Western Co. WMarine10 User Manual [ml]
WMari
ne10
Manuale installazione
cod 013408
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1
WMarine10 Technical Manual
REGOLATORE DI CARICA BATTERIA
DA MODULO FOTOVOLTAICO
WMarine10
• Carica MPPT con circuito buck-boost
• Massima potenza di pannello 120W per
batteria a 12V e 220W per batteria a 24V
• Diodo di blocco integrato
• Per batterie ermetiche, GEL ed acido
libero e Batterie agli ioni di litio (da Rev
1.2)
• Tensione di carica compensata in
temperatura
• Auto-detect tensione di batteria 12V / 24V
• 18 programmi per gestione carico
Rev. 1.2
05-08-2013
Il regolatore di carica WMarine10 implementa un circuito di carica di tipo
buck-boost con controllo del punto di massima potenza del modulo PV
(MPPT). La principale differenza tra questo regolatore e altre tipologie
come ad esempio il regolatore WRM15 (che implementano invece un
circuito di tipo buck) è che il WMarine10 è in grado di far lavorare il
modulo PV ad una tensione sia superiore che inferiore a quella della
batteria e ciò consente ad esempio di impiegare un modulo PV con
tensione open circuit di 10V per la ricarica di batterie sia a 12V che a
24V. La tensione del modulo PV durante il funzionamento del circuito
MPPT va da 5V a 30V sia con batterie a 12V che a 24V.
Il WMarine10 è una soluzione completa per la realizzazione di impianti
fotovoltaici ad isola, per alimentare sistemi di segnaletica stradale,
sistemi di illuminazione, per alimentare piccole utenza a bassa tensione
e per la carica di batterie all’interno dei camper e imbarcazioni. I vari
programmi di gestione carico selezionabili rendono il WMarine10 la
soluzione completa in molte applicazioni; ad esempio per alimentare
telecamere che debbono funzionare solo di giorno, oppure per
alimentare lampeggiatori o segnalazioni stradali che debbono funzionare
solo di notte o per alimentare sistemi di illuminazione che debbono
funzionare per un determinato numero di ore per notte. Il WMarine10
rileva lo stato giorno/notte in base alla tensione di pannello, quindi non è
necessario collegare ulteriori sensori al regolatore. Un ampio display
visualizza lo stato di funzionamento del regolatore sia attraverso icone
semplici ed intuitive sia visualizzando il valore della corrente di carica, la
tensione di batteria, l’energia prodotta dal modulo PV, la corrente del
carico e l’energia consumata dal carico.
• LCD 48 simboli per interfaccia utente
• Protezione batteria scarica
• Protezione sovra-temperatura
• Protezione inversione polarità batteria
• Protezione sovraccarico su uscita load
• Contenitore in metallico IP20
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2
V
1
2
3
I
PAN
I
MICRO
-
bust
V
I
WMarine10 Technical Manual
Rev. 1.2
05-08-2013
Descrizione generale
WMarine10 è un regolatore di carica da moduli fotovoltaici per batterie elettrochimiche al piombo di tipo
ermetico (SEAL) o ad acido libero (FLOOD). Dalla Rev 1.2 è stato introdotto un programma per la carica di
batterie agli ioni di litio del tipo che hanno integrato il BMS (Battery Management System); Consigliamo di
contattare la Western Co per la scelta della batteria agli ioni di litio da collegare al WMarine10. E’
assolutamente vietato collegare al WMarine10 batterie agli ioni di litio che non hanno un BMS integrato; infatti
il BMS protegge la batteria da condizioni di funzionamento anomalo che potrebbero portare all’incendio della
batteria stessa.
In fig. 1 è riportato uno schema di principio del WMarine10.
PAN
Buckconverter
charge
LOAD
BATT
CONTROLLER
Fig. 1 Schema di principio
1- Circuito di ricarica: adatta la V
PAN
e la I
(rispettivamente tensione e corrente del modulo fotovoltaico) in
PAN
modo da ricercare la condizione in cui la potenza erogata dal modulo PV è massima, realizzando quello
che nella letteratura tecnica è indicato con la sigla MPPT (Maximum Power Point Tracking). Inoltre gestisce
la carica della batteria riducendo la corrente erogata verso la batteria nelle condizioni in cui la tensione
V
supera la sua tensione di carica (Vch).
