Аккумуляторы, инверторы, контролеры. Их особенности и применение в

системах гарантированного питания.

Менеджер направления

Альтернативной энергетики

ООО «Санлайт Украина С.Р.Л.»

Вячеслав Турчик

о компании «Санлайт Украина С.Р.Л.» типы АКБ, их особенности, методы расчета о компании «Xantrex Technology Inc.» инвертор Xantrex серии TR инвертор Xantrex серии XW, краткое описание сравнительная характеристика инверторов SW и XW особенности серии XW системные компоненты XW резюме инвертора XW преимущества СГЭ на базе инверторов Xantrex рекомендации по подключению

Программа семинара

Компания «SYSTEMS SUNLIGHT S.A.»

Компания «SYSTEMS SUNLIGHT S.A.» - один из ведущих европейских производителей оборудования резервного электропитания промышленного, специального и военного назначения:

- промышленные аккумуляторы;

- выпрямительно-зарядные устройства;

- системы бесперебойного питания;

- дизель-генераторные установки;

- гибридные электростанции с солнечными батареями и др.

СГЭ Sunlight и телекоммуникационная вышка

Вид системы с торцов и изнутри

Общая схема системы гарантированного питания

Аккумуляторная батарея - АКБ

Обслуживаемые

(вентилируемые)

Необслуживаемые (герметизированные)

Серия PzS и OPzS Серия SP, SVT и STB

Клапанная рекомбинация (VRLA)

VRLA (Valve Regulated Lead Acid , в переводе с англ. Клапанно-Регулируемые Свинцово-Кислотные).

Благодаря особенностям конструкции и составу материалов пластин, сепараторов и электролита продукты электролиза воды - молекулы водорода и кислорода – в аккумуляторах данного типа рекомбинируют, превращаясь в молекулы воды и возвращаясь в состав электролита.

Коэффициент рекомбинации при нормальных условиях эксплуатации достаточно высок и может достигать >99 %. Поэтому лишь очень незначительная часть нерекомбинировавших газов накапливается внутри корпуса аккумулятора и затем при превышении заданного уровня давления стравливается в атмосферу через клапаны.

Две основные группы VRLA - AGM и GEL

Технология AGM

Технология, которая используется в необслуживаемых батареях – от англ. (Absorbed Glass Material) - стекловолоконный пористый материал, из котрого выполнен сепаратор, заполняющий пространство между пластинами. Сепаратор напитан (как губка) жидким электролитом (водным раствором серной кислоты).

Особенности:

- отличные динамические разрядные и зарядные характеристики;

- легко обеспечивается ускоренный заряд величиной до 0,3·С10;

- выравниваются температурные неоднородности;

- рекомбинация газов составляет свыше 99% при нормальных условиях.

Две основные группы VRLA - AGM и GEL

Технология GELТехнология, которая используется в другом типе необслуживаемых батарей –

GEL (электролит – гелеобразный) получается добавлением к серной кислоте силиконового наполнителя. Гелевый электролит заполняет пространство между пластинами, но сепаратор не исключается.

Особенности:- предпочтительней питать от ЗУ с высоким качеством напряжения;- рекомбинация газов достигает 97%;- развиваемые толчковые токи на 20-40% ниже, чем у AGM; - может наблюдаться временный провал в напряжении при набросе нагрузки; - зарядка гелевых аккумуляторов ограничивается током не более 0,2·С10; - циклический ресурс гелевых аккумуляторов в 2-3 раза выше, чем у АGM.

Особенности герметизированных АКБ

• отсутствие необходимости долива воды в течение всего срока службы;

• аккумуляторы VRLA могут эксплуатироваться в составе электропитающего и прочего оборудования, а также в помещениях без принудительной вентиляции (достаточно естественной);

• могут эксплуатироваться в любом положении (кроме полностью перевернутого);

• продолжительный срок службы.

Расчет аккумуляторной батареи

Метод расчета при постоянном потреблении мощности

1) Выбирается тип инвертора в зависимости от суммарной мощности потребления.

2) Выбирается напряжение аккумуляторной батареи в зависимости от типа инвертора - 12 В, 24 В или 48 В В.

3) Определяется необходимая емкость батареи:

2 ï î ò ðåçáàò

áàò

Ð ÒE

U

⋅=

Расчет аккумуляторной батареи

4) Определяется необходимое количество аккумуляторов:

а. Минимальное по напряжению:

б. По необходимому времени резервирования и мощности:

èí âàêêóì

àêêóì

UU

N =

áàòêî ì ï

àêêóì

ÅN

Å=

в. Определяется общее количество аккумуляторов :

àêêóì êî ì ïN N N∑ = ⋅

Расчет аккумуляторной батареи

Метод расчета при переменном потреблении мощности

1240Суммарное потребление:

250112501Телевизор

9010,33001Холодильник

15010,53001Насос отопления

4501,50,310001Насос глубинный

300111003Лампа накаливания

Потребляемая электроэнергия,

Вт·час

Коэффициентперегрузки

Времяработы за сутки,

час

Номинальнаямощность,

ВтКол.Тип прибора

Таблица для расчета потребления электроэнергии

Компания Xantrex

Xantrex Technology Inc. – это мировой лидер в развитии, производстве и реализации передового электронно-электрического оборудования и систем для возобновляемых, программируемых и мобильных энергетических рынков.

Продукция Xantrex соответствует европейским и мировым стандартам, сертифицирована в соответствии со стандартами UL, CSA и CE (по технике

безопасности), а также ISO9001:2000.

