VOLTS: накопители электроэнергии на литий-ионных аккумуляторах
Нам пришелся по вкусу измеритель параметров электроэнергии WB-MAP3E – в одном компактном недорогом устройстве есть все необходимоеСергей Смирнов, технический директор Volts
О компании
VOLTS — российский производитель накопителей электроэнергии для дома. Компания производит накопители по собственной запатентованной технологии в России с 2017 года.
С Wiren Board Сергей познакомился в 2019 году, получив брошюру от коллег с выставки. Затем VOLTS закупила пробную партию оборудования Wiren Board для новой версии накопителей. Первые прототипы накопителей не использовали цифровых счетчиков электроэнергии.
Задачи и проблемы
Накопитель должен включаться, когда качество электроэнергии в сети станет недопустимым. И выключаться, когда качество придется в норму. Поэтому качество электроэнергии необходимо постоянно отслеживать.
Была поставлена задача найти измеритель параметров электроэнергии, который обеспечит необходимую точность измерений тока, напряжения, мощности и других параметров, а также будет передавать информацию на плату управления по стандартному интерфейсу, желательно RS485 . Также хотелось, чтобы счетчик был занесен в Госреестр средств измерений.
При выборе компонентов накопителей требуются максимальная надёжность, гибкость реализации и хорошая сервисная поддержка. Китайские производители не рассматривались, так как при относительно низкой стоимости счетчиков у них нет сервисной поддержки. Европейские компоненты при схожих характеристиках стоят гораздо дороже и имеют большой срок поставки.
Решение
Компания VOLTS выбрала оборудование Wiren Board, в ассортименте которой много цифровых электросчетчиков. Их через RS-485 можно интегрировать в устройство заказчика. Счетчики обычно применяются для энергоменеджмента, технического учёта и мониторинга качества электропитания.
Многофазные измерители WB-MAP занимают в несколько раз меньше места, чем традиционные счётчики электроэнергии. Разъёмные измерительные трансформаторы счётчиков подключаются на существующие провода.
Был выбран измеритель WB-MAP3E с поддержкой трехфазной нагрузки, который устанавливается в блок АВР. Он измеряет мгновенные параметры: напряжения, токи, мощности. Есть возможность измерения активной, реактивной, полной мощностей и энергий. С помощью WB-MAP3E можно получить значения коэффициента мощности, межфазных углов. Наконец, счетчик измеряет пиковые значения токов и напряжений, что позволяет определять пусковые токи оборудования, например, светильников и двигателей, а также детектировать всплески напряжения. WB-MAP3E хранит накопленные значения, плата управления VOLTS получает их от счетчика через RS-485.
Ниже мы подробнее расскажем о структуре накопителя VOLTS. В том числе рассмотрим блок АВР с установленным измерителем WB-MAP3E.
Домашний накопитель электроэнергии VOLTS — это современное комплексное решение гарантированного бесперебойного питания загородного дома и даже квартиры. Во время аварий и скачков в сети, VOLTS автоматически переключается и становится основным источником электроэнергии. Прибор можно заряжать от обычной электросети, или от солнечных панелей, создавая автономное, энергоэффективное электроснабжение всего дома. Емкость масштабируется: количество аккумуляторных блоков может увеличиваться постепенно.
Накопитель управляется с помощью мобильного приложения и не требует отдельного помещения в доме – благодаря кастомизации корпуса, устройство вписывается в любой интерьер. Накопитель электроэнергии VOLTS состоит из модулей, перечисленных ниже.
Преобразователь. Содержит инвертор с функцией зарядного устройства и МРРТ контроллера для солнечных батарей и панель управления. Мощность составляет 6 кВт (планируется переход на 6 кВт), кратковременная (до 5 с) – 12 кВт.
Модули АКБ. Состоят из литий-ионных аккумуляторов типоразмера 18650 (208 шт.), емкостью 2,6 А·ч каждый, в результате емкость одного модуля АКБ – 2 кВт·ч (48 В, 41,6 А·ч). В накопителе могут использоваться от одного до шести модулей АКБ, что дает емкость до 12 кВт·ч. Следит за «здоровьем» аккумуляторов контроллер BMS (Battery Management System). Контроллер BMS работает автономно, по «зашитому» алгоритму, связи с платой управления у него нет.
Плата управления. VOLTS разработала плату самостоятельно, в ее основе – микроконтроллер STM32F4. Плата связывается с преобразователем по интерфейсу RS-232. А через интерфейс RS-485 подключены счетчики WB-MAP3E, от которых приходят данные о качестве и параметрах электрической энергии на вводе. Счетчики расположены в блоках АВР. Плата передает данные в облако через GPRS (есть слот для SIM-карты) или Wi-Fi, после чего мобильное приложение пользователя видит их.
Корпус накопителя. Перечисленные выше модули устанавливаются в металлический прочный корпус накопителя, который может быть белой или черной расцветок.
Блок АВР. В отдельных корпусах устанавливаются блоки АВР (автоматического ввода резерва), по одному на каждый электрический ввод.
В блоках АВР есть контакторы для автоматического переключения источников и байпасный рубильник, который позволяет питать объект от сети непосредственно, минуя накопитель — это нужно для проведения его обслуживания. Счетчик WB-MAP3E измеряет ток, напряжение, мощность и прочие параметры, характеризующие качество электрической энергии. Все параметры передаются на сервер, часть из них отображается в приложении. Если качество электроэнергии в сети станет недопустимым, то объект перейдет на питание от аккумуляторов.
Самая распространенная среди покупателей конфигурация накопителя — с однофазным инвертором при трехфазном вводе сети. То есть при проблемах в сети важные однофазные потребители, которые надо обеспечить бесперебойным питанием, переключаются на электропитание от накопителя. Остальные потребители при этом остаются без питания.
Преимущества
В ассортименте компании Wiren Board имеются устройства для решения как простых, так и сложных задач автоматизации и диспетчеризации: программируемые логические контроллеры, датчики климата, счётчики электроэнергии, сетевые карты холодильников, мощные релейные модули и т.д. Все это позволяет подстроиться под любые требования заказчика и использовать оборудование Wiren Board в его экосистеме. При этом обеспечивается надежность промышленного уровня и возможности расширения экосистемы в будущем.
Устройства Wiren Board поддерживают большое число протоколов обмена данными, что позволяет использовать их вместе с решениями других производителей. В данном случае счетчик был интегрирован через RS-485, он передавал измеренные значения на плату VOLTS с микроконтроллером STM32F4.
Компания Wiren Board даёт на всё оборудование двухлетнюю гарантию с заменой оборудования без предварительной отправки в сервисный центр, а инженеры технической поддержки готовы помочь в решении как типовых, так и нестандартных задач.