DE202021001347U1

DE202021001347U1 - System zur Speicherung elektrischer Energie, autarke Einspeise- und Lademodule, Ladespannungs - Zwischenkreis und DC-Netz-Verteilung

Info

Publication number: DE202021001347U1
Application number: DE202021001347.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2031-04-08

Abstract

Speichersystem zur Speicherung elektrischer Energie (1), vorzugsweise aus regenerativen Energiequellen, mit wenigstens einem Lademodul (15), das in seinem DC/DC - Wandlerteil (10) eine der Energiequelle angepasste Regelung beinhaltet. Diese Lademodule sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ihre Energie an einen Ladespannungs-Zwischenkreis (20) abgeben, an dem mindestens ein Lademodul (30) angeschlossen ist an dem zwei Akkumulatoren (33) wechselseitig geladen werden können und der geladene Akkumulator seine Energie über ein Verteilernetz VT1 (34) an die dort angeschlossenen Verbraucher abgibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Speicherung elektrischer Energie, vorzugsweise aus regenerativen Energiequellen, autarke Einspeise- und Lademodule mit dezentralen Regelkreisen, DC-Netz-Verteilung und adaptierbarem Kommunikations-Controller gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
Stand der Technik
Die hier genannte Erfindung wird als „Insellösung“ bezeichnet, ihre Hauptaufgabe liegt nicht vorrangig in der Wandlung von DC nach AC mit Wandlern für 100VAC/230VAC Wechselspannung. Bei genügender Einspeiseleistung ist das aber ebenso sinnvoll machbar. In einem DC-Netz, 12VDC, 24VDC oder 48VDC können über passende Absicherungen, außer Kochen, Heizen und Warmwassererzeugung, alle Geräte versorgt werden, die es als DC-Geräte gibt:

- Beleuchtung
- Laptops und PCs
- WLAN und Internet
- Radio und TV
- Wasserpumpen
- Waschmaschinen mit Warmwasservorheizung, über AC-Wandler

Also als DC-Versorgungsnetz für Wohnmobile, Tiny Houses, Wochenend- und Gartenhäuser aber auch bei großer Ausbaustufe als Versorgung für Dörfer in der dritten Welt.
Aus der Praxis sind Inselspeichersysteme zur Speicherung elektrischer Energie in Akkumulatoren weit verbreitet. Fotovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, Wasserkraftanlagen sowie Einspeisungen über Lichtmaschinen in Wohnmobilen. Ein Wohnmobil kann auch über eine AC - Einspeisung 110/230VAC oder einen AC - Generator 110/230VAC zusätzlich versorgt werden. Hier sind alle Kombinationen möglich; in einer Inselanlage wird die aufgenommene Energie in Akkumulatoren gespeichert. Um die Energie für einen benötigten Zeitraum zu speichern, werden handelsübliche Akkumulatoren im allgemeinen in Reihe oder parallel geschaltet; der schwächste Akkumulator bestimmt dann die Höhe der gespeicherten Energie.
Als Akkumulator bezeichnen wir folgende elektrochemischen Speicher:

- Bleiakkumulator
- Bleigeldakkumulator
- Bleivliesakkumulator
- LiFePo4 Akkumulatorarten
- „Solarakkumulatoren“