1983Год основания

79 с 97 уже в работеПатенты

$280 миллионов долларов США в 2008 годуДоход

Барнеби, Ливермур , Шанхай и ГерманияПроизводство

Арлингтон, Ливермур (США), Барселона (Испания), Рединг (Англия), Берлин (Германия), совместное предприятие в Шанхае (Китай).

Представительства

Ванкувер (Канада)Главный офис

Некоторые клиенты Xantrex

Продукция компании Xantrex

Инвертора Xantrex гибридного типа

Линейка мощностей гибридных инверторов Xantrex

100486 000ЧистаяXW 6048E

85484 500ЧистаяXW 4548E

150244 000Чистая XW 4024E

70242 400МодифицированнаяTR 2424 E

35241 500Модифицированная TR 1524 E

Ток ЗУ, А

Напряжение АКБ, В

Мощность, ВА

Форма напряжения

Модель

Истинная синусоида на выходе

Серия SW Серия XW

Непревзойденная пусковая мощность

Серия SW Серия XW

Лучший в своем классе КПД

Конфигурация

Однофазный режим – до 4-х в параллель, max 24 кВт, 230 В @ 50 Гц

Конфигурация

Трьохфазный режим – до 2-х на фазу, max 36 кВт, 400 В @ 50 Гц

Внутренний протокол XanBus™

Двойные входы переменного напряжения

Надежность

- все электронные компоненты выделены в отдельный блок и защищены от влияния внешней среды;

- компоненты, что могут генерировать тепло, находятся в проветриваемом отсеке;

- вертикальный форм-фактор создает непринужденную вентиляцию нагревающихся элементов. Это позволяет использовать встроенный вентилятор только при необходимости.

Дизайн и Надежность

• HALT “Highly Accelerated Life Testing” • Ограничения XW6048:

• нижний порог температуры -45°C• верхний порог температуры +100°C• перепады температуры -35°C до 105°C @ 60°C/мин

• Ограничения XW-MPPT:• нижний порог температуры -60°C• верхний порог температуры +100°C• перепады температуры -50°C до 85°C @ 60°C/мин

• Протестирован на работу в морских условиях• Наработка на отказ (показатель MTBF – Mean Time

Between Failure): >22 лет @ 25 °C

>77 лет @ 30% постоянной нагрузки

Контролер заряда Xantrex, серия XW-MPPT

Основные свойства:• Мощное ЗУ до 60 А• Напряжение батареи: 12, 24, 36, 48, 60 В• Поддерживает напряжение 150 В от PV-модулей• Автоматическое отключение PV-панелей в ночное время• Температурный датчик АКБ в комплекте• Поддерживает Xanbus

Контролер заряда Xantrex, серия С

Основные свойства:

• Три-стадийное зарядное устройство

• Автоматическая защита от перегрузки

• Защита от коротких замыканий и изменения полярности PV-панелей

• Регулированное автоматическое отключение при заниженном или завышенном уровне напряжения

Мониторинг работы инверторной системы XW

• Все устройства передают информацию по протоколу Xanbus;

• Возможность объединения до 8 компонентов в одну систему;

• Питание системы производит инвертор XW;

• Несколько коммуникационных модулей может быть подключено к одной сети TCP/IP.

• Любой компонент, поддерживающий Xanbus, может подключаться и мониториться.

Резюме инвертора XW

• Создание как автономных, так и резервных систем питания промышленных объектов и частных домов;

• Возможность работы с альтернативными источниками электроэнергии;• Не требует дополнительного оборудования для параллельной конфигурации;• Способность выдерживать колоссальные перегрузки без значительной просадки

напряжения;• Высокий КПД – до 98%;• Мощное ЗУ, способное поддерживать АКБ большей емкости, что в свою очередь

позволяет создавать системы с большим временем резервирования;• Сбор, сохранение, копирование и передача информации о любых параметрах и

компонентах системы в реальном времени;• Оповещение об ошибках и неполадках при помощи электронной почты;• Возможность удаленного контроля и управления;• Возможность создания единой интеллектуальной системы, которая может быть

полностью автономной.

Преимущества инверторных систем

По сравнению с генератором:

• Бесшумная работа;

• Нет выбросов отработанных газов;

• Не требует согласования;

• Абсолютно автономны;

• Не требу ют обслуживания (замена масла и прочих расходных материалов, таких как фильтры, а также залив топлива).

Преимущества инверторных систем

По сравнению с ИБП:

• Могут работать с альтернативными источниками энергии;

• Мощное встроенное зарядное устройство позволяет применять аккумуляторные батареи большой емкости, что в свою очередь обеспечивает длительное автономное электропитание нагрузок (до 1-2 суток);

• Не требуют дополнительного оборудования для создания комбинированных систем мощностью 24 кВА в 1-фазном и 36 кВА в 3-фазном режимах работы;

• Способны переносить 2-кратные перегрузки без существенного падения напряжения на выходе;

• Высокий КПД – до 98%.

Рекомендация по подключению АКБ

При подключении АКБ должны соблюдаться следующие принципы:

- максимально придерживаться симметрии (длина кабелей от полюсов должна быть равной);

- максимум четыре батареи по 12В в блоке (последовательное подключение до 48В DC).

Рекомендация по заземлению

Все элементы системы должны быть обязательно подсоединены к близлежащему заземляющему контуру и размещаться максимально близко друг к другу.

Некоторые реализованные проекты

Частный дом, г. Львов

Некоторые реализованные проекты

Частный дом, г. Киев (Осокорки)

Некоторые реализованные проекты

Частный дом, г. Ужгород

Благодарю за внимание!

Менеджер направления

Альтернативной энергетики

ООО «Санлайт Украина С.Р.Л.»

Вячеслав Турчик