Viver de forma autossuficiente tornou-se uma tendência. Satisfazer as próprias necessidades energéticas é bom e correto sob todos os pontos de vista. É benéfico para o ambiente e também para a economia.
O sol fornece tanta energia que as necessidades energéticas de uma família podem frequentemente ser satisfeitas com apenas 10-20 m² de painéis solares. Esta energia, que de outra forma seria convertida em calor, não é desperdiçada, mas sim convertida em trabalho útil e, em última análise, em outras formas de energia, mantendo assim o equilíbrio energético.
Os sistemas modernos de armazenamento de energia armazenam o excesso de energia para que possa ser utilizado à noite ou quando não há sol suficiente.
Mas o que fazer se não houver sol suficiente durante vários dias? Deverá instalar um sistema de armazenamento de energia com capacidade suficiente para durar vários dias? No entanto, isto é frequentemente demasiado caro e também é pouco económico continuar a atualizar as baterias indefinidamente com receio de que as luzes eventualmente se apaguem e fique às escuras.
Precisa de uma solução sensata para o problema, que podemos oferecer na maioria dos casos. A energia tem de ser alimentada no sistema e faz isso com um gerador .
O coração de um sistema solar com armazenamento é o inversor, que gera a corrente alternada para os consumidores de energia internos. Este pode ser um inversor monofásico ou trifásico. Mas como deve o gerador apoiar o inversor? Que parâmetros deve ter? Que forma de tensão deve assumir? Estas perguntas são frequentemente colocadas.
A melhor solução seria simplesmente armazenar alguma energia na unidade de armazenamento quando necessário, garantindo um fornecimento contínuo de energia nos parâmetros normais. Neste caso, o gerador não precisa funcionar continuamente, mas apenas ocasionalmente para manter o equilíbrio energético do sistema solar com armazenamento.
Gerador DC 48V para sistemas solares com armazenamento:
Sistemas solares com armazenamento de bateria de 48V são muito comuns. Esta voltagem permanece na faixa de baixa tensão, onde não são necessárias medidas de proteção especiais, e ainda assim é possível obter uma potência típica de 5 kW ou mais para uso doméstico.
Agora temos o gerador DC na nossa gama, que funciona como uma fonte de energia DC com ponto de máxima potência e pode carregar diretamente a maioria das unidades de armazenamento de energia de 48V de sistemas solares ou eólicos.
O Gerador DC KS 48V-DC é especialmente concebido para sistemas de armazenamento de baterias de 48V, cujo intervalo de tensão de funcionamento coincide com a gama de 48-54V.
Aqui estão os parâmetros das baterias mais comuns em comparação:
| Estado de carga SOC, % | Tensão LiFePo4 (16x3,2 V) | Tensão LiFePo4 (15x3,2 V) | Tensão LiIon (14x3,7V) | Tensão LiIon (13x3.7V) | Spannung AGM (4x12V) | Tensão Chumbo-Ácido (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 |
É imprescindível prestar atenção a parâmetros como a tensão máxima de carga, a corrente recomendada e também a capacidade utilizável:
| Carregador- parâmetro, max |
LiFePo4 16 células (16x3,2 V) |
LiFePo4 15 Células (15x3,2 V) |
LiIon 14 células (14x3,7V) |
LiIon 13 Células (13x3,7V) |
AGM 4 Pilhas (4x12V) |
Chumbo-ácido 4 Baterias (4x12V) |
| Tensão, V | 57.6 | 54.0 | 58.0 | 53.9 | 58.0 | 57.2 |
| Corrente, C | 1.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 0.2 | 0.2 |
| Capacidade útil, % | 90-100 | 90-100 | 90-100 | 90-100 | 50-80 | 50 |
A tensão de saída máxima do KS 48V-DC é selecionada de forma a garantir que não ocorra sobrecarga, mesmo em baterias AGM e de chumbo-ácido comuns em sistemas solares com armazenamento. Esta tensão situa-se no intervalo de carga de manutenção e não prejudica as baterias, mesmo que o gerador funcione durante várias horas.
Se a tensão no barramento de 48V do sistema solar subir para 57V (por exemplo, devido a outras fontes de corrente contínua), o gerador para imediatamente, independentemente do modo.
As baterias de lítio estão equipadas com controladores BMS, o que elimina adicionalmente a possibilidade de sobrecarga.
O KS 48V-DC funciona como um carregador ou um módulo de carga com curva característica IoU:
O KS 48V-DC desempenha a mesma função que outras fontes de corrente contínua ligadas ao barramento de 48V do sistema solar com armazenamento, mas fornece energia não de forma permanente, apenas conforme necessário.
Através dos modos AUTO ou EXTERNAL CONTROL disponíveis, podem ser realizados diferentes algoritmos de funcionamento. Ao escolher entre os modos AUTO e EXTERNAL CONTROL, deve-se prestar atenção às particularidades do sistema a ser alimentado. Quando o gerador está em funcionamento e é a única fonte de corrente contínua no barramento de 48V do sistema solar, ele assume praticamente todo o fornecimento de energia, pois a sua tensão de saída permanece sempre ligeiramente acima da tensão da bateria.
FUNCIONAMENTO NO MODO AUTOMÁTICO
No modo AUTO, o gerador monitoriza a tensão do acumulador de energia do sistema solar e inicia automaticamente ao atingir o valor de tensão inferior de 47,5-48V. Tempo de reação de aproximadamente 5 segundos.
O gerador carrega a bateria com uma tensão de até 53,5-54V e uma corrente de até 70-75A, desligando-se assim que a tensão atinge 53,5-54V e a corrente de carga cai abaixo de 20A. Tempo de reação de aproximadamente 30 segundos.
