se conecta directamente a la batería o al bus de 48V y realiza la misma función que otras fuentes de corriente continua, como un campo solar o una turbina eólica con un controlador de carga.

La carga de la batería a través del controlador de carga solar es complicada, dependiendo del consumo de energía del inversor:

En la imagen de la izquierda, no se está extrayendo energía del inversor para alimentar el hogar y en la imagen de la derecha, la energía se extrae en pulsos para crear una onda sinusoidal.

El generador de corriente continua cuenta con múltiples bobinados y control electrónico, lo que hace que la corriente de salida sea mucho más suave. Así es como se ve la corriente de carga (en verde) de una batería LiFePo4 (un caso extremo) a 40A y 70A de corriente (valor eficaz):

El rizado de voltaje de salida del generador de corriente continua es muy bajo, lo que aún puede causar un rizado de corriente de carga en una batería LiFePo4. A medida que aumenta la corriente de carga, la diferencia entre el propio voltaje de la batería y el voltaje del generador aumenta, lo que puede llevar a una reducción en el rizado de la corriente de carga.

Un generador de corriente continua para cargar las baterías es una buena solución desde todos los puntos de vista y, en algunos casos, no hay mejor alternativa, si es que existe alguna.

Por ejemplo, con inversores conectados a la red que tienen función de respaldo y con un almacenamiento de batería de corriente continua, no es posible utilizar un generador de corriente alterna en lugar de la red eléctrica pública, ya que dicho generador puede dañarse por la retroalimentación de energía. El almacenamiento de batería de corriente continua solo puede recargarse desde una fuente de corriente continua.

Könner & Söhnen siempre está trabajando para poder ofrecer a nuestros clientes buenas soluciones. Un suministro eléctrico confiable es extremadamente importante y los generadores de corriente continua de Könner & Söhnen deberían desempeñar un papel importante en esto.

El generador de corriente continua KS 48V-DC ha sido desarrollado especialmente para almacenamiento de baterías de 48V, cuyo rango de voltaje de trabajo coincide con el rango de 48-54V.

Aquí están los parámetros de las baterías más comunes en comparación:

Es imperativo prestar atención a parámetros como el voltaje máximo de carga, la corriente recomendada y la capacidad utilizable:

El voltaje de salida máximo del KS 48V-DC está seleccionado de tal manera que no se produzca sobrecarga, incluso con baterías AGM y de plomo-ácido. Esto se encuentra en el área de carga de mantenimiento y no puede dañar las baterías, incluso si el generador funciona durante varias horas.

Si el voltaje en la barra colectora de 48V sube a 57V (por ejemplo, debido a otras fuentes de energía de CC), el generador se detiene inmediatamente, independientemente del modo.

Las baterías de litio están equipadas con controladores BMS, que también evitan la sobrecarga.

El rango de voltaje de 48-54V se adapta a la mayoría de las barras colectoras de 48V. También se debe tener en cuenta la caída de voltaje en los cables desde el generador hasta las barras colectoras de 48V, que puede ser de 0.5-1.0V dependiendo de la intensidad de la corriente.

El KS 48V-DC funciona como un cargador o un módulo de carga con una característica IU:

OPERACIÓN EN MODO AUTOMÁTICO

El generador en modo AUTO monitorea el voltaje de la batería a suministrar y se enciende automáticamente cuando se alcanza el valor de voltaje inferior de 47.5-48V. Tiempo de reacción aproximadamente 5 segundos.

El generador carga la batería con un voltaje de hasta 53.5-54V y una corriente de hasta 70-75A, y se apaga tan pronto como el voltaje alcanza los 53.5-54V y la corriente de carga cae por debajo de 20A. Tiempo de reacción de aproximadamente 30 segundos.

El generador puede ser encendido presionando el botón START en cualquier momento, independientemente del voltaje de la batería, pero se detendrá dentro de los 30 segundos después de que el consumo de corriente baje de 20A.