Alle Arten sind für die DC-Netze 12VDC, 24VDC und 48VDC für Insellösungen passend konfiguriert und am Markt erhältlich. 12VDC LiFePo4 Akkumulatoren mit BMS sind nur parallel verschaltbar, nicht in Reihe zur Erhöhung der DC-Spannung.
Beim Aufbau einer Anlage für die in der Beschreibung genannten Anwendungsfälle wird meist über die Berechnung der gesamten anzuschließenden Verbraucher die Speicherkapazität in Amperestunden (Ah) festgelegt, die Einspeisung betrachtet und dann die Anzahl der Akkumulatoren. Jede Erweiterung, ob in der Einspeisung oder bei den Akkumulatoren gestaltet sich dementsprechend schwierig Akkumulatoren in Reihen- oder Parallelschaltung nach Jahren passend als Ersatz zu bekommen ist teuer oder es müssen eventuell alle Akkumulatoren getauscht werden. Eine Ergänzung der Einspeisung von Photovoltaik alleine in eine Erweiterung mit Windkraft setzt andere Elektroniken voraus: MPPT - Regler mit Fotovoltaik- und Windradeingang. Selbst defekte Regler und Akkumulatoren nach Jahren des Betriebes einer Anlage zu bekommen gestaltet sich schwierig.
Der Preis der Akkumulatoren richtet sich im allgemeinen nach der Zyklenfestigkeit und der kalendarischer Lebensdauer. In diesen Anlagen ist im Sommer meist ein hoher Ladezustand zu erwarten, im Winter ein Niedriger. Viele Mikrozyklen im Verbrauch beeinflussen weiterhin negativ die Lebensdauer. Es ist zwischen mobilen und stationären Anlagen und die damit verbundenen verschiedenen Ladeströme aus den Einspeisemodulen zu unterscheiden.
Die Ladeelektroniken sind allgemein ebenfalls Stand der Technik. Für alle gängigen Akkumulatorarten gibt es integrierte Schaltkreise (IC's), die alle Regelkreise beinhalten und einstellbar sind für mehrere Akkumulatortypen. CC/CV Ladekurven gehören ebenfalls zum Stand der Technik. Auch Mikrocontroller erfüllen diese Aufgaben inkl. der Bereitstellung von Daten und ändern von Parametern über den hier genutzten I²C-Bus.
Ebenfalls Stand der Technik sind Schaltungsbeispiele in der Elektronik, wie ideale Diode, digitale Logiken, analoge Regelkreise, Bussysteme I²C, SPI, CAN etc. und HMI's. In den Zeichnungen sind zum Verständnis des Systems nicht immer alle Details dargestellt, die dazu nötig sind; einzelne Anzeigen, LED's oder die Bauform der Elektronik sind nicht immer erkenntlich.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgaben
Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde:

1. beliebige Erweiterbarkeit mit verschiedenen Einspeise- und Lademodulen
2. Nutzung verschiedenster Akkumulatorarten in Bezug auf Chemie und Kapazitäten im gleichen Energiespeichersystem
3. recycelte und/oder geprüfte Akkumulatoren nutzbar
4. optimale Lade- und Entladezyklen, verhindert auch die Sulfatierung bei Blei-Akkus
5. optimale Lade- und Entladezyklen, verhindert auch die Kristallbildung bei Blei-Akkus
6. erhöhte Lebensdauer der Akkumulatoren durch angepassten Lade/Entladestrom
7. Austausch der Module und Akkumulatoren im laufenden Betrieb
8. DC-Netz-Verteilungen mit 12VDC
9. DC-Netz-Verteilungen und Anschluss AC-Wechselrichter bei 48VDC

Vorteile und Technische Lösungen
Erfindungsgemäß werden ein- oder mehrere Einspeisemodule an einen Ladespannungs-Zwischenkreis angeschlossen. Sie stellen dort, angepasst an eine voreingestellte Zwischenkreisspannung (Feedback), ihre Energie für die angeschlossenen Lademodule zur Verfügung. Diese Module sind im Eingangskreis verschieden ausgeführt:

1. als MPPT-Regler für Solarzellen
2. als bucklboost-Regler für generatorische Energiequellen, die die Eingangsspannung auf die Feedback - Spannung shiften
3. als buck-Regler, die Eingangsspannung ist dort höher als die Feedback - Spannung Jedes Einspeisemodul hat eine Sicherung zum verhindern von Reverse - Strömen, am Ausgang eine ideale Diode sowie ein High-side-Power-MosFet zum an- und abschalten des Moduls (hot plugin/out).

