Является ли использование нескольких контроллеров заряда в одной системе/аккумуляторе на 48 В «плохой идеей»?

В моем доме есть 48-вольтовая система возобновляемой энергии, которая в настоящее время отключена от сети. В нем есть: - инвертор/зарядное устройство на 6 кВА, которое можно подключить к генератору или сети (контроллер заряда №1) - ветряная турбина на 2 кВА со встроенным контроллером на 48 вольт - система солнечных панелей на 3 кВА с контроллером заряда на 48 вольт - водяное колесо мощностью 1 кВА, которое просто добавляет питание к аккумуляторной батарее через трехфазный выпрямитель. Все они подключены к одному блоку залитых свинцово-кислотных аккумуляторов емкостью 820 Ач.

Мы заметили, что когда генератор работает и заряжает батарею и дует ветер, мы видим, как ветряная турбина переключается с «зарядки» на «не заряжается из-за высокого напряжения» и напряжение системы увеличивается.

Может показаться, что, возможно, контроллеры заряда конкурируют друг с другом, каждый повышая напряжение по отношению к другому, пока не достигнет отсечки, а затем повторяет процесс.

В результате, следует ли каким-то образом скоординировать управление зарядом, чтобы только один контроллер заряда фактически заряжал аккумулятор в каждый момент времени?

Очевидно, это не идеально, потому что я хотел бы иметь возможность заряжать батареи всей доступной мощностью, если светит солнце, дует ветер и т. д.

Возможно, повышение напряжения является признаком того, что аккумуляторы заряжены и больше не потребляют зарядный ток? Что токоизмерительные клещи говорят о токе заряда аккумуляторной батареи, когда это происходит?
Существуют ли токоизмерительные клещи, работающие на постоянном токе? У меня есть такое приложение для одного.
Конечно. Они стоят дороже (но не намного дороже, если вам НЕ НУЖНО иметь случайность). У меня не было случайности. Датчик для постоянного тока более сложен, отсюда и дополнительные расходы.
@Harper Хм, вот дешевый вариант, который, я не думаю, был отсутствовать, когда я купил свой измеритель - токоизмерительные клещи переменного / постоянного тока за 40 долларов без дисплея - он подключается к вольтметру и выдает 1 или 10 мВ на ампер. , в зависимости от диапазона, для которого он установлен (400 или 40 А), я оставлю поиск их вам, а не буду спамить тот, который я нашел. Большинство хорошо спроектированных систем RE будут иметь встроенный измерительный шунт для прямого измерения.

Ответы (4)

Я шел по этому пути примерно до 2009 года. В самых современных и дорогих установках у вас может быть все устройства, взаимодействующие и координирующие друг друга. В большинстве у каждого есть свои параметры зарядки, которым он пытается соответствовать, и единственная связь - это напряжение на банке.

С несколькими нескоординированными контроллерами заряда вы можете превысить оптимальный зарядный ток, и вы должны ожидать разногласий между нескоординированными контроллерами заряда (и водяной турбиной без контроллера заряда), поскольку их уставки зарядки и алгоритмы почти наверняка различаются.

Если у вас есть деньги, чтобы вложить в него деньги, или вы считаете, что это экономит деньги на сроке службы батареи, набор объединенных в сеть скоординированных интеллектуальных контроллеров заряда, безусловно, будет работать более оптимально (и все они могут работать одновременно), но вы также следует понимать, что любая система, которая не оставит вас в темноте в течение большей части года, будет иметь некоторую избыточную емкость, когда все идет хорошо, с точки зрения зарядки.

Вы не можете просто добавить больше батареи, не затруднив ее полную зарядку и выравнивание, и вы не можете уменьшить источники питания, не оказавшись в темноте после нескольких сухих, облачных, безветренных дней. Поэтому иногда вы будете сбрасывать лишнюю мощность. Если вы можете сделать что-то полезное с этой силой, прекрасно; (стирка — это хорошо, часто), в противном случае это просто часть стоимости того, чтобы иметь власть больше времени. В случае генератора, работающего на топливе, и ветряной турбины здравый смысл состоял бы в том, чтобы выключить горелку в ветреный день.

Да, если вы регулярно имеете дело с дампом, это просто говорит о том, что размер вашей системы достаточен.

Похоже на конфликт между контроллерами заряда. Ваша проблема заключается в том, что любое устройство, повышающее напряжение постоянного тока для зарядки, приведет к блокировке или сбросу других устройств. Поэтому, когда ваша батарея разряжена, любое устройство, которое сработает первым, останется доминирующим источником постоянного тока, пока у них не закончится вход (топливо/солнце/ветер/гидро) или они не удовлетворят заряд батареи.

Хотя, возможно, есть способ исправить это, хотя, возможно, и неоптимальный. Я никогда не пробовал, но теоретически это может сработать. Многие контроллеры заряда имеют ручные настройки напряжения подключения и отключения, чтобы поддерживать заряд аккумуляторов. Вы можете установить каждый контроллер заряда на разные, но очень близкие напряжения, чтобы установить приоритет. Вот общий пример настроек контроллера:

- PV 48V (highest priority)
- Turbine: 47.5V (medium priority)
- Genny: 47V (low priority)

Если ваш аккумулятор разряжен, а генератор работает ночью, а ветер усиливается, контроллер ветра увидит более низкое напряжение и включится для зарядки постоянного тока. В то же время генератор увидит повышение напряжения, из-за чего он решит, что батарея заряжена, и выключится, позволив ветру взять верх. То же самое касается солнечной энергии, но солнечная энергия будет иметь приоритет над ветром, или вы можете изменить направление в зависимости от того, какой из них будет обеспечивать больший ток.

