Mean Well DC tápegységek szolár és energiatároló alkalmazásokhoz
A „zöld energia” legnagyobb részének a Nap a forrása. Ennek legismertebb hasznosítása a napfény közvetlen átalakítása elektromos energiává fotovoltaikus eszközökkel. A napelemes energiaátalakítók elemi napelemtáblái vagy ezek kombinációja, és a hozzájuk kapcsolt decentralizált energiatárolók egyenfeszültsége 150...1500 V, amelynek a szokásos tartományba alakításához a piacon kapható, „általános célú”, 5-12-24-48 V kimeneti feszültségű DC/DC-tápegységek nem használhatók. A Mean Well tápegységgyártó a DDRH és RSDH termékcsaládjaival igyekszik megoldást kínálni, amelyeket jelen cikkünk mutat be.
A DDRH-sorozat
A mára hat tagot számláló DDRH sorozat első tagja a 2020-ban megjelent 60 W-os DDRH-60 (1. ábra). Ez a TS35/7.5 vagy TS35/15 DIN-sínre szerelhető DC/DC-konverter volt a Mean Well első válasza a következő kérdésre, hogyan üzemeltessünk stabilan kisfeszültségű eszközöket az úgynevezett „nagyfeszültségű” fotovoltaikus (PV) vagy szélenergia-hasznosító és/vagy akkumulátoros energiatároló rendszerekben.
1. ábra
Az átalakító elektronikus eszközök időjárás-állósága fontos követelmény a megújuló energiatermelő rendszerek üzemeltetésénél, hiszen az üzemi hőmérséklet a téli, akár –30 °C-tól a nyári +80 °C-ig bármilyen értéket felvehet. A DDRH-60 készülék egészen 55 °C-ig 100% teljesítményt képes leadni, és csak ezután kezdi el a kimenő energiát csökkenteni akár 30%-ig. A kimeneti energia bizonyos mértékig a hőmérséklet-tartomány alsó széle környékén is csökken, ami azt jelenti, hogy –30 °C-on legfeljebb 70% kapacitás áll rendelkezésre. A teljesítménycsökkenés lineárisan nő az alsó szélsőértéktől a 100%-os névleges maximumértékig.
Magyarországon ugyan nincsenek többezer méteres hegyek, de a magyar tervező is találkozhat az alacsonyabb légnyomású környezet kihívásával, ha magashegyi környezetben működő berendezéseket kell exportálnia. Ezért hasznos tudni, hogy a készülék képes akár 5000 m tengerszint feletti magasságú környezetben is üzemeltetni a kimenetére csatlakoztatott elektromos berendezéseket. A környezetállóság fontos eleme továbbá az is, hogy a termék beépített védelemmel rendelkezik a bemenetére jutó, akár 4 kV-os AC-túlfeszültség ellen is, megvédve ezzel a kimeneti oldalra kötött eszközöket.
A DDRH-60 további hasznos funkcióinak egyike a „kimeneti feszültség rendben” jelentésű DC OK relékimenet, ami felhasználható például egy napelemfüzér tesztelésére: amennyiben a készülék nem kap feszültséget a füzér felől, a relékimeneten át hibajelzést továbbíthat a mögötte lévő ellenőrzőelektronikának. A másik hasznos lehetőség, hogy az eszköz kimeneti feszültsége változtatható: a nominális alapértékhez képest akár 20%-kal magasabb kimeneti feszültséget is be lehet állítani. A készülék 150...1500 V-os, 10:1 átfogású, „ultraszéles” bemeneti feszültségtartományban képes működni.
A DDRH-60 tápegység egy lehetséges alkalmazását szemlélteti a 2. ábra, amelynek a fotovoltaikus rendszerekben gyakran alkalmazott ún. „combiner box” a részét képezi.
2. ábra
A sorozat időrendben következő – 2023 februárjában megjelent – tagjai a DDRH-120 és DDRH-240, amelyek alapjaiban hasonlók a DDRH-60 készülékhez. A fontos eltérések egyike a bemeneti feszültségtartomány, amely 6:1 átfogású, 250...1500 V DC feszültségtartományra módosult. Kimeneti teljesítményük pedig a típusszámnak megfelelően 120 W és 240 W.
