Living self-sufficiently has become a trend. Meeting one's own energy needs is good and right from every perspective. It's good for the environment and also for the economy.
The sun provides so much energy that a family's energy needs can often be met with just 10-20 m² of solar panels. This energy, which would otherwise be converted into heat, is not wasted but is converted into useful work and ultimately into other forms of energy, thus maintaining the energy balance.
Modern power storage systems store excess energy so that it can be used at night or when there is not enough sun.
But what do you do if there is not enough sun for several days? Should you install a power storage system with a capacity large enough to last for several days? However, this is often too expensive and it is also uneconomical to keep upgrading the batteries indefinitely in the fear that the lights will eventually go out and you will be left in the dark.
You need a sensible solution to the problem, which we can offer in most cases. The energy has to be fed into the system and you do this with a generator .
The heart of a solar system with storage is the inverter, which generates the alternating current for internal power consumers. This can be either a single-phase or a three-phase inverter. But how should the generator support the inverter? What parameters should it have? What voltage form should it take? These questions are asked frequently.
The best solution would be to simply store some energy in the storage unit when needed, ensuring a continuous power supply at normal parameters. In this case, the generator doesn't need to run continuously, but only occasionally to maintain the energy balance of the solar system with storage.
48V DC generator for solar systems with storage:
Solar systems with 48V battery storage are very common. This voltage remains in the low-voltage range, where no special protective measures are required, yet the typical household output of 5 kW and more is still possible.
We now have the DC generator in our range, which functions as a DC power source with maximum power point and can directly charge most 48V power storage units of solar or wind power systems.
The KS 48V-DC DC generator is specially designed for 48V battery storage systems whose working voltage range overlaps with the 48-54V range.
Here are the parameters of the most common batteries in comparison:
| State of charge SOC, % | Voltage LiFePo4 (16x3.2 V) | Voltage LiFePo4 (15x3.2 V) | Spannung LiIon (14x3.7V) | Spannung LiIon (13x3.7V) | Spannung AGM (4x12V) | Spannung Blei-Säure (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 |
Es ist unbedingt auf solche Parameter wie maximale Ladespannung, empfohlene Stromstärke und auch nutzbare Kapazität zu achten:
| Lade- parameter, max |
LiFePo4 16 Zellen (16x3.2 V) |
LiFePo4 15 Zellen (15x3.2 V) |
LiIon 14 Zellen (14x3.7V) |
LiIon 13 Zellen (13x3.7V) |
AGM 4 Batterien (4x12V) |
Blei-Säure 4 Batteries (4x12V) |
| Spannung, V | 57.6 | 54.0 | 58.0 | 53.9 | 58.0 | 57.2 |
| Stromstärke, C | 1.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 0.2 | 0.2 |
| Nutzbare Kapazität, % | 90-100 | 90-100 | 90-100 | 90-100 | 50-80 | 50 |
Die maximale Ausgangsspannung vom KS 48V-DC ist so ausgewählt dass auch bei für eine Solaranlage mit Speicher üblichen AGM und Blei-Säure-Batterien keine Überladung passiert. Diese liegt im Bereich der Erhaltungsladung und kann den Batterien nicht schaden auch wenn der Generator mehrere Stunden läuft.
Soll die Spannung an der 48V-Sammelschiene der Solaranlage auf 57V steigen (z.B. durch andere DC-Stromquellen) stoppt der Generator sofort unabhängig von dem Modus.
Die Lithium-Batterien sind mit BMS-Kontrollern ausgestattet und eine Überladung wird dadurch zusätzlich ausgeschlossen.
Der KS 48V-DC funktioniert wie ein Ladegerät oder ein Lademodul mit IoU-Kennlinie:
Der KS 48V-DC erfüllt die gleiche Funktion wie auch andere an die 48V-Sammelschiene der Solaranlage mit Speicher angeschlossene Gleichstromquellen, liefert aber Energie nicht permanent, sondern nur je nach Bedarf.
Durch vorhandene AUTO oder EXTERNAL CONTROL Modus können unterschiedliche Funktionsalgorithmen realisiert werden. Bei der Wahl zwischen AUTO und EXTERNAL CONTROL Modus ist auf die Besonderheiten des zu versorgendes Systems zu achten. Wenn der Generator läuft und ist die einzige Gleichstromquelle an der 48V-Sammelschiene der Solaranlage, übernimmt er praktisch die gesamte Stromversorgung, da seine Ausgangsspannung in dem Fall immer etwas über der Batteriespannung bleibt.
FUNKTIONSWEISE IM AUTO MODUS
Der Generator im AUTO-Modus überwacht die Spannung des Stromspeichers der Solaranlage und startet automatisch beim Erreichen vom unteren Spannungswert von 47,5-48V. Reaktionszeit ca. 5 Sekunden.
Der Generator lädt die Batterie mit der Spannung von bis 53,5-54V und mit dem Strom von bis zu 70-75A und geht aus sobald die Spannung 53,5-54V erreicht und der Ladestrom unter 20A kommt. Reaktionszeit ca. 30 Sekunden.
Der Generator kann durch Drücken des START-Knopfes jederzeit gestartet werden unabhängig von der Batteriespannung, wird aber innerhalb von 30 Sekunden gestoppt nachdem die Stromabnahme unter 20A kommt.
