PARALLEL- LADEREGLER PLR-9

Transkript

1 PARALLEL- LADEREGLER PLR-9 Eigenschaften - universell einsetzbar für die Ladung von Bleibatterien mit Wasser-, Wind- und Solargeneratoren - Laderegelung mit zwei sequentiell angesteuerten Überlastwiderständen - mit Jumper einstellbar für 12V- und 24V-Batterien (andere Spannungen auf Anfrage) - maximaler Ableitstrom durch Überschusslasten: 2 x 15A - Pulsbreitenmodulation mit typ. < 200Hz Taktfrequenz (konstante Rippelspannung) - durch langsame, gerundete Schaltflanken (du/dt < 2V/µs) praktisch keine Störstrahlung - Ladespannung direkt in V/Zelle einstellbar - keine gefährlichen Ausgangsspannungen bei Batterie-Unterbruch - mehrere Regler können zur Leistungssteigerung parallel betrieben werden - für Schrankeinbau, auf DIN-Schiene aufschnappbar, Anschluss über Feder-Printklemmen - einfache und robuste Analogtechnik Technische Daten Nennspannungen max. zul. Eingangsspannung max. Generator-Nennstrom Absicherung Überschusslastwiderstand Lade-Endspannung Taktfrequenz Eigenverbrauch ab Batterie Anschlüsse 12V / 24V DC, mit Jumper umsteckbar (andere Spannungen auf Anfrage möglich) 50V 27A max. 32A gegen Batterie, dient auch als Verpolungsschutz 2 Stück > 1 Ω ( 12V) bzw. > 2 Ω (24V) Zellenspannung einstellbar von 2,1-2,5 V/Zelle mit Trimmer auf Reglerplatine variabel, typisch < 200Hz, max. ca. 300Hz (schlechte Batterie) < 0.4 ma (Batteriespannung < Ladespannung) Federzug-Printklemmen 6mm²

2 Abmessungen Prinzipschema B x H x T = 100 x 100 x 35mm mit Montageclip für DIN 35mm Tragschiene Funktionsprinzip Der Laderegler sorgt dafür, dass die Batterie vom Generator nur soviel Strom erhält, dass diese zwar vollgeladen, aber nicht überladen wird. Ist die Batterie nur teilweise geladen, so ist der Laderegler noch nicht aktiv und der ganze Generatorstrom fliesst in die Batterie. Nähert sich die Batterie der Volladung, so steigt die Batteriespannung an, bis sie die vom Laderegler vorgegebene Grenze erreicht. Der Laderegler beginnt nun, durch Takten des ersten, und, wenn dieser voll ausgesteuert ist, auch des zweiten Schalttransistors gerade soviel Strom auf die Überschusslasten abzuzweigen, dass exakt die gewünschte Ladespannung eingehalten wird. Eine gelbe Leuchtdiode auf dem Laderegler zeigt an, wenn der erste Schalttransistor eingeschaltet ist. Dadurch erkennt man, dass die Ladespannung erreicht und damit der Regler aktiv ist. Grundsätzlich können auch Solargeneratoren mit dem PLR-9 betrieben werden (wenn z.b. die Überschussenergie zum Heizen verwendet werden soll). Der Dunkel-Rückstrom ist dabei in der Regel so klein, dass er vernachlässigt werden kann. Dies gilt jedoch nicht für Solargeneratoren, die für längere Zeit völlig abgedeckt sind, z.b. durch Schnee. In diesem Fall muss eine zusätzliche Diode in den Generatorkreis eingefügt werden. Die Überschusslasten sind so zu dimensionieren, dass bei Ladespannung der 1.5-fache Wert des Generator-Nennstromes abgeleiten werden kann. Achtung bei Dünnfilmzellen: Der mögliche Ladestrom eines neuen Generators kann deutlich über dem angegebenen Nennwert sein! Hier empfiehlt es sich, die Überschusslasten auf das zweifache des Nennstromes auszulegen. Batteriekapazität