La lámpara de señal verde (indicador de funcionamiento) se enciende de forma continua cuando el consumo de corriente supera los 20A y parpadea cuando el consumo de corriente es inferior a 20A.

Si el consumo de energía en el caso respectivo técnicamente nunca debe caer por debajo de 20A (barra colectora de 48V), se debe utilizar el modo de CONTROL EXTERNO para que el generador no funcione de manera continua.

Las baterías con 15 celdas LiFePo4, como las Pylontech US2000, US3000 y US5000, tienen un voltaje de trabajo más bajo y cargar una batería de este tipo en modo AUTO debe realizarse con corriente constante (corriente máxima de 70A, LED rojo encendido permanentemente) hasta que la batería esté completamente cargada y el controlador BMS se cierre.

Esto no es deseable en la mayoría de los casos porque el nivel de carga óptimo de una batería de litio es del 50-80%. Además, siempre debe haber algo de "espacio para el sol". El generador solo necesita entregar una cierta cantidad de energía a la batería para que el suministro eléctrico permanezca ininterrumpido incluso cuando no haya suficiente sol, viento, etc.

El generador KS 48V-DC cuenta con un modo de CONTROL EXTERNO, que permite una variedad de soluciones de energía de emergencia y permite adaptar el generador a diferentes condiciones de almacenamiento y operación de baterías de 48V. 

OPERACIÓN EN MODO DE CONTROL EXTERNO

El generador en modo CONTROL EXTERNO se iniciará cerrando los contactos del TERMINAL DE CONTROL y se detendrá al abrirlos. Este modo permite que el generador se adapte de manera óptima a diferentes sistemas de almacenamiento de baterías mediante el control externo de dispositivos con contactos "secos" sin potencial, lo que amplía significativamente el rango de aplicación del generador. Con el puente entre los contactos del TERMINAL DE CONTROL, el generador se inicia inmediatamente tan pronto como el interruptor giratorio se coloca en la posición ON y se detiene cuando está en la posición OFF. Se recomienda este uso para poder iniciar y detener el generador manualmente independientemente del voltaje de la batería.

Muchos dispositivos están equipados con contactos "secos" libres de potencial (inversores, UPS, baterías con controladores BMS, monitores de batería, relés temporizados, etc.), lo que permite implementar todos los posibles algoritmos de uso del generador.

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIÓN Y SOBRECARGA

Si el voltaje en la barra colectora de 48V o en la batería a suministrar aumenta a 57V o más por cualquier motivo, el generador se apaga inmediatamente. 

El voltaje de salida del generador se reduce cuando se excede la corriente máxima y puede ser inferior a 48V, pero si baja demasiado, se reconoce como un cortocircuito y el generador se apaga inmediatamente.

Es normal que el LED rojo se encienda mientras se carga a la corriente máxima. Esto solo significa que se ha alcanzado la corriente de salida máxima del generador.

Diagrama de conexión recomendado para el KS 48V-DC para la carga automática del almacenamiento de baterías basado en baterías de 48V con 15 celdas LiFePo4 en serie:

El generador se enciende cerrando los contactos secos programables del inversor y se apaga abriéndolos.

La unidad de control de la batería sirve como protección adicional contra la sobrecarga en caso de que ocurran problemas con el inversor o falle el controlador BMS de la batería. Recomendamos establecer el valor del umbral superior (los contactos se abren) en el monitor de batería a 51-52V.

Datos técnicos para la carga de las baterías Pylontech US2000/US3000/US5000:

Voltaje de carga, CC: 52.5-53.5V (corresponde al voltaje de salida del KS 48V-CC menos la caída de voltaje en los cables)

Corriente de carga recomendada: hasta 25A (US2000), 37A (US3000), 80A (US5000)

La capacidad mínima de almacenamiento de batería adecuada para el KS 48V-DC es de 1 x US5000, o 2 x US3000, o 3 x US2000.

