User manual

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Questo documento é proprietà riservata dalla WESTERN CO. Srl. E’ vietata la riproduzione di
informazioni contenute in questo documento senza consenso scritto della WESTERN CO. Srl.
1
REGOLATORE DI CARICA BATTERIA DA MODULO
FOTOVOLATICO
WR 10/20/30
Recapito:
WESTERN CO. srl
Via Pasubio 1
63074 San Benedetto del Tronto (AP)
tel [phone] fax [phone]
e-mail: [e-mail]
web: www.western.it
Caratteristiche
WR10/20/30 è un regolatore di carica da moduli fotovoltaici per batterie elettriche
che può essere impiegato in piccoli o grandi impianti per uso domestico,
industriale o impianti di telecomunicazioni. Esso controlla la corrente del modulo
fotovoltaico con la tecnica chiamata PWM e controlla la scarica della batteria
distaccando il carico in caso di scarica profonda della batteria. Il carico può essere
attivato secondo diversi programmi selezionabili dall’utente: carico sempre
acceso, carico acceso solo di giorno, carico acceso solo di notte, carico acceso
solo di notte configurabile per un numero di ore compreso da 1 a 16. I vari
programmi di gestione carico rendono il WR10/20/30 la soluzione completa in
molte applicazioni fotovoltaiche; 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 WR10/20/30 rileva lo stato giorno/notte in base alla tensione di modulo;
quindi non è necessario collegare ulteriori sensori al regolatore.
Sono disponibili tre versioni: WR10, WR20 e WR30 rispettivamente per correnti di
modulo PV massimo 10A (WR10), 20A (WR20) e 30A (WR30). Quando in questo
manuale scriviamo WR10/20/30 significa che ci riferiamo a tutte e tre le versioni.
La tensione di ricarica è compensata in temperatura in modo da caricare batterie
anche in condizioni di temperatura estreme (da -10 a 60 °C) senza
comprometterne la vita utile. Si possono impostare programmi di carica per
batteria ermetiche/gel (SEAL) o per batteria ad acido libero (FLOOD). In fig 5 sono
riportate le tensioni di ricarica in funzione della temperatura per i due programmi
impostabili. E’ obbligatorio verificare nel manuale della propria batteria il
programma di ricarica più adeguato.
La batteria può avere tensione nominale sia 12V che 24V; alla prima connessione
il WR10/20/30 misura la tensione di batteria e se questa è maggiore di 18V
imposta i programmi di ricarica per batteria a 24V, mentre se è inferiore ai 18V
imposta il programma di ricarica per batterie a 12V.
Il circuito è realizzato interamente con componenti allo stato solido (MOSFET);
quindi rispetto ad analoghi prodotti realizzati con componenti elettromeccanici
garantiamo una maggiore affidabilità nel tempo.
Il circuito ha le seguenti protezioni:
Inversione di polarità della batteria: se si invertono i morsetti di batteria il
WR10/20/30 non alimenta il carico, disabilita la carica della batteria e segnala
all’operatore un errore.
Corrente inversa sul modulo fotovoltaico: durante la notte, quando il modulo
fotovoltaico non produce corrente, il regolatore WR10/20/30 ha internamente un
diodo di blocco che evita la scarica della batteria verso il modulo fotovoltaico.
Low-battery: Quando la tensione di batteria scende sotto la soglia Vlb (impostabile
dall’utente) il WR10/20/30 toglie l’alimentazione sulla sua uscita LOAD in modo da
proteggere la batteria da scariche profonde.
Cortocircuito sul carico: qualora la corrente sul carico superi il valore nominale pari
a 10,0A per il WR10, 20,0A per il WR20 e 30,0A per il WR30 per più di 0,5 secondi
il regolatore distacca il carico.
Sovra-temperatura: quando la temperatura interna
supera gli 80°C vengono distaccati sia il modulo PV sia
il carico in modo da evitare che l’eccessivo
surriscaldamento porti a rottura del circuito.
Sovraccarico da modulo PV : se la corrente dal modulo
supera il valore massimo consentito (10,0A per il
WR10, 20,0A per il WR20 e 30,0A per il WR30) si
disabilita la ricarica a protezione del circuito interno.
Installazione
Per un corretto smaltimento del calore prodotto,
specialmente quando il WR10/20/30 lavora ad elevate
correnti, bisogna installarlo in modo da non ostruire la
circolazione d’aria sottostante il regolatore.