3 Damit die Rippelspannung an der Batterie im vernünftigen Rahmen bleibt, sollte die Batteriekapazität 10-20Ah pro A Generator-Nennstrom betragen, also z.b. mindestens 100Ah bei einem Generator-Nennstrom von 10A. Überschusslast Die Überschusslasten müssen so dimensioniert sein, dass sie den grösstmöglichen Generatorstrom ableiten können, ohne dass dabei die Ladespannungsgrenze überschritten wird. Als Dimensionierungsrichtlinie gilt dabei: Bei Nennspannung (24V, 12V) müssen die Widerstände je die Hälfte des bei Ladespannung (28V, 14V) zu erwartenden Generatorstromes ableiten können. Somit ist bei der Ladespannung eine gewisse Sicherheitsreserve eingebaut. Mit dem PLR-9 können maximal 2 x 15A abgeleitet werden. Die Widerstände müssen leistungsmässig so dimensioniert und platziert sein, dass jederzeit die ganze Generatorleistung in ihnen vernichtet werden kann, ohne irgendwelche Überhitzungsgefahr. Da die Taktfrequenz und deren Oberwellen im hörbaren Bereich sind, sollten die Widerstände so gebaut sein, dass sie möglichst keine magnetischen Geräusche machen. Frei in der Luft aufgehängte Widerstandsdrähte aus Nicrothal sind auch als gestreckte Spule kaum hörbar. Achtung: bei unterbrochener Überschusslast besteht die Gefahr, dass die Systemspannung unzulässig ansteigt! Parallelschaltung mehrer Laderegler Zur Leistungssteigerung können mehrere PLR-9 zusammengeschaltet werden. Damit alle Leitungen korrekt abgesichert sind, muss dabei folgende Schaltung verrwendet werden:

4 Grundsätzlich sollte der Laderegler so nahe bei der Batterie wie sinnvoll möglich installiert werden. Der Widerstand aller Anschlussleitungen zur Batterie sollte total für einen Relger 20mΩ nicht überschreiten. Einstellen der Ladespannung Die Ladespannung kann sehr einfach durch den Trimmer auf der Reglerplatine eingestellt werden. Die dazugehörende Skala ist dabei direkt in V / Zelle geeicht. Für eine exaktere Einstellung kann mit einem Vielfachmessgerät (Ri 10MΩ) an den bezeichneten Messpunkten die Soll- Zellenspannung direkt gemessen werden. Vom Batteriehersteller wird in der Regel die Dauer-Ladespannung für den Stand-by-Betrieb bei 20 C angegeben. Diese beträgt für die meisten Batte rien mit einer Säuredichte von 1.28g/cm³ etwa 2.27 V/Zelle. Bei Batterien mit einer reduzierter Säuredichte von 1.24g/cm³ reduziert sich diese auf etwa 2.23 V/Zelle. Da in Solaranlagen meist ein Pufferbetrieb herrscht, bei dem die Batterie immer wieder teilweise entladen wird, muss die Ladespannung etwas angehoben werden, und zwar um etwa 0.03 V/Zelle für alle Batterein mit festgelegtem Elektrolyt (AGM, Gel) bzw. 0.06V für Batterien mit flüssigem Elektrolyt (zwecks ausreichender Säuredurchmischung). In Turbinenanlagen liegt diese Erhöhung bei etwa 0.02 V/Zelle bzw V/Zelle. Bei einer wesentlichen Abweichung der mittleren Batterietemperatur von 20 C ist die Ladespannung mit einem Korrekturfaktor von -3mV/ C zu korrigieren. Dies ist vor allem bei einem dauernden Betrieb über 20 C erforderlich. Da Solara nlagen im Winter oft nicht benutzt werden, erübrigt sich eine Anpassung an die Wintertemperaturen. Zur Erhaltungsladung ist die 20 C- Ladespannung auch bei tiefen Temperaturen ausreichend. Eine Einstellung auf 2.30 V/Zelle ist somit für die meisten Fälle eine gute Wahl. Daraus resultiert eine Ladespannung von 13.8 V bzw. 27.6V. Ausgleichsladung: Speziell bei stark belasteten Batterien ist es empfehlenswert, etwa halbjährlich eine etwa 6-stündige Ausgleichsladung mit 2.45V/Zelle durchzuführen. Danach unbedingt die

5