Voltaje con 10% de carga restante: aprox. 45V

Voltaje con un 20% de carga restante: aprox. 48.4V

Dado que al menos el 10% de la carga debe permanecer en el almacenamiento de la batería, recomendamos establecer el valor del umbral inferior para arrancar el generador en aproximadamente el 15% o 47V.

Si el inversor no va a tener contactos secos programables, se debe utilizar el siguiente diagrama de conexión:

Ejemplo de una unidad de control de voltaje de batería de 48V:

Con la unidad de control de voltaje de la batería, se pueden establecer los valores umbral inferior y superior del voltaje de la batería y el tiempo de reacción. Establecer el tiempo de reacción sería importante para evitar el arranque innecesario del generador en caso de una carga alta a corto plazo en el almacenamiento de la batería, lo que puede provocar una caída de voltaje a corto plazo que no se puede atribuir a un bajo estado de carga en el almacenamiento de la batería.

Si el monitor de batería no funciona correctamente y no apaga el generador a tiempo al abrir los contactos cuando se alcanza el umbral superior, el generador continuará funcionando hasta que el controlador BMS detenga el proceso de carga cerrando los transistores correspondientes. En ese momento, puede haber un breve aumento en el voltaje de salida debido a una rápida reducción de la carga (si apenas se va a extraer energía del inversor), lo que puede activar la protección contra sobretensión (a 57V) en el generador.

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIÓN Y SOBRECARGA

Si el voltaje en la barra colectora de 48V o en la batería a suministrar aumenta a 57V o más por cualquier motivo, el generador se apaga inmediatamente.

El voltaje de salida del generador se reduce cuando se excede la corriente máxima y puede ser inferior a 48V, pero si baja demasiado, se reconoce como un cortocircuito y el generador se apaga inmediatamente.

Es normal que el LED rojo se encienda mientras se carga a la corriente máxima. Esto solo significa que se ha alcanzado la corriente de salida máxima del generador.

PROTECCIÓN EN CASO DE BAJO COMBUSTIBLE O ACEITE DEL MOTOR

Si se agota el combustible, el motor se detiene.

Si el nivel de aceite es demasiado bajo (se enciende el LED amarillo), el motor se detiene inmediatamente.

Si se cumplen las condiciones de arranque (el voltaje de la batería está por debajo de 47.5-48V en modo AUTO o los contactos de CONTROL EXTERNO están cortocircuitados en modo CONTROL EXTERNO), el motor intenta arrancar 5 veces y si no funciona, aparece un mensaje de error (el LED rojo parpadea).

SERVICIO FÁCIL

El generador no tiene su propia batería y se arranca con la batería que se debe suministrar. La batería a suministrar generalmente tiene una capacidad de varios kWh y, incluso con una carga baja, hay más que suficiente energía para arrancar el generador, incluso después de varios intentos de arranque. Esto elimina la necesidad de un mantenimiento regular de la batería del generador, como es habitual con los generadores de CA, por ejemplo, y aumenta la fiabilidad del suministro de energía de emergencia cuando el generador se utiliza raramente.

Sin embargo, con el generador, se debe tener cuidado para asegurar que la vida útil del combustible no se exceda. Recomendamos usar únicamente gasolina de larga duración con un número de octano de 90-95 como combustible, prestando atención a posibles depósitos en el carburador y drenándolos a tiempo según la vida útil de la gasolina.

También es importante prestar atención a la vida útil del aceite del motor. Este debe cambiarse cada 12-18 meses según las especificaciones del fabricante o cada 50 horas de funcionamiento.

El filtro de aire debe ser reemplazado dependiendo de cuán sucio esté.

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD:

Estas instrucciones solo pueden tomarse como una recomendación, son ilustrativas y deben adaptarse a las circunstancias y condiciones locales exactas durante la instalación. La instalación en sí debe realizarse cumpliendo con todas las normas y regulaciones. No nos hacemos responsables de las instalaciones incorrectas y sus consecuencias.