Некоторыми недостатками могут быть неоптимальная зарядка генератора и возможное колебание, поскольку колебания PV/ветра могут привести к включению и выключению генератора. Я бы позвонил каждому производителю и посмотрел, что они скажут.

Мысли?

Я думаю, что ваши пороговые значения не основаны на опыте, но в остальном вы на правильном пути.
Мой пример был быстро извлечен из контроллера заряда Siemens, который имеет возможность устанавливать напряжения с разрешением 200 мВ. Хотя в реальном мире такое маленькое расстояние, скорее всего, будет изобиловать небольшими всплесками, заставляющими контроллеры нервничать, циклически включая и выключая их. Больший интервал в 1 вольт или более может быть хорошим началом.

Я согласен с ThreePhaseEel, это «терминальный режим». Generator + wind + solar + water - your loadsбольше, чем батарея может поглотить, так как батарея полностью или почти полностью заряжена.

Ваши возобновляемые источники энергии производят энергию, но это больше, чем дом или батарея могут использовать прямо сейчас. Как устроена ваша система, чтобы справиться с такой ситуацией? Потому что, заметьте, это должно происходить несколько раз в неделю . Наличие избыточной мощности, которая требует сброса, является отличительной чертой системы хорошего размера. Солнечная энергия, ветер и вода кажутся достаточными для среднего дома. Ты должен много сбрасывать.

Кажется, что прямо сейчас ваш генератор подавляет ваши возобновляемые источники энергии, заставляя ветер и солнце «отступать», что является полным гонг-шоу. По крайней мере, он должен сигнализировать об отключении генератора. Если у вас нет прогноза погоды, в котором говорится об обратном... нет никакой земной причины запускать генератор, если батарея заряжена более чем на 80%. Вы должны сохранить этот запас, чтобы поглотить доступную возобновляемую энергию.

Гидрогенератор должен обрабатывать сброс, перекрывая: закрывая входной клапан и перехватывая сток в верхнем водохранилище для дальнейшего использования. (это предполагает, что у вас нет годового переизбытка.)

Ветровая и солнечная справляются с сбросом либо отключая, либо отводя его от клемм "Дамп" на контроллере заряда, который может идти куда угодно. Например, запустите осушители воздуха, электрические обогреватели или включите кондиционер, эффективно используя дом в качестве хранилища тепла.

Если у вас есть гидросистема и небольшой поток воды, отличным вариантом использования «свалки» является перекачка воды из нижнего водоема в верхний. Это называется «накачиваемым хранилищем» и сводится к использованию гравитации в качестве батареи. И это может быть действительно большая батарея; вопрос лишь в том, насколько большими вы готовы сделать свои верхние и нижние водохранилища. На самом деле гидроаккумулирование может работать для людей, у которых даже нет гидроэлектростанций с проточной водой, если они могут построить водохранилища и получить достаточно воды, чтобы наполнить их и компенсировать потери.

Чтобы ответить на вопрос, принимая во внимание ваши ответы и дальнейшие исследования по этому вопросу:

Несколько контроллеров заряда не обязательно являются «плохой идеей». Тем не менее, тот контроллер, который имеет самую высокую пороговую настройку в этот момент времени, будет увеличивать мощность батарей. Если они не запрограммированы скоординированным образом, это может привести к перезарядке батарей.

В этом случае производитель рекомендует настраивать батареи со следующими параметрами зарядки: - Массовая зарядка до напряжения поглощения 58,8 В. - Плавающее напряжение 54 В.

В этом случае солнечный контроллер заряда является основным зарядным устройством, так как это самый большой источник генерации. Он также имеет возможность ограничивать солнечную генерацию при достижении целей (в том числе из других источников).

Если эти цели не могут быть достигнуты (например, слишком большая выработка), инвертор может быть настроен на активацию «сброса нагрузки», если эти цели не достигаются (например, напряжение превышает максимальное напряжение для этой стадии зарядки). Однако, чтобы инвертор знал, каково текущее состояние заряда, эта информация должна передаваться от контроллера заряда солнечной батареи.

И солнечное зарядное устройство, и инвертор имеют протокол связи, который можно использовать для передачи этой информации о состоянии заряда с помощью дополнительного программного/аппаратного обеспечения.

Ветряная турбина имеет установленный на заводе порог 57,2 В, что означает, что, когда батареи проходят стадию поглощения, ветряная турбина перестанет генерировать. Во время наполнения (ниже 57,2) или плавания ветряная турбина будет отдавать мощность, но солнечное зарядное устройство будет дросселировать, чтобы поддерживать 54 В. Если это недостижимо (т.е. напряжение достигает более 54 В), то теоретически сработает сброс нагрузки.

Самым элегантным решением было бы иметь устройства, которые сообщаются друг с другом и все имеют настраиваемые параметры, но для этого вам потребуется какая-то основная система управления и устройства генерации, совместимые с той же системой.