Die beim Stand der Technik genannten Akkumulatoren mit 12V Nennspannung haben alle eine Ladeschlussspannung zwischen 13,8V und 15V, „end of charge“ (EoC), Die Feedback-Spannung wird dann auf 16V festgelegt. Alle angeschlossenen Lademodule sensieren diese zweite Spannung und je nach Priorität des Verteilernetzes findet eine Ladestrombegrenzung des Akkumulators mit der niedrigsten Priorität beim sinken dieser Spannung statt.
An einem oder mehreren dieser Lademodule sind zwei (vier) Akkumulatoren angeschlossen und können, einzeln und nacheinander, ihre Energie zu einem oder mehreren Verteilernetzen zu den Verbrauchern leiten. Während diese Akkumulatoren die Verbraucher speisen, werden die von den Verteilernetzen abgekoppelten Akkumulatoren wieder voll aufgeladen. Vorteilhafter weise wird so die Einzelkapazität der angeschlossenen Akkumulatoren so verringert, das eine Vollladung auch bei geringerer Einspeiseleistung am Ladespannungs-Zwischenkreis möglich wird.
Hier liegt auch ein Vorteil darin, das es keine baugleichen Akkumulatoren sein müssen. Über die Parametrierung wird der Anschluss am Lademodul, die Chemie, der Ladestrom und die Ladekennlinie vorgegeben.
Wenn der volle Akkumulator an ein Verteilernetz geschaltet wird, werden diese Parameter zum Laden genutzt. Verschiedene Akkumulatortypen können gleichzeitig an dieses Speichersystem angeschlossen werden.
Um einen Spannungssprung beim Umschalten eines voll geladenen Akkumulators zu einem entladenen Akkumulator zu verhindern, findet die Umschaltung gleitend über einen PWM - geregelten Spannungsanstieg statt; der volle Akkumulator wird über die PWM bei ca. 10VDC an ein Verteilernetz geschaltet. Über eine einstellbare Zeit wird die Spannung bis auf 100% PWM erhöht und der entladene Akkumulator wird vom Netz genommen und zum Laden vorbereitet. Vorteilhafter weise können diese PWM - Schalter (MosFet) auch dazu verwendet werden, die Akkumulatoren vom Lademodul abzuschalten; so können Akkus im laufenden Betrieb ausgetauscht werden (hot plugin/out).
Vorteilhafter weise können durch High-side-Power-MosFet im Eingangskreis das Lademodul abgeschaltet werden (hot plugin/out).
Eine Ladezustandskontrolle finden über eine Berechnung des gemessenen Ladestroms in Bezug zur Zeit (Ah) statt. Wird ein Akkumulator entladen, wird wieder diese Messung herangezogen um den eingestellten „depth of discharge“ (DoD), je nach Akkumulatortyp, nicht zu unterschreiten. Vorteilhaft erweist sich auch, das es keine Microzyklen gibt.
Alle Akkumulatoren werden immer wieder voll aufgeladen. Das erhöht die Lebensdauer auf ein Maximum, auch weil eine Sulfatierung und Kristallbildung bei Blei-Akkumulatoren verhindert wird Alle Einspeise- und Lademodule und der Ladespannungs - Zwischenkreis, können über eine Taste und drei LED's parametriert werden.
In einer grundsätzlichen Ausführung arbeiten alle Module: Einspeisemodul, Lademodul und Ladespannungs - Zwischenkreis, völlig autark und benötigen kein „Mastermodul“ oder irgendwelche Softwarekenntnisse.
Ein weiterer Vorteil ist, das alle Module als Teilnehmer am I²C-Bus ausgeführt sind; somit kann die Parametrierung auch über eine unabhängige Bedien- und Kommunikationseinheit erfolgen. Zweckmäßigerweise kann diese Einheit auch weiter Dienste bereitstellen. Bluetooth für eine Verbindung zum Handy für Service, verschiedene Funktionen, Parametrierung und Diagnose als mobiles HMI. Das kann auch über WLAN erfolgen, genauso wie die Bereitstellung einer Internet-Verbindung.
Ein stationäres HMI mit Display kann ebenfalls für Service, Bereitstellung von Funktionen und Parametrierung verwendet werden und kann auch per I²C-Bus mit allen Modulen kommunizieren. Je nach Anwendungsfall, ob mobil oder stationär: alle Speichersysteme können modular als Baugruppenträger oder als Module für DIN-Schienenmontage ausgeführt werden, oder aber auch als ein Fertigmodul für einen klar spezifizierten Anwendungsfall.
Durch die große Erweiterbarkeit dieses Speichersystems mit unabhängig geregelten Einspeise- und Lademodulen und die Nutzung auch von gebrauchten Akkumulatoren ist dieses Energiespeichersystem prädestiniert zur Versorgung von Dörfern in der „dritten Welt“ mit Licht, Internet, WLAN etc.
Einzelheiten und Ausführungsformen
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme der Figuren.
Bezugszeichenliste
1 Speichersystem: Einspeisemodule und Ladespannungszwischenkreis

