Att uppnå det omöjliga

Transkript

1 1 Att uppnå det omöjliga Ta kontroll över landströmmen med Phoenix Multi/ Multiplus från Victron Energy Ibland kan funktionerna hos nya produkter vara så unika att fördelarna kan vara svåra att förstå eller rent av förnekas. Phoenix MultiPlus är en sådan produkt. Syftet med denna broschyr är att steg för steg klargöra de många funktionerna hos Phoenix Multi/ MultiPlus. Tänk dig en situation då ström från land eller ett elverk antingen inte är tillgänglig eller begränsad. Ta i åtanke an båt, husbil, lastbil, servicebil, avlägsen kommunikationsutrustning eller ett hus utan fast elförsörjning. Allt för ofta är elförsörjningen i marinor eller campingplatser otillräcklig. Alltför ofta utgör små elverk en huvudvärk på grund av driftfel och/ eller underhållsbehov. Phoenix Multi/ MultiPlus kan lösa alla dessa problem. 1) Phoenix Multi/ MultiPlus blockdiagram De viktigaste delarna och funktionerna: 1.1 Den dubbelriktade omvandlaren Phoenix Multi/ MultiPlus bygger på en dubbelriktad omvandlare som kan fungera antingen som en batteriladdare eller som en inverter. Omvandlaren i Phoenix Multi/ MultiPlus gör mer än en konventionell dubbelriktad omvandlare: den kan parallellköras med nätet, vare sig en landanslutning eller ett elverk. Den kan därigenom tillföra extra effekt till nätet (med energi från ett batteri) och använda ett eventuellt kraftöverskott till att återladda batteriet. I de flesta fall kommer Phoenix Multi/ MultiPlus att minska störningar i elverkets spänning (detta kan vara viktigt för vissa känsliga laster som t.ex. induktions spisar).

2 2 1.2 En flerfunktionsomkopplare Denna omkopplare kan programmeras att t.ex. starta ett elverk vid behov av kraft eller laddning till batterier. 1.3 En RS 485 port Alla parametrar hos Phoenix Multi/ MultiPlus är programmerbara. De viktigaste funktionerna kan ställas in via en knapptryckningskod, men det är mycket bekvämare att använda MK.1 RS485 till RS232 omvandlaren,ve Configure programvaran (nedladdningsbar från Victrons hemsida )och en bärbar dator. Exempel på programmerbara parametrar: - Inverter likströmsmatning frånslagsspänning - Laddningskurva - Maximal laddström - Parallell och/ eller 3-fas drift - Programmering av flerfunktionsomkopplaren 1.4 Koppling för parallell och/ eller 3-fas drift Upp till 6st Multi;s kan parallellkopplas för att öka effekten till 15 kw. I 3-fas drift kan upp till 18 st Multi;s användas för att åstadkomma en 45 kw inverter/ laddare! 1.5 Nätintag med 16 A automatsäkring och säkerhetsrelä Den maximala ingångsströmmen för Phoenix Multi/ MultiPlus är 16 A. Säkerhetsreläet tillser t.ex. att ingen spänning ligger kvar på landintaget då denna kopplas ur. 1.6 MultiControl fjärrpanel (16 eller30a) Ratten på denna panel är viktig: med hjälp av den ställs den maximala strömmen som medges på ingången in, till maximalt 16 eller 32 A. 1.7 Nät utgång För anslutning av nätspänningsutrustning 1.8 Nackdelar med en konventionell kombinerad inverter/ laddare En konventionell Combi kommer att fungera som en inverter när ingen nätspänning finns tillgänglig och som en batteriladdare när nätspänning finns: och det är allt. När nätet är tillgängligt kommer ingångsströmmen vara strömmen till laddaren PLUS strömmen till de anslutna förbrukarna. En kraftfull batteriladdare drar mycket ström: en 24V, 70A laddare drar t.ex. nära 10A från nätet. Om man ansluter till ett 16A landuttag återstår då endast 6 A för övriga förbrukare. Resultatet är att en kraftfull Combi kommer att lösa ut en 16A säkring så fort som någon hushållsutrustning används (en kraftfull batteriladdare kommer att ge samma resultat). 1.9 PowerControl hur Phoenix Multi/ MultiPlus löser problemen beskrivna i avsnitt 1.8 Phoenix Multi/MultiPlus mäter nätingångsströmmen och ger prioritet till den anslutna nätutrustningen. Power Control funktionen försäkrar att endast den överblivna strömmen används av batteriladdaren. Detta kommer att förklaras med flera exempel i det följande.