Il WR10/20/30 va fissato su una parete verticale o su di una superficie orizzontale
di tipo non infiammabile e protetto dall’umidità; quindi non può essere installato in
ambiente esterno. Per installazioni all’esterno il WR10/20/30 va alloggiato in una
adeguata cassetta protetta all’acqua e all’umidità, meglio se metallica in modo che
possa smaltire il calore prodotto.
Il regolatore va posto il più vicino possibile alla batteria in modo da rendere i cavi
più corti possibile. La sezione dei cavi deve essere scelta in modo da evitare che
durante il funzionamento del sistema questi si surriscaldino. Per moduli PV con
correnti maggiori
di 10A consigliamo
l’uso di sezioni di
cavo di 10mm
2
,
per moduli PV da
5A a 10A
consigliamo la
sezione di cavo di
6mm
2
e per moduli
PV con corrente
inferiore a 5A
consigliamo la
sezione di 4mm
2
.
In fig. 2 è riportato
lo schema di
collegamento
elettrico del
WR10/20/30. Il
collegamento della
carcassa alla terra
non è obbligatorio,
ma è consigliato
per una più efficace protezione
alle scariche atmosferiche.
Qualora sia richiesto di
connettere un morsetto della
batteria alla terra è possibile farlo
come in fig 3a; é possibile
connettere insieme alla terra i
morsetti +PAN, +BATT e +LOAD
come in fig 3b, non è invece
possibile connettere la terra come
in fig 3c.
Il modulo PV da collegare al
regolatore WR10/20/30 va scelto
rispettando i seguenti criteri:
-La corrente di cortocircuito (Isc)
del modulo PV non deve
superare la corrente nominale
10A per il WR10, 20A per il
WR20 e 30A per il WR30.
-La tensione a circuito aperto Voc
del modulo PV va scelta in base
alla tensione della batteria da
ricaricare. Quando una batteria è
in carica la sua tensione varia da
11.0V a 14.4V per sistemi a 12V
e da 22.0V a 28.8V per batteria a
24V. Il modulo PV va scelto in
modo che la sua tensione di
massima potenza Vmp sia circa
uguale alla massima tensione di
batteria fig. 4b e 4e. Qualora si
scelga un modulo con una Vmp
molto maggiore della massima
tensione di batteria (fig. 4a e 4d)
si rischia di non sfruttare tutta la
potenza del modulo PV. Invece
se la Vmp è scelta troppo piccola
rispetto l’intervallo di variazione
della tensione di batteria (fig. 4c e 4f) si rischia che la batteria non riuscirà mai a
caricarsi alla sua massima tensione.
Ipan
Vpan
Vbatt
11V
Vbatt
14.5V
Vpan Vpan
Vbatt
11V
Vbatt
14.5V
Vbatt
11V
Vbatt
14.5V
Ipan Ipan
T25°C
T35°C
T55°C
T25°C
T35°C
T55°C
T25°C
T35°C
T55°C
Ipan
Vpan
Vbatt
22V
Vbatt
28.8V
Vpan Vpan
Vbatt
22V
Vbatt
28.8V
Vbatt
22V
Vbatt
28.8V
Ipan Ipan
T25°C
T35°C
T55°C
T25°C
T35°C
T55°C
T25°C
T35°C
T55°C
fig. 4a
fig. 4b
fig. 4c
fig. 4d
fig. 4e fig. 4f
V
m
p
V
m
p
V
m
p
Vmp
Vmp
Vmp
OK
OK
NO
NO
NO
NO
Funzionamento del sistema
Stato giorno/notte
Visualizzato nelle sole schermate di configurazione
Protezione batteria scarica attiva
Accensione carico
Indica quale programma di
ricarica è attualmente impostato
Visualizza le misure interne
Livello di tensione nella batteria
Indicazione assorbimento
corrente sul carico
Indicazione assorbimento
corrente dal pannello PV
Pagina principale.
Visualizza la tensione di batteria, lo stato giorno/notte rilevato dal modulo
PV, l’icona del carico se accesa indica che il carico è alimentato ed è
visualizzato il programma di ricarica attualmente selezionato.
Visualizza la corrente del modulo PV. Ricordiamo 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.
Visualizza la potenza in watt attualmente erogata dal modulo PV.
