Western Co. WRM-15 User Manual [ml]
Rev. 1.1
WRM-15 Manuale installazione
07-10-2011
REGOLATORE DI CARICA BATTERIA
DA MODULO FOTOVOLTAICO
WRM-15
• Ricarica MPPT
• Ampio range di tensione su ingresso
pannello V
• Massima potenza di pannello 225W per
batteria a 12V e 450W per batteria a 24V
• Diodo di blocco integrato
• Per batterie ermetiche, GEL ed acido
libero
• Tensione di ricarica compensata in
temperatura
0-100V
PAN
Il WRM-15 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 ricarica di batterie all’interno dei camper. Questa modello di
regolatore di carica implementa un circuito di ricerca della massima
potenza di pannello (MPPT) : indipendentemente dalla tensione di
batteria e dal suo stato di carica il regolatore fa lavorare sempre il
modulo PV nel suo punto di massima potenza massimizzando l’energia
estratta dal modulo e caricata in batteria. I regolatori di carica di tipo
PWM richiedono l’impiego di moduli PV con N°36 celle per la ricarica di
batteria a 12V, e moduli a 72 celle per la ricarica di batterie a 24V;
questo vincolo di progetto non è più necessario grazie al circuito MPPT,
si possono impiegare anche nei sistemi ad isola i più economici moduli
normalmente impiegati per sistemi connessi a rete con numero di celle
diverso da 36 o 72. Si possono inoltre impiegare i moduli in silicio
amorfo normalmente non adatti ai regolatori PWM.
I vari programmi di gestione carico selezionabili dall’utente rendono il
WRM-15 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
WRM-15 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 ricarica, la tensione di batteria, l’energia prodotta dal modulo
PV, la corrente del carico e l’energia consumata dal carico.
• Auto-detect tensione di batteria 12V / 24V
• 18 programmi per gestione carico
• LCD 48 simboli per interfaccia utente
• Protezione batteria scarica
• Protezione sovra-temperatura
• Protezione inversione polarità batteria
• Protezione sovraccarico su uscita
• Contenitore in metallico IP20
1
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V
V
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WRM-15 Manuale installazione
07-10-2011
Descrizione generale
WRM-15 è un regolatore di carica da moduli fotovoltaici per batterie elettrochimiche al piombo di tipo ermetico
(SEAL) o ad acido libero (FLOOD). In fig. 1 è riportato uno schema di principio del WRM-15.
1
I
PAN
I
BATT
MPPT
PAN
2
WRM-15
1- Circuito di ricarica: adatta la V
PAN
e la I
BATT
3
I
LOAD
MICRO CONTROLLER
4
Fig. 1 Schema di principio
(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 ricarica della batteria riducendo la corrente erogata verso la batteria nelle condizioni in cui la tensione
V
supera la sua tensione di ricarica (Vch).
BATT
2- Diodo serie: serve ad evitare che durante la notte, quando il modulo fotovoltaico non è illuminato questo
possa assorbire corrente dalla batteria.
3- 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.
4- Microprocessore: controlla l’intero circuito, misura le correnti e tensioni del modulo della batteria e del
carico e le visualizza sul display.
Scelta del modulo fotovoltaico
Il regolatore di carica WRM-15, grazie al circuito di ricarica con MPPT, permette di impiegare una ampia
gamma di moduli fotovoltaici garantendo lo sfruttamento ottimale di tutta la potenza. Il modulo PV va scelto a
seconda della tensione nominale della batteria e rispettando i vincoli dell’ingresso pannello del WRM-15:
massima tensione 100V e massima potenza di pannello 225W con batteria a 12V e 450W con batteria 24V.
Tensione nominale batteria Caratteristiche moduli PV
: tensione alla massima potenza a T=25°C > 15,0V
V
mp
V
: tensione circuito aperto a T=-10°C <100V
OC
P
: massima potenza a 25°C < 225W
MAX
Consigliamo moduli al silicio mono o poly-cristallino con
numero di celle da minimo 36 a massimo 144 celle.