BATT
2- Circuito per il controllo del carico: accende/spegne il carico secondo il programma impostato dall’utente e
provvede al distacco del carico in caso di batteria scarica o sovraccarico o cortocircuito sul carico.
3- Microprocessore: controlla l’intero circuito, misura le correnti e tensioni del modulo della batteria e del
carico e le visualizza sul display.
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Sezioni coppie di filo in rame raccomandate che garantiscono
coppia fili [m]
coppia fili [m]
carichi che assorbono più
Schema di collegamento
WMarine10 Technical Manual
Rev. 1.2
05-08-2013
Minima distanza
>
10 Cm
PV
MODULE
LOAD
caduta di tensione massima pari a 1.5% della tensione
nominale della batteria.
2.5 mm2 4 mm2 6 mm2 10 mm2
Corrente
2.5 mm2 4 mm2 6 mm2 10 mm2
Corrente
Tensione nominale batteria 12V
5 A 2.6 4.2 6.3 10.4
10 A 1.3 2.1 3.1 5.2
15 A 0.9 1.4 2.1 3.5
Tensione nominale batteria 24V
5 A 5.2 8.4 12.5 20.9
10 A 2.6 4.2 6.3 10.4
15 A 1.7 2.8 4.2 7.0
Sezione filo
Sezione filo
ATTENZIONE!
Max. distanza
Max. distanza
Non collegare all’uscita
BATTERY
di 15A come gli inverter.
BATTERY
TEMPERATURE
Fig. 2 Schema di collegamento
1) Installare il WMarine10 in un luogo asciutto ed adeguatamente arieggiato, fissato su di una superficie non
infiammabile e posizionato in modo da lasciare uno spazio privo di ostacoli di almeno 10Cm nell’intorno del
dispositivo che ne permette il raffreddamento per convezione naturale dell’aria.
2) Collegare: il carico, la sonda per misura temperatura batteria (in dotazione), modulo PV e per ultimo la
batteria come nello schema fig. 2. Alla connessione della batteria il regolatore si accende e inizia a funzionare.
Impiegare sezioni di cavo appropriati come indicato nella tabella di fig. 2.
3) Il WMarine10 riconosce automaticamente la tensione nominale di batteria (12V o 24V) e adegua di
conseguenza le sue soglie di funzionamento. L’utente deve però configurare il tipo di batteria in uso per
adeguare la corretta tensione di ricarica (Vch ). Si deve impostare la configurazione SEAL se si usano batterie
ermetiche VRLA o di tipo GEL, si deve impostare la configurazione FLOOD se si usano batterie ad acido
libero, mentre nel caso di impiego di batterie agli ioni di litio è necessario impostare anche l’esatta tensione di
fine carica della batteria (vedi fig. 4 pagina impostazioni programma di carica).
4) Impostare il programma di gestione del carico adeguato alla propria applicazione (fig. 4).
Collaudo dell’impianto
Appena realizzati i collegamenti come in fig. 2 è necessario procedere al collaudo del sistema.
1) Con il modulo PV esposto al sole, verificare che il WMarine10 ricarica la batteria andando a leggere la
corrente di ricarica I
2) Per verificare se la sonda di temperatura della batteria è stata collegata correttamente verificare su LCD
che alla pagina temperatura di batteria sia visualizzato un valore di temperatura attendibile (fig. 3).
3) Verificare la corretta accensione del carico. Se il carico è acceso solo di notte è possibile simulare la notte
scollegando temporaneamente uno dei fili del modulo PV. Con il carico acceso, verificare la corrente da
questo assorbita leggendo nell’apposita pagina dell’LCD (fig. 3).
PAN
e I
BAT
(vedi fig. 3).
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Visualizzato nelle sole schermate di
configurazione
Accensione carico
Indica quale programma di
Indicazione assorbimento
Indicazione assorbimento
Visualizzazioni
corrente dal modulo PV
ricarica è attualmente impostato
Pagina principale.
Visualizza la tensione di batteria (V
(SEAL oppure FLOOD), lo stato giorno/notte rilevato dal modulo PV e l’icona del carico,
se accesa, indica che il carico è alimentato.