Visualizza il contatore dell’energia erogata dal modulo in KWh. E’ possibile
azzerare questa misura premendo contemporaneamente i pulsanti
per 2 secondi.
Visualizza la temperatura della batteria attualmente misurata dalla sonda
interna al WR10/20/30.
Visualizza la corrente attualmente erogata al carico; anche se in questa
schermata compare accesa l’icona del 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 per 2 secondi.
Alla pressione del tasto sinistro si ritorna alla pagina principale.
Configurazione del sistema
Si accede alle pagine di configurazione del WR10/20/30 mantenendo premuti per
almeno 2 secondi i pulsanti
.
Pagina configurazione programma di ricarica
Imposta il programma di ricarica per la
batteria.
Si consiglia di impostare il programma
SEAL per batterie ermetiche o al gel,
invece il programma FLOOD per la
ricarica di batteria ad acido libero.
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 programma gestione carico
.
carico sempre
acceso sia di
giorno che di
notte.
carico acceso
solo di giorno.
carico acceso
solo di notte.
carico acceso
di notte per 1
ora.
carico
acceso di
notte per 16
ore.
cambio pagina
Visualizza alternativamente la versione
software e la versione 10A, 20A e 30A del
regolatore.
Alla pressione del tasto sinistro si ritorna nella pagina configurazione programma di
ricarica
Una volta modificate le impostazioni del WR10/20/30 queste diventano operative
solo dopo essere usciti dalla pagine di configurazione mantenendo premuti per
almeno 2 secondi i tasti .
Codici di errore
All’intervento delle protezioni interne del WR10/20/30 compaiono dei codici di
errore come riportato di seguito.
Tabella codice errore
E’ stata connessa la batteria con polarità invertite. Rivedere il
collegamento elettrico della batteria.
Interviene quando la temperatura interna del WR10/20/30 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.
Intervenuta protezione di sovraccarico. La corrente del carico ha
superato il limite massimo consentito per il WR10/20/30 (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 WR10/20/30
alimenta nuovamente il carico.
La corrente del modulo ha superato la massima corrente consentita
(Ipan nella tabella caratteristiche elettriche) e il WR10/20/30 ha
disabilitato la ricarica per prevenire rotture interne. Dopo circa 1
minuto il WR10/20/30 riattiva la ricarica automaticamente. Questa
protezione interviene qualora si connetta al regolatore un modulo PV
con una corrente troppo elevata (Isc del modulo supera la Ipan sulla
tabella caratteristiche elettriche), quindi qualora intervenga questa
protezione è necessario scegliere un differente modulo.
Tensione fine carica in funzione della temperatura
sistema a 12V
13,50
14,00
14,50
15,00
15,50
16,00
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Temperatura °C
Tensione fina carica Volt
SEAL FLOOD
Tensione fine carica in funzione della temperatura
sistema a 24V
27,00
27,50
28,00
28,50
29,00
29,50
30,00
30,50
31,00
31,50
32,00
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Temperatura °C
Tensione fina carica Volt
SEAL FLOOD
fig. 5
CARATTERISTICHE ELETTRICHE
WR10 WR20 WR30
Min Tip Max Min Tip Ma
x
Min Tip Max
Tensione di batteria Vbatt [V] 10 - 35 10 35 10 35
Tensione di modulo Vpan [V] - - 55 - - 55 - - 55
Corrente di modulo Ipan [A] - - 10 - - 20 - - 30
Corrente del carico Iload [A] - - 10 - - 20 - - 30
Tensione di ricarica
@ 25°C SEAL
Vch 14.4V @12V
28.8V @24V
Tensione di ricarica
@ 25°C FLOOD
Vch 14.8V @12V
29.6V @24V
Protezione batteria
scarica
Vlb impostabile da 10.8V a 12.2V @12V
impostabile da 21.6V a 24.4V @24V
Soglia ripristino da
batteria scarica
VexLb Vch – 1V @ 12V
Vch – 2V @ 24V
Auto consumo Isleep [mA] 8,0 8,0 8,0
Temperatura di
esercizio
Tamb °C -10 - 60 -10 - 60 -10 . 60
Potenza dissipata Pdiss 6.8W @10A 8.0W @20A 16.0W @30A
Sezione ai morsetti mm
2
1 - 10 1 - 10 1 - 10
Grado di protezione IP20
Dimensioni
Fig 2