Vmp: tensione alla massima potenza a T=25°C > 30,0V
PAN
V
: tensione circuito aperto a T=-10°C <100V
OC
P
: massima potenza a 25°C < 450W
MAX
Consigliamo moduli al silicio mono o poly-cristallino con
numero di celle da minimo 72 a massimo 144 celle.
2
Tensione nominale batteria 12V
Tensione nominale batteria 24V
I
PAN
OC
mp
pp
[
]
pp
[
]
Schema di collegamento
Minima distanza
>
10 Cm
WRM-15 Manuale installazione
Sezioni coppie di filo in rame raccomandate che garantiscono
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
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m
ia fili
co
Max. distanza
m
ia fili
co
Max. distanza
PV
MODULE
BATTERY
Fig. 2 Schema di collegamento
LOAD
BATTERY
TEMPERATURE
1) Installare il WRM-15 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 nell’ordine: carico, 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 in fig. 2.
3) Il WRM-15 riconosce automaticamente la tensione nominale di batteria 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 (V
). Si deve impostare la configurazione SEAL se si usano batteria ermetiche VRLM o di
ch
tipo GEL, mentre si deve scegliere la configurazione FLOOD se si usano batterie ad acido libero (fig. 4).
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 WRM-15 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. Verificare con il carico acceso la corrente da questo
assorbita leggendo nell’apposita pagina dell’LCD (fig. 3).
PAN
e I
BAT
(vedi fig. 3).
3
V
A
V
Visualizzazioni
isualizzato nelle sole schermate di configurazione
Stato giorno/notte
Indicazione assorb im en t o
corrente dal modulo PV
Indica quale programma di
ricarica è attualmente impostato
isualizza le misure interne
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Tasto
Pagina principale.
Visualizza la tensione di batteria (V
ricarica attualmente selezionato (SEAL oppure FLOOD),
lo stato giorno/notte rilevato dal modulo PV e l’icona del
carico, se accesa, indica che il carico è alimentato.
visualizza la corrente (I
che la corrente erogata dal 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
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
Visualizza la corrente di ricarica in batteria (I
Visualizza la temperatura della batteria attualmente
misurata dalla sonda di temperatura collegata al WRM-
15.
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.
E’ visualizzato il contatore dell’energia in KWh consumati
dal carico. E’ possibile azzerare questo contatore
premendo contemporaneamente i pulsanti
secondi.
Alla pressione del tasto si ritorna alla pagina principale.
Fig. 3 Pagine visualizzazioni misure
WRM-15 Manuale installazione
Protezione b a tteria scarica
ccensione carico
Indicazione assorbimento
corrente sul carico
Livello di tensione
nella batteria
Configurazione del sistema
Si accede alle pagine di configurazione del WRM-15
), il programma di
BAT
) del modulo PV. Ricordiamo
PAN
).
PAN
per 2 secondi.
).
BAT
per 2
mantenendo premuti contemporaneamente per
almeno 2 secondi i tasti
Pagina configurazione programma di ricarica
Imposta la tensione di ricarica per la batteria.
Si consiglia di impostare il programma SEAL per
batterie ermetiche o al gel, invece il programma
Pagina Configurazione tensione di Low Battery
Pagina Configurazione programma gestione carico
carico
sempre
acceso sia di
giorno sia di
notte.
Tensione rivelazione giorno
Tempo di Absorption
carico
acceso solo
di giorno.
Tensione float
Pagina visualizzazione versione software
Alla pressione del tasto sinistro si ritorna nella pagina configurazione
FLOOD per la ricarica di batteria ad acido libero.
Le tensioni di ricarica 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
Imposta la tensione di intervento della protezione
di Low battery (distacco del carico in caso di
batteria scarica). Alla pressione del tasto
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
carico
acceso solo
di notte.
cambio pagina
Il WRM-15 rileva che è giorno quando la tensione
del modulo PV (V
invece rileva che è notte quando la V
della soglia V
soglia V
DAY
cambio pagina
E’ possibile modificare
della fase float (VFlt a 25°C). Quando la tensione di
batteria è pari alla tensione di fine carica (Vch) per
un tempo pari a TAbsorpion (configurabile) si entra
nella fase float. La VFlt è compensata in
temperatura (
).