1: Speichersystem Teil 1
10: Solarmodul
11: Wasserkraft-Generator-Modul
12: AC/DC Wandler 100....230VAC / 18....24VDC
13: Windkraft-Generator-Modul
14: Lichtmaschinen-Generator Fahrzeug-Modul
15: Einspeisemodul mit MPPT für Solarmodul, Sicherung und Ausgangsabschaltung
16: Einspeisemodul mit buck-boost-Funktion für Generator, Sicherung und Ausgangsabschaltung
17: Einspeisemodul mit buck-Funktion für AC/DC-Wandler, Sicherung und Ausgangsabschaltung
18: Ideale Diode
19: Gemeinsame, erste Feedback-Spannung für die Einspeisemodule
20: Ladespannungs-Zwischenkreis
21: Taste und Kontroll-LED's am Ladespannungszwischenkreis zur Parametrierung
22: Grundmodul: Kapazitäten, Feedbacks, Anschlüsse für Einspeise- und Lademodule
23: Versorgung Ladespannuns -Zwischenkreis aus Verteilung 1
24: Gemeinsame, zweite Feedback-Spannung für die Lademodule
25: Unabhängige Bedien- und Kommunikationseinheit

2

30: Lademodul mit Anschluss für 2x Akku, unterschiedliche Chemie und Kapazität
31: Lademodul mit Anschluss für 4x Akku, unterschiedliche Chemie und Kapazität
32: Temperaturfühler je Akkumulator-Bucht (Montageraum für Akkumulatoren)
33: Akkumulator mit Absicherung
34: VT1: DC-Verteiler 1 12VDC zum Anschluss der Verbraucher
35: VT2: DC-Verteiler 2 12VDC zum Anschluss der Verbraucher

3

40: Doppellademodul je 2x Akku
41: gemeinsame Verteilung 12VDC zum Anschluss der Verbraucher

4

50: 4x Akku Kopplung auf 48VDC
51: Wechselrichter 48VDC / 230VAC

Figurenliste

1 zeigt den Eingangsteil des Speichersystems (1) und verschiedene Einspeisemodul - Typen (15 -17), die vorzugsweise aus regenerativen Energiequellen (10, 11 - 13) versorgt werden. Im Mobilbereich gibt es noch eine Einspeisung aus der „Lichtmaschine“ (14), eine AC - Einspeisung aus einem Versorgungsnetz oder einem Generator (12). Alle Einspeisemodule geben ihre Energie an den Ladespannungs - Zwischenkreis ab. Die Ausgangsspannung der Einspeisemodule wird nach einem Feedback -Signal (19) geregelt. Des weiteren zeigt (25) eine unabhängige Bedien- und Kommunikationseinheit, die über den I²C-Bus weitere Funktionen bereitstellen kann, für den laufenden Betrieb aber keine Funktion hat.
2 zeigt zwei Varianten der Lademodule (30,31). Am ersten Lademodul sind zwei Akkumulatoren (33) angeschlossen. Einer wird geladen, der Andere ist an das Verteilernetz VT1 (34) angeschlossen und versorgt die Verbraucher des Netzes. VT1 übernimmt auch die Spannungsversorgung des Ladespannungs - Zwischenkreises. Am zweiten Lademodul sind vier Akkumulatoren angeschlossen. Einer wird vom Lademodul geladen, der nächste versorgt die Verbraucher am Verteilernetz VT2 (35). Die zwei weiteren Akkus sind voll oder warten auf Ladung. VT1 und VT2 können auch verbunden werden und erhöhen die nutzbare Kapazität. Eine Prioritäten - Steuerung wählt die Reihenfolge des Ladens aus. Über das zweite Feedback - Signal (24) wird die eingestellte Zwischenkreisspannung gemessen und regelt beim sinken der Spannung den Ladestrom. Der Akkumulator mit der niedrigsten Priorität wird dann mit weniger Strom geladen, oder es müssen zusätzlich Akkumulatoren von der Ladung abgetrennt werden. Jede Akkubucht wird mit einem Temperatursensor (32) überwacht, der die Temperatur misst, um die Ladeschlussspannung der Akkumulatoren zu regeln.
3 zeigt, das mehrere Lademodule (40) und damit mehrere Akkumulatoren, gemeinsam, bei genügend eingespeister Leistung in den Ladespannungs - Zwischenkreis, an ein gemeinsames Verteilernetz VT1 (41) geschaltet werden können Hier dargestellt mit zwei Akkumulatoren, (auch mit vier Akkumulatoren möglich). Das erhöht die Gesamtkapazität (in Ah) zum Speisen der Verbraucher.
4 zeigt zwei Lademodule (40), die nach der Ladung aller vier Akkumulatoren am Ausgang mit High-side-Power-MosFet in Reihe geschaltet werden und die Ausgangsspannung auf 48VDC erhöht wird. Nun kann mit einer Absicherung mit 30A ein Inverter mit bis zu 1400W bei 230VAC betrieben werden. Das reduziert den Strom auf eine Höhe pro Akkumulator, die dem Entladestrom von ca. 50% eines 60AH- Akkumulator entspricht; das erhöht die Lebensdauer beträchtlich. Ebenso kann dann, bei einer Entladung des Akkumulators von 50% DoD, der Inverter eine Stunde lang eine Leistung von 1400W abgeben. Es ist auch möglich 24VDC oder 48VDC mit in Reihe geschalteten Akkumulatoren an ein Verteilernetz an zu schließen. Über eine Feedback-Leitung wird die Ausgangsspannung gemessen. Erreicht die Spannung einen Wert von 20VDC (40VDC), wird der Inverter 600W (1200W) abgeschaltet und die zwei (vier) Akkumulatoren werden wieder geladen.