Tasto
Tasto
visualizza la corrente (I
modulo PV dipende dallo stato di soleggiamento dello stesso e dallo stato di carica della
batteria. Con la batteria carica (Vbatt>14,4V @12V o Vbatt>28,8V @24V) anche con un
buon soleggiamento del modulo si hanno correnti di ricarica basse in quanto è il
regolatore che limita tale corrente per evitare sovraccarico della batteria.
Tensione del modulo PV (V
Stato giorno/notte
WMarine10 Technical Manual
Segnalazione batteria scarica
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corrente sul carico
Visualizza le misure interne
Livello di tensione nella batteria
), il programma di ricarica attualmente selezionato
BAT
) del modulo PV. Ricordiamo che la corrente erogata dal
PAN
).
PAN
Rev. 1.2
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Visualizza la potenza in watt attualmente erogata dal modulo PV.
Visualizza il contatore dell’energia erogata dal pannello in KWh. E’ possibile azzerare
questa misura premendo contemporaneamente i pulsanti per 2 secondi.
Visualizza la corrente di carica in batteria (I
BAT
).
Visualizza la temperatura della batteria attualmente misurata dalla sonda di temperatura
collegata al WMarine10.
Visualizza la corrente attualmente erogata al carico; anche se in questa schermata
compare accesa l’icona dal carico non è detto che questo sia effettivamente alimentato,
infatti il carico è controllato secondo il programma di gestione carico attualmente
impostato .
Visualizza la potenza attualmente erogata al carico in watt.
Tasto
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della protezione di Low battery. Alla pressione del tasto
V
Tensione rivelazione giorno
DAY
NIGHT
DAY
Rev. 1.2
05-08-2013
WMarine10 Technical Manual
E’ visualizzato il contatore dell’energia in KWh consumati dal carico. E’ possibile azzerare
questo contatore premendo contemporaneamente i pulsanti per 2 secondi.
Tasto
Alla pressione del tasto si ritorna alla pagina principale.
Fig. 3 Pagine visualizzazione misure
Configurazione del sistema
Si accede alle pagine di configurazione del WMarine10 mantenendo premuti contemporaneamente per
almeno 2 secondi i tasti .
Pagina configurazione programma di carica
Imposta la tensione di carica per la batteria.
SEAL deve essere impostato per batteria Pb ermetiche VRLA o GEL (*).
FOOD deve essere impostato per batteria Pb a vaso aperto (*).
Li deve essere impostato per la carica di batterie al Li. Oltre che ad attivare il
programma Li si deve anche impostare la tensione di fine carica in accordo con le
indicazioni del costruttore della batteria agli ioni di litio. Il WMarine10 permette di
impostare la tensione di carica Li nell’intervallo 14.0V – 14.7V per sistemi a 12V,
28.0V – 29.4V per sistemi a 24V.
Per scegliere il corretto valore di tensione di carica per batterie Li è necessario
consultare il manuale della batteria selezionata.
Quando attivo il programma Li la tensione di fine carica non viene compensata in
temperatura e viene imposta al valore selezionato per ogni valore di temperatura letto
dal WMarine10.
….
*Le tensioni di carica relative a ciascuno dei programmi sono indicate nelle
successive fig. 6/8 e vanno scelti in accordo con le indicazioni del costruttore della
batteria.
cambio pagina
Pagina Configurazione tensione di Low Battery
Imposta la tensione di intervento della protezione di Low battery (distacco del carico in
caso di batteria scarica). Alla pressione del tasto si modifica l’impostazione da
10.8V a 12.2V per sistemi a 12V e da 21.6V a 24.4V per sistemi a 24V.
cambio pagina
Pagina Configurazione tensione di uscita da Low Battery
Imposta la tensione di uscita
si modifica l’impostazione da 12.4V a 13.8V per sistemi a 12V e da 24.8V a 27.6
per sistemi a 24V.
cambio pagina
Pagina Configurazione programma gestione carico
carico sempre
acceso sia di giorno
sia di notte.
carico acceso
solo di giorno.
carico acceso
solo di notte.
cambio pagina
Il WMarine10 rileva che è giorno quando la tensione del modulo PV (V
della soglia V
E’ possibile modificare
, invece rileva che è notte quando la V
DAY
la soglia V
cambio pagina
WESTERN CO. Srl
carico acceso di
notte per 1 ora.
, mentre La soglia V
..
carico acceso di notte per
16 ore.
) è maggiore
PAN
è minore della soglia V
PAN
= V
–0.8V
NIGHT
.
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