O gerador pode ser iniciado a qualquer momento pressionando o botão START, independentemente da tensão da bateria, mas será desligado dentro de 30 segundos após o consumo de corrente cair abaixo de 20A.
A luz de sinalização verde (indicador de operação) permanece acesa continuamente quando o consumo de corrente excede 20A e pisca quando o consumo de corrente cai abaixo de 20A.
Caso o consumo de energia em cada caso específico nunca seja tecnicamente inferior a 20A (barramento de 48V), deve-se utilizar o modo EXTERNAL CONTROL para que o gerador não funcione continuamente.
FUNCIONAMENTO NO MODO DE CONTROLO EXTERNO
No modo EXTERNAL CONTROL, o gerador é iniciado ao fechar os contactos do CONTROL TERMINAL e parado ao abri-los. Este modo permite que o gerador se adapte de forma otimizada a diferentes sistemas de armazenamento de baterias através do controlo externo de dispositivos com contactos livres de potencial, o que amplia significativamente o campo de aplicação do gerador. Com a ponte entre os contactos do CONTROL TERMINAL, o gerador inicia imediatamente assim que o interruptor rotativo é colocado na posição ON e para na posição OFF. Este tipo de utilização é recomendado para permitir o arranque e paragem manuais do gerador, independentemente da tensão da bateria.
Muitos dispositivos estão equipados com contactos livres de potencial (inversores, UPS, baterias com controlador BMS, vigilantes de bateria, relés temporizados, etc.), permitindo a implementação de todos os tipos de algoritmos para a utilização do gerador.
PROTEÇÃO CONTRA SOBRETENSÃO E SOBRECARGA
Se a tensão na barra coletora de 48V ou na bateria a ser alimentada atingir 57V ou mais, por qualquer motivo, o gerador desliga-se imediatamente.
A tensão de saída do gerador é reduzida quando a corrente máxima é excedida e pode descer abaixo de 48V; no entanto, se esta descer demasiado, será reconhecida como um curto-circuito e o gerador será desligado imediatamente.
A TER EM CONTA:
O gerador de corrente contínua KS 48V-DC deve ser operado apenas com acumuladores de energia de 48V listados na tabela acima. É essencial prestar atenção aos parâmetros de todo o sistema de alimentação elétrica. Em sistemas solares onde o barramento de 48V é alimentado exclusivamente pelo inversor, deve-se garantir que a conexão de outras fontes de corrente contínua ao barramento de 48V seja permitida e não cause interferências no controle (especialmente com gestão de energia baseada em fluxos de energia) do sistema.
SOLUÇÕES COM UM GERADOR DE CORRENTE ALTERNADA DE 230V:
Recomendamos o uso de geradores inversores como fonte externa de corrente alternada para alimentação de emergência de inversores off-grid, pois conseguem manter a forma de onda de tensão de forma muito mais eficaz, o que pode ser muito importante para consumidores de energia sensíveis.
Variante com o Gerador Inversor KS 6000iES ATS da Versão 2 onde a ENTRADA PRINCIPAL monitoriza os 230V, mas não os encaminha para a saída no modo de espera:
Esta solução deve ser utilizada APENAS em sistemas solares com armazenamento e um inversor off-grid, e apenas em soluções de ilhas de energia!
O gerador inversor KS 6000iES ATS versão 2 inicia assim que o monitor de bateria interrompe a tensão de 230V derivada da saída do inversor para a ENTRADA PRINCIPAL do gerador e para quando a tensão retorna.
Deve-se notar que o gerador deve fornecer energia tanto para os consumidores de eletricidade a serem abastecidos quanto para o carregamento da unidade de armazenamento de energia.
No caso de um sistema solar com armazenamento e inversor híbrido, nenhum gerador pode ser conectado ao lado de entrada (devido à alimentação) e a única opção é carregar o armazenamento de energia através de um carregador adequado, desde que o sistema de gestão de energia (se disponível) o permita.
Variante com o gerador inversor KS 6000iES ATS versão 2:
O gerador mostrado no diagrama de circuito não está instalado permanentemente, mas pode ser ligado à tomada Schuko pré-instalada e à tomada de alimentação CEE 230V 16A conforme necessário. Isto permite que o gerador seja utilizado de forma móvel, se necessário.
O interruptor rotativo OFF-RUN no lado direito do gerador combina a torneira de combustível, o interruptor de alimentação interna de 12V e o interruptor de ignição. Quando o gerador não estiver em uso, deve permanecer na posição OFF para evitar que a bateria de lítio incorporada do gerador se descarregue. O gerador vem com a bateria desconectada, que deve ser conectada sob o painel lateral esquerdo durante o uso inicial. A bateria é recarregada pelo módulo de carregamento interno sempre que o gerador está em funcionamento ou quando é aplicada uma tensão de 230V à ENTRADA PRINCIPAL (independentemente da posição do interruptor rotativo).
A ligação de ENTRADA DE REDE 230V é monitorizada assim que o interruptor rotativo é ajustado para FUNCIONAR e o interruptor ATS é ligado. Se a tensão de 230V na ENTRADA DE REDE falhar, o controlador ATS inicia o gerador e comuta a sua tomada de saída para o módulo inversor.
O cabo para o monitor de bateria está protegido contra sobrecarga e contacto. O monitor de bateria utilizado deve ser capaz de comutar os 230V da saída do inversor.
Exemplo de um monitor de bateria com um interruptor de 230V:
Aviso:
Este manual destina-se apenas como um guia, é ilustrativo e deve ser adaptado às circunstâncias e condições específicas no local durante a instalação. A própria instalação deve ser realizada em conformidade com todas as normas e regulamentos. Não assumimos qualquer responsabilidade por instalações incorretas e suas consequências.