24V
cambio pagina
E’ possibile modificare
tempo in ore in cui la batteria può rimanere alla
tensione VCh prima di arrivare alla tensione float.
cambio pagina
Visualizza la versione software in uso su WRM-15.
programma di ricarica
Fig. 4 Pagine impostazioni
4
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.
.
.
carico acceso
di notte per 1
ora.
, mentre La soglia V
) è maggiore della soglia V
PAN
. E’ possibile modificare la
NIGHT
-24mV/°C a 12V e -48mV/°C a
carico acceso di
notte per 16 ore.
è minore
PAN
= V
DAY
–0.8V
NIGHT
la tensione di ricarica
il tempo TAbsorption;
DAY
si
,
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T
η
n
T
WRM-15 Manuale installazione
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Una volta modificate le impostazioni del WRM-15 queste diventano operative solo dopo essere usciti dalla
pagine di configurazione mantenendo premuti contemporaneamente per almeno 2 secondi i tasti
.Codici
di errore
All’intervento delle protezioni interne del WRM-15 compaiono dei codici di errore come riportato di seguito.
Tabella codice errore
Il simbolo low battery lampeggiante indica
che è intervenuta la protezione di batteria
scarica e quindi per preservare la vita della
batteria è stato disconnesso il carico.
Questa protezione interviene quando la
tensione di batteria scende sotto la soglia
impostabile dall’utente (fig. 4). Il WRM-
V
LB
15 esce da questa protezione quando la
batteria sarà ricaricata dal modulo PV alla
tensione V
(vedi Fig.8 tabella
OUT-LB
caratteristiche elettriche).
E’ stata connessa la batteria con polarità
invertite. Rivedere il collegamento elettrico
della batteria.
Interviene quando la temperatura interna
del WRM-15 supera gli 80°C e disattiva la
ricarica. Si esce automaticamente da
questa protezione quando la temperatura
interna scende al di sotto della soglia di
50°C. (nota la temperatura interna al
regolatore non è visualizzata nell’LCD).
Qualora intervenga spesso questa
protezione consigliamo di alloggiare il
regolatore in un luogo più fresco.
Fig. 5 Tabella codici errore
Tensine fine carica in funzione della temperatura sistema a 12V
16,0
15,5
15,0
14,5
14,0
Tensione fina carica Volt
13,5
SEAL
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
FLOOD
Temperatura °C
Fig. 6 Curva di compensazione della tensione di ricarica V
100%
Tensione di batteria 12V
99%
Ibatt = 5,0A
Ibatt = 10,0A
Ibatt = 15,0A
Tensine fine carica in funzione della temperatura sistema a 24V
32,0
31,5
31,0
30,5
30,0
29,5
29,0
28,5
28,0
Tensione fina carica Volt
27,5
27,0
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
in funzione della temperatura di batteria
ch
100%
99%
Intervenuta protezione di sovraccarico. La corrente
del carico ha superato il limite massimo consentito
per il WRM-15 (Iload nella tabella caratteristiche
elettriche) e il regolatore ha distaccato il carico per
prevenire rotture interne. Nel caso intervenga
questa segnalazione è necessario verificare se la
corrente assorbita dal carico è inferiore al limite
consentito. Dopo 1 minuto il WRM-15 tenta di
alimentare nuovamente il carico e esce da questo
stato se è sta eliminata la causa che ha generato il
sovraccarico.
Interviene questa segnalazione quando la tensione
di batteria è inferiore a 9.0V. In queste condizioni è
disabilitata la ricarica.
SEAL FLOOD
Temperatura °C
ensione di batteria 24V
Ibatt = 5,0A
Ibatt = 10,0A
Ibatt = 15,0A
98%
97%
96%
=Pbat/Ppa
95%
94%
Rendimento
93%
92%
91%
10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00
Tensione di pannello [V]
98%
97%
96%
95%
94%
Rendimento η =Pbat/Ppan
93%
92%
91%
30,00 40,00 50,00 60,00
5
ensione di pannello [V]
70,00
80,00 90,00
Loading...