Achtung: 12VDC LiFePo4 Akkumulatoren mit BMS sind nicht in Reihe schaltbar!

Claims

Speichersystem zur Speicherung elektrischer Energie (1), vorzugsweise aus regenerativen Energiequellen, mit wenigstens einem Lademodul (15), das in seinem DC/DC - Wandlerteil (10) eine der Energiequelle angepasste Regelung beinhaltet. Diese Lademodule sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ihre Energie an einen Ladespannungs-Zwischenkreis (20) abgeben, an dem mindestens ein Lademodul (30) angeschlossen ist an dem zwei Akkumulatoren (33) wechselseitig geladen werden können und der geladene Akkumulator seine Energie über ein Verteilernetz VT1 (34) an die dort angeschlossenen Verbraucher abgibt.
Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die DC/DC - Wandler der Einspeisemodule eine der Einspeisequelle angepasste Regelcharakteristik aufweisen. Eine Solarzelle (10) wird über MPPT (maximum power point tracking) geregelt. Generatorische Einspeisungen (11, 13,14) für Wasserkraft, Windkraft und Lichtmaschine werden über buck - boost geregelt und Energiequellen, die eine höhere Eingangsspannung (12) aufweisen, als die erste Feedback-Spannung (19), werden über eine buck - Charakteristik geregelt.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Einspeisemodultypen (15, 16, 17) ihre Ausgangsspannung anhand einer ersten Feedback-Spannung (19) regeln; hier 16VDC eingestellt. Sie wird vom Ladespannungs - Zwischenkreis zur Verfügung gestellt.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das alle Einspeisemodultypen (15, 16, 17) eine Sicherung beinhalten, die Ausgangsspannung über eine ideale Diode (18) und über einen MosFet Schalter an den Ladespannungs - Zwischenkreis abgeben; sie können im laufenden Betrieb demontiert oder angeschlossen werden (hot plug in/out).
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsmodule, der Ladespannungs - Zwischenkreis und die Lademodule über eine Taste und drei LED's ein- und abschaltbar sind und parametriert werden können.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsmodule, der Ladespannungs - Zwischenkreis und die Lademodule einen Anschluss an den I²C-Bus haben; es können Daten mit einem adaptierbaren Kommunikations-Controller (25) ausgetauscht werden. Dieser Controller hat für den Betrieb des Speichersystems keine Funktionen.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladespannungs - Zwischenkreis über einen DC/DC - Wandler (23) aus dem ersten Verteilernetz VT1 (34) versorgt wird. Dieser Zwischenkreis versorgt die erste Feedback-Spannung, die Sensierung für die zweite Feedback-Spannung und die interne Elektronik. Der Ladespannungs - Zwischenkreis wird durch geeignete Elektrolytkondensatoren gestützt.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladespannungs - Zwischenkreis die Lademodultypen (30, 31, 40) mit der eingespeisten Energie für den Betrieb versorgt und zum Laden der Akkumulatoren bereit stellt.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladespannungs - Zwischenkreis eine zweite Feedback-Spannung zur Verfügung stellt; diese Spannung regelt den gesamten Ladestrom aller Akkumulatoren, die gerade am Ladespannungs - Zwischenkreis zur Ladung angeschaltet sind. Sinkt diese Spannung unter 16VDC wird der Ladestrom nach der Priorität eines oder mehrerer Akkumulatoren reduziert.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Parametrierung jedem Lademodul eine Priorität zu gewiesen werden kann; diese Priorität reduziert den Ladestrom des nieder - priorisiertesten Akkumulators zur Stabilisierung der zweiten Feedback-Spannung auf 16VDC.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lademodultypen (30, 31) die gespeicherte Energie eines von zwei (vier) Akkumulatoren an ein Verteilernetz mit Absicherung des Ausgangsstromes abgeben; an dieses Verteilernetz werden die zugewiesenen Verbraucher angeschlossen.