3 PowerAssist, denna funktion, som är unik för MultiPlus, för powercontrol till ytterligare en dimension och medger att MultiPlus att tillföra kapacitet till nätströmskällan. Det är här vi uppnått det omöjliga: den dubbelriktade omvandlaren i MultiPlus kan parllellköras med nätet och tillföra ström (som tas från batteriet) närhelst behovet överstiger vad som finns tillgängligt. Större kraftbehov än vad nätströmmen medger? MultiPlus tillför skillnaden med energi från batteriet. Har belastningen minskat? MultiPlus kommer att använda överskottet för att återladda batteriet. 2. Hur det fungerar i praktiken. I det följande finns flera exempel för att klargöra fördelarna med PowerControl (tillgängligt på både Multi och MultiPlus) och PowerAssist (endast MultiPlus). För det första exemplet antar vi att nätströmmen är begränsad till endast 4 A För att få allt att fungera sätter vi strömbegränsningen till 4A med hjälp av MultiControl panelen. Exempel 2.1 I detta exempel är alla förbrukare på nätet av. Med 4A begränsning på multicontrol panelen kommer konvertern inte dra mer än detta, vilket begränsar laddningen till ca 60A. Exempel 2.2 Nu startar vi några mindre förbrukare och belastningen ökar till 2A. Endast 4-2=2A återstår för laddningen som reduceras till ca 30A. Landströmmen begränsas automatiskt till 4A och eventuell säkring kommer inte att lösas ut!

4 4 Exempel 2.3 Kaffebryggaren slås på och strömförbrukningen ökar till 4A. Inget återstår för batteriladdningen som går ned till noll. Och igen: Landsäkringen kommer inte att utlösas! Exempel 2.4 Och nu händer det omöjliga: varmvattenberedaren slås på och strömmen stiger till 10A. Det är nu PowerAssist endast MultiPlus) behövs. Den dubbelriktade omvandlaren går i drift som inverter och adderar 6A till de 4A som är tillgängliga från matningen, totalt 6+4=10A, utan att matningen överlastas! Så fort belastningen minskas till mindre än 4A, används strömöverskottet till återladdning av batteriet. Exempel 2.5 I detta exempel förutsätts en matning på 16A. På Multicontrol panelen kan nu strömgränsen sättas till 16A. Logiken kvarstår: med 16A tillgängligt och 10A belastning, 16-10=6A tillgängligt, vilket resulterar i en laddning på 90A.

5 3. Större kraftbehov: Parallellkoppling Med en tvättmaskin ombord (och/eller en diskmaskin, elspis, elugn och luftkonditionering) kommer strömbehovet att öka till betydligt mer än 16A. 5 Vad kan då göras? En lösning är förstås en kraftigare matning, men större uttag än 16A är inte alltid så lätta att finna, och utomlands är kajplatser för stora yachter(med stora uttag) mycket dyra! Varför inte parallellkoppla några Multi;s som i de följande exemplen? Exempel 3.1 I detta exempel är 3st Multi 24/3000/70 parallellkopplade. Matningen är begränsad till 16A, och därför sätts strömgränsen på Multicontrol panelen till 16A. När kraftbehovet är lågt (t.ex under natten) kommer batterierna att laddas. Med ett behov på 6A för övriga förbrukare, kommer 16-6=10A att återstå för laddning. Därigenom kommer batterierna att laddas med maximalt 70A. Detta är mycket mindre än den maximala laddströmmen på 3*70=210A som 3st Multi;s klarar av, men det skulle omedelbart utlösa landsäkringen! Exempel 3.2 Att slå på tvättmaskinen (strömförbrukning 13A) kommer, under en kort period, att öka förbrukningen till 6+13=19A. PowerAssist behövs nu för att leverera de saknade 3A. Detta är möjligt genom att installera 1 MultiPlus (som master) och 2 Multi;s (som slavar). Den kompletta installationen kommer då ha PowerAssist funktionen. Och återigen: lasten är 19A men matningen endast 16A!

6 6 Exempel 3.3 Kraftbehovet ökar dramatiskt direkt mab börjar använda mer hushållsutrustning. Strömförbrukningen går upp till 40A eller mer. Nu kommer Multi;s att leverera det extra behovet på 40-16=24 till förbrukarna och batterierna laddas ur med en ström på ca 230A. Det kan vara svårt att förstå, men den totala urladdningen,mätt i amperetimmar (Ah) kommer ändå vara begränsad. Detta därför att en spis eller tvättmaskin bara drar mycket ström under en begränsad period. I praktiken har det visat sig att en landströmsanslutning på 16A i genomsnitt mer än tillräcklig för stora yachter och lyxiga husbilar. Det är endast då den kontinuerliga strömförbrukningen ökar, som en kraftigare försörjning behövs. Se gärna vår bok El ombord för detaljerad beräkning av batterikapacitet. 4. Ett likströmselverk ombord När ingen matning är tillgänglig ( ingen landanslutning, för att båten seglar) kommer Multi;s att fungera som invertrar och likströmselverket att ladda batteriet. Exempel 4.1 Maximalt kraftbehov 7 kw, medelbelastning 700 W. Om stort kraftbehov endast uppstår under korta perioder, kan en WhisperGen eller ett litet Fisher Panda likströmselverk med lätthet leverera den genomsnittliga förbrukningen. Se vår bok El ombord för fler exempel.