A 240 W-os verzió kapott egy újabb hasznos lehetőséget, amely szerint legfeljebb négy DDRH-240 készülék kimenete párhuzamosan is kapcsolható, és együtt akár 960 W összteljesítményt is képesek szolgáltatni az általuk táplált terhelés felé. A DDRH-60 5, 12, 24 és 48 V kimeneti feszültségű verziókban érhető el, míg a 120 W-os és a 240 W-os készülékek 12, 24, 32 és 48 V kimeneti feszültségű változatokban rendelhetők azzal a kiegészítéssel, hogy például a 48 V-os verzióból akár 58 V feszültség is „kihozható”, mivel ezek a tápegységek is rendelkeznek az előlapról hozzáférhető feszültségbeállító potenciométerrel.
A 3. ábrán egy akkumulátoros energiatároló-menedzsment készülék megoldása látható. A tápegység a sorba kötött akkumulátorcellákból (Battery Bank) állítja elő a rendszervezérlő áramköröknek szükséges DC-tápfeszültséget, jelen esetben 24 V-os egyenfeszültséget, amit további DC/DC-konverterek alakítanak át a felhasználási igényeknek megfelelően.
3. ábra
A DDRH-sorozat eddig megjelent legkisebb tagjai 15, 30 és 45 W teljesítmény leadására képesek. Ezek a készülékek újabb rögzítési lehetőségeket is adnak a tervező kezébe, ugyanis már nemcsak DIN-sínre lehet szerelni, hanem megjelentek a nyomtatott áramkörbe forrasztható, és a csavarkötéses csatlakozópontokkal rendelkező variánsok is. A bemenet ezeknél is a tízszeres átfogású, 150...1500 V DC-feszültségtartományon belül változhat. A 15 W-os verziókat 5, 12, 15 és 24 V kimeneti feszültségű változatokban rendelhetjük meg, míg a 30 W-os és 45 W-os verziók a 12, 15, 24 és 48 V kimeneti feszültség leadására képesek. Fontos megkülönböztető tulajdonság, hogy ezek a tápegység csak fix kimeneti feszültséget képesek előállítani, nem rendelkeznek az elődtípusoknál megismert feszültségbeállítási lehetőséggel.
Ezek a tápegységek ideálisak az energiatároló rendszerek Battery Management Unit (BMU) néven ismert rendszerfelügyeleti egység belső energiaellátására. Az akkumulátorcsoportból felvett terheletlen (No Load) áramuk 0,2 mA, amennyiben a tápegység kimenetével megtáplált vezérlőáramkörök kikapcsolt állapotban vannak. A rendelhető változatok az 1. táblázatban tekinthetők át.
1. táblázat
Az RSDH-sorozat
A Mean Well széles DC bemenőfeszültség-tartományú, galvanikusan leválasztott tápegységei az RSDH-150 és RSDH-300. Ezek, mint típusjelük is sejteni engedi, 150 W és 300 W teljesítmény leadására képesek. Jelentősen eltér a DDRH sorozattól, hogy az RSDH-típuscsalád tagjai zárt fémházzal rendelkeznek (4. ábra), ezért rögzítésüket a tervező szabadon megválaszthatja. Az RSDH-sorozat tagjainak mérete megfelel a 19” rackszerkrényrendszer szerinti 1U magasságnak, így könnyen integrálhatók bármilyen standard ipari rackrendszerbe. A 150 W és 300 W teljesítményű tápegységek főbb elektromos tulajdonságai és funkciói megfelelnek a DDRH-120 típusjelű, 120 W teljesítményű modul jellemzőinek, így további részletezésüktől eltekintünk.
4. ábra
A cikkben szereplő DDRH- és RSDH-tápegységek elérhetősége
A cikkben bemutatott DDRH-15/30/45, a DDRH-60, a DDRH-120/240 és az RSDH-150/300 tápegységek megrendelhetők az Energom Electronic Kft.-nél. A további részletek után érdeklődőknek javasoljuk, hogy vegyék fel a kapcsolatot a termékmenedzserrel a
Szerző: Gombos Attila – Energom Electronic Kft.
ENERGOM Electronic Kft.
1142 Budapest, Komáromi út 28.
E-mail:
www.energom.hu