Die grüne Signalleuchte (Betriebsanzeige) leuchtet ununterbrochen wenn die Stromabnahme 20A übersteigt und blinkt wenn die Stromabnahme auf unter 20A kommt.
Soll die Stromabnahme in dem jeweiligen Fall rein technisch nie unter 20A (48V-Stromschiene) kommen, wäre der EXTERNAL CONTROL Modus zu verwenden, damit der Generator nicht ununterbrochen läuft.
FUNKTIONSWEISE IM EXTERNAL CONTROL MODUS
Der Generator im EXTERNAL CONTROL Modus wird durch Schließen der CONTROL TERMINAL Kontakte gestartet und durch Öffnen gestoppt. Dieser Modus lässt den Generator durch externe Steuerung von Geräten mit potentialfreien Kontakten an unterschiedliche Batteriespeicher optimal anpassen, was den Anwendungsbereich des Generators erheblich erweitert. Mit der Brücke zwischen Kontakten CONTROL TERMINAL startet der Generator sofort sobald der Drehschalter in die Stellung ON verstellt wird und stoppt in der Stellung OFF. So eine Verwendung wird empfohlen um den Generator unabhängig von der Spannung der Batterie manuell starten und stoppen zu können.
Mit potentialfreien Kontakten sind zahlreiche Geräte ausgestattet (Wechselrichter, USVs, Batterien mit BMS-Kontroller, Batteriewächter, Zeitrelais usw.) und dies lässt alle möglichen Algorithmen der Verwendung des Generators realisieren.
ÜBERSPANNUNG- und ÜEBERLASTUNGSSCHUTZ
Soll die Spannung an der 48V-Sammelschiene oder der zu versorgender Batterie aus irgendwelchen Gründen auf 57V und höher kommen, schaltet der Generator sofort ab.
Die Ausgangsspannung des Generators wird beim Überschreiten der maximalen Stromstärke gesenkt und kann niedriger als 48V kommen, soll diese jedoch zu niedrig kommen, wird es als Kurzschluss erkannt und der Generator wird sofort ausgeschaltet.
UNBEDINGT ZU BEACHTEN:
Der Gleichstromgenerator KS 48V-DC darf nur mit 48V-Stromspeicher betrieben werden, die in der Tabelle oben aufgeführt sind. Es ist unbedingt auf Parameter des gesamten Stromversorgungssystems zu achten. Bei Solaranlagen wo die 48V-Sammelschiene ausschließlich durch den Wechselrichter versorgt wird ist darauf zu achten, dass das Anschließen von anderen DC-Stromquellen an die 48V-Stromschiene zulässig ist und keine Störungen in der Steuerung (vor allem mit Energiemanagement auf Basis von Energieflüssen) der Anlage verursacht.
LÖSUNGEN MIT EINEM 230V-WECHSELSTROMGENERATOR:
Wir empfehlen als externe Wechselstromquelle bei Notstromeinspeisung von Off-Grid-Wechselrichtern Inverter-Generatoren zu verwenden, die ihre Spannungsform viel besser einhalten können, was für empfindliche Stromverbraucher sehr wichtig sein kann.
Variante mit dem Inverter-Generator KS 6000iES ATS der Version 2 wo der MAINS INPUT die 230V überwacht, leitet diese aber im Wartemodus nicht zum Ausgang weiter:
Diese Lösung ist NUR bei Solaranlage mit Speicher und einem Off-Grid-Wechselrichter zu verwenden und nur bei Strominsellösungen!
The inverter generator KS 6000iES ATS version 2 starts as soon as the battery monitor interrupts the 230V voltage branched from the inverter output to the MAINS INPUT of the generator and stops when the voltage returns.
It should be noted that the generator must provide energy both for the electricity consumers to be supplied and for charging the power storage unit.
In the case of a solar system with storage and hybrid inverter, no generator may be connected to the input side (due to feed-in) and the only option is to charge the power storage via a suitable charger, provided that the energy management system (if available) allows this.
Variant with the inverter generator KS 6000iES ATS version 2:
The generator shown in the circuit diagram is not permanently installed, but can be connected to the pre-installed Schuko socket and the CEE 230V 16A power supply socket as needed. This allows the generator to be used mobile if necessary.
The OFF-RUN rotary switch on the right side of the generator combines the fuel tap, the internal 12V power supply switch, and the ignition switch. When the generator is not in use, it should remain in the OFF position to prevent the generator's built-in lithium battery from discharging. The generator comes with a disconnected battery, which must be connected under the left side panel during initial use. The battery is recharged by the internal charging module whenever the generator is running or 230V voltage is applied to the MAINS INPUT (regardless of the rotary switch position).
The MAINS INPUT 230V connection is monitored as soon as the rotary switch is set to RUN and the ATS switch is turned ON. If the 230V voltage at the MAINS INPUT fails, the ATS controller starts the generator and switches its output socket to the inverter module.
The cable to the battery monitor is protected against overload and contact. The battery monitor used should be able to switch the 230V from the inverter output.
Example of a battery monitor with a 230V switch:
Disclaimer:
This manual is intended only as a guide, is illustrative, and must be adapted to the specific circumstances and conditions on site during installation. The installation itself must be carried out in compliance with all standards and regulations. We assume no responsibility for incorrect installations and their consequences.