7 7 Exempel 4.2 Maximalt behov 7 kw, medelbelastning 2 kw Långvarigt bruk av luftkonditionering ökar förbrukningen till mer än vad en WhisperGen kan ge. Ett kraftfullt likströmselverk behövs för att hålla gångtid och oljud inom rimliga gränser. Multifunktionsomkopplaren i en Multi kan användas för att automatiskt starta ett elverk om stort kraftbehov uppstår. Därtill kan vår BMV-501 battery monitor användas för att starta ett elverk då batterierna urladdats till en förinställt procenttal. Kompletta kopplingsschemor, finns på Victrons websida En anmärkning om 3-fasmotorer för drift av pumpar, dykkompressorer eller luftkonditionering: Trefasmotorer upp till 3 kw kan anslutas via en 3-fasmotordrivkrets med 1-fas matning. Motordrivkretsen omvandlar 1-fas till 3-fas och kommer också att begränsa startströmmen. Exempel 4.3: En alternativ lösning med inverter och batteriladdare. Den maximala växelströmsförbrukningen kan kontrolleras då endast batteriladdare är anslutna. Alla förbrukare ansluts då via inverter och batterierna används åter som buffert under perioder med hög förbrukning. Om laddare som medger inspänningsvariationer på 90- till 265V används kan båten anslutas till land varhelst i världen.

8 8 5. Hur det fungerar med ett elverk PowerAssist kan även användas för att öka uteffekten med ett elverk. Utöver reduktion i storlek och vikt har det följande fördelar: - I de flesta fall minskar den harmoniska distorsionen (detta kan vara av vikt för känsliga laster som t.ex. induktionsspisar). - Eftersom ett mindre elverk kan väljas, kommer dess last i förhållande till dess max. effekt att öka. Detta leder till bättre verkningsgrad och längre livslängd. Exempel 5.1 Max. effektbehov 2.5 kw Mycket kan uppnås med ett enkelt och kompakt system. Så länge som antingen en landanslutning är tillgänglig eller ett elverk i drift kan systemet leverera upp till 26 A växelström vilket motsvarar 6 kw (landanslutningen eller elverket svarar för 16 A till vilket Phoenix MultiPlus tillför 10 A). Batterierna återladdas så snart lasten understiger 16A. Viktiga delar i systemet: a) Powerman 230/16-0, en automatisk 16A omkopplare b) BatteryMonitor BMV 501 BMV-501 övervakar batteriets laddningsstatus. BMV-501 kan programmeras att starta ett elverk då batterierna nått en viss urladdning Tillsammans med startsignalen från en Multi kan elverket startas både vid hög förbrukning eller då batterierna laddats ur till ett förinställt värde.

9 9 Exempel 5.2a och 5.2b: Max effektbehov 5 kw Ett mycket robustare system blir resultatet då 2 Multi;s installeras. Dessa 2 (av vilka en ska vara en MultiPlus för att erhålla PowerAssist funktion) kan leverera tillräckligt med effekt även när åtskilliga förbrukare är i drift samtidigt. När elverket är i drift kan systemet leverera upp till 16+ 2*10 = 36A. Desssutom kommer 2 Multi;s att kunna använda all tillgänglig kraft från elverket för att återladda batterierna och härigenom reducera dess drifttid till ett minimum. Observera att ett mindre 3000v/min elverk har en begränsad livslängd och i allmänhet ej är konstruerat för att kunna lämna max. effekt under längre tid (reducera utströmmen till ca 70% med MultiControl panelen!). En 1500v/min modell är ett bättre val om längre drifttider förväntas.

10 Exempel 5.3: Max.effektbehov 7 kw, medelförbrukning 2 kw ( lång drift av luftkonditionering). Nu är det dags att installera ett större elverk, om inte en lång driftperiod utan elverk krävs. I detta exempel används omkopplaren PowerMan 230/40-2. Denna kan hantera upp till 40 A AC. Elverkets strömgräns sätts internt i produkten (rödmärkt i diagrammet ovan) och är ej beroende av gränsen som ställts in via (grönmärkt). PowerMan kontrollpanel liknar, men är ej identisk med Multi Control panelen. Upp till 3 Multi;s kan anslutas direkt via Power manager. 10

11 Exempel 5.4: Max effektbehov 12 kw och genomsnittsförbrukning 4 kw,(långvarig drift av luftkonditionering). Genom att använda 2 landanslutningar på vardera 16 A är upp till 32 A (7 kw) tillgängligt. Lösningen är att ansluta systemet till den ena och en 100 A laddare till det andra. Omkopplaren är en PowerMan 230/80-2, användbar för upp till 80 A inström. Upp till 6 st Phoenix Multi;s kan anslutas till denna. 11