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lademodultyp (40) die gespeicherte Energie von je einem von zwei Akkumulatoren an ein gemeinsames Verteilernetz (41) mit Absicherung des Ausgangsstromes abgibt; an diese Verteilernetze werden die zugewiesenen Verbraucher angeschlossen.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das, bevor ein entladener Akkumulator vom Verteilernetz abgekoppelt wird, über eine PWM-Steuerung die Akkumulatorspannung des voll geladenen Akkumulators über eine Zeitkurve an das Verteilernetz aufgeschaltet wird. Beim erreichen von 100% PWM wird dann der entladene Akkumulator abgeschaltet. Das verhindert Spannungssprünge zwischen dem entladenen und dem vollen Akkumulator. Der MosFet, der per PWM gesteuert werden kann, kann auch den Akkumulator abschalten; ein hot plug in/out des Akkumulators sowie der Lademodule ist möglich.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lademodule immer einen Akkumulator zur Speisung der Verbraucher über ein Verteilernetz bereitstellen und der Andere (die Anderen) zur Ladung (Bereitstellung zur Ladung) an den Ladespannungs - Zwischenkreis angekoppelt werden; es gibt keine Lade-Micro-Zyklen, die die Lebensdauer der Akkumulatoren vermindern würden. Die Akkumulatoren werden immer voll geladen und dann bis zum parametrierten DoD (depth of discharge) entladen. Bei Bleiakkumulatoren verhindert dies auch die Sulfatierung oder eine Kristallbildung..
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Lademodulen (30, 31, 40) je zwei (vier) Akkumulatoren verschiedener Art und Kapazität angeschlossen werden können. Ob Blei-Akkumulator, Blei-Vlies, Blei Gel oder LiFePo4, alle können einem Anschluss (A1 bis A4) zugewiesen und parametriert werden. Da immer nur ein Akkumulator je Lademodul an ein Verteilernetz angeschlossen wird, können selbst gebrauchte (recycelte) Akkumulatoren genutzt werden.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Akkumulatoren, die angeschlossen werden können, eigentlich nur vom Platzbedarf in den Akkumulatorbuchten abhängt und von einer sinnvollen Begrenzung für den Anwendungsfall. (> 10²)
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkumulatoren mit 0,5C entladen werden. Das heißt, das ein Akkumulator mit 50Ah mit 25A eine Stunde lang entladen werden kann. LiFePo4- Akkumulatoren können mit 1C entladen werden.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung der Akkumulatoren (SoC) und die Entladung (DoD), also der Strom über die Zeit, überwacht wird, um stabile Lade- und Entlade-Verhältnisse zu erhalten.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Lademodule mit je zwei Akkumulatoren beide Akkumulatoren nacheinander voll aufladen (SoC). Ist dies erfolgt, können über drei Umschaltrelais alle vier Akkumulatoren in Reihe geschaltet werden (nicht für 12VDC LiFePo4 mit BMS geeignet) Je nach Kapazität der angeschlossenen Akkumulatoren, die geringste Kapazität bestimmt den Entladestrom von 0,5C,kann bei 48VDC aus der Reihenschaltung ein Wechselrichter (51) auf 230VAC angeschlossen werden. Ergibt die Entladung von 0,5C (Akkumulatorkapazität 50Ah) 25A Entladestrom, so können 1200W an Leistung für eine Stunde entnommen werden.
Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenspannungvon 48VDC überwacht wird. Bei 42VDC wird vorgewarnt, bei 40VDC werden die Akkumulatoren abgeschaltet (hot plug in/out möglich) und nacheinander wieder an den Ladespannungs - Zwischenkreis zum Laden geschaltet. Eine Reihenschaltung mit 24VDC und zwei Akkumulatoren ist ebenfalls möglich, bei angepasster Überwachungsspannung und halber Ausgangsleistung am 230VAC Inverter.