Avanzate Power Generation & Control

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Il sistema Integrel è molto più di un semplice generatore; è un sistema completo di generazione, stoccaggio, conversione e distribuzione dell'energia.

Concentrandosi sul generatore Integrel stesso, questo è prodotto specificamente per Triskel Marine ed è molto diverso da un convenzionale alternatore ad alta potenza:

• Il generatore fornirà continuamente la sua potenza nominale. Ad esempio, con una temperatura ambiente di 25 ° C il generatore eroga una potenza costante di 8,3 kW.
• L'accoppiamento del flusso magnetico tra il rotore e lo statore è stato notevolmente migliorato per fornire un'efficienza di generazione molto elevata.
• Gli avvolgimenti sono stati modificati per fornire la specifica gamma di tensione necessaria e per fornire una potenza insolitamente elevata a bassi regimi. Con un motore adatto, fino a 3,5 kW di potenza in uscita DC è disponibile al minimo del motore.
• Il generatore stesso non ha elettronica incorporata e un flusso d'aria di raffreddamento molto migliorato per far fronte alla maggiore potenza erogata.
• I supporti del motore personalizzati sono progettati specificamente per ridurre al minimo i carichi laterali sul motore, per eliminare il carico d'urto e massimizzare la durata della cinghia.
• Il sistema di controllo è radicalmente diverso da quello di un alternatore convenzionale (vedi domanda successiva).

Integrel è un sistema completo di generazione, stoccaggio, conversione e distribuzione dell'energia, profondamente integrato nel funzionamento della nave. Per raggiungere questo obiettivo senza compromettere la sicurezza e fornire un'ampia potenza elettrica in qualsiasi momento, è necessario un sistema di controllo molto intelligente.

Il controller Integrel riceve informazioni in tempo reale da più fonti intorno alla nave (ove disponibile). Questo include la centralina del motore; il sistema di dati di bordo dell'imbarcazione, come NMEA 2000; altri sistemi di dati proprietari e sensori di batteria e componenti di sistema di Integrel.

Il controller utilizza questi dati per garantire che il motore sia caricato in modo ottimale e che la propulsione non venga mai compromessa. Fornisce inoltre la precisa quantità di energia necessaria per la manutenzione dei carichi elettrici e garantisce che le batterie siano mantenute in condizioni ottimali. Sullo sfondo, il controllore monitora anche i parametri di sicurezza chiave come la temperatura della batteria e del generatore, i limiti di tensione e corrente e lo stato di carica della batteria.

A causa dell'elevata potenza erogata dal generatore, il carico sul motore deve essere gestito con molta attenzione. Il controller controlla che il motore sia alla sua temperatura operativa prima di aumentare gradualmente la potenza elettrica fino a quando il motore non viene caricato nel punto più efficiente. Allo stesso tempo, il controller dà la priorità alla propulsione, quindi se rileva un cambio di marcia o una rapida variazione dei giri del motore, spegne il generatore fino a quando il motore non ritorna in stato stazionario. A regimi elevati del motore quando l'elica utilizza tutta la potenza del motore, o quando si manovra a basse velocità, anche il generatore viene spento.

La potenza erogata dal generatore viene calcolata e regolata 100 volte al secondo per fornire una risposta praticamente istantanea all'ambiente in costante evoluzione a bordo di un'imbarcazione operativa.

L'alimentazione da un generatore CA è espressa in kVA e l'alimentazione da un generatore CC è normalmente espressa in kW. Integrel è un generatore DC e quindi la sua potenza è espressa in kW. Le cifre che forniamo sono la potenza elettrica effettiva misurata all'uscita del controller, che è la quantità di potenza utilizzabile dal sistema. Per confrontare il potere quotato in kVA con l'uscita di Integrel, moltiplicare il numero di kVA per il fattore di potenza del circuito CA, che è tipicamente di circa 0,8. Ad esempio, ciò significa che un generatore CA da 10kVA equivale a circa 8kW.

Un catamarano può avere un sistema montato su ciascun motore ma non necessariamente necessario. Il sistema Integrel si auto-organizza ed è perfettamente felice di funzionare con due generatori interconnessi, condividendo il carico in base alle necessità senza alcun intervento da parte dell'utente. Due sistemi forniscono ridondanza e ore di funzionamento del motore bilanciate; possono anche caricare più banchi batteria più velocemente di un singolo sistema e possono supportare elevati carichi continui.

Un singolo sistema montato su una barca bimotore funziona perfettamente ma richiederà un po 'più di tempo per caricare più banchi di batterie. Se il motore viene avviato in modalità solo generatore quando un solo motore è dotato di un generatore Integrel, accumula più ore rispetto al secondo motore.

La differenza più ovvia è che il sistema Integrel non richiede un motore separato. Ciò significa che i costi di installazione sono inferiori rispetto a quelli di un generatore autonomo senza la necessità di montaggi passanti dello scafo e nessun sistema separato di alimentazione, scarico o raffreddamento. Anche i costi di manutenzione della vita sono sostanzialmente inferiori poiché Integrel necessita solo di un cambio di cinghia periodico; non più secondi controlli del motore e programmi di manutenzione.

Altre differenze chiave sono che il sistema Integrel migliora l'efficienza del carburante del motore di propulsione, riducendo il consumo complessivo di carburante della nave. È completamente automatico, gestendo la generazione di energia elettrica, lo stoccaggio, la conversione e la distribuzione in un unico pacchetto.

Integrel consente inoltre di ridurre le dimensioni dei tuoi banchi di batteria da 12 e 24 volt con la sua potente batteria per la ricarica della batteria e riduce le dimensioni e il peso del cablaggio per consumatori affamati di energia come eliche di prua, verricelli e argani.

Un sistema Integrel sostituirà un generatore fino a circa 10kVA. Il generatore Integrel montato direttamente sul motore di propulsione occupa pochissimo spazio e pesa solo 15 kg. Le batterie di accumulo che utilizza normalmente sono inserite nello stesso spazio del generatore autonomo che sostituisce; un pacco batteria al piombo 10kWh ad esempio misura 600 x 600 x 350 mm e pesa 260 kg. Le batterie agli ioni di litio hanno all'incirca lo stesso volume a seconda del fornitore e sono meno della metà del peso.

Si vorrebbe riconfigurare le batterie per massimizzare il banco 48v, in quanto ciò ottimizzerà il tasso di accettazione della carica e ridurrà i tempi di ricarica della batteria. Avresti quindi un piccolo banco "buffer" da 12 v, mantenuto in uno stato di carica completo da un caricabatterie da batteria a batteria Triskel da 48v a 12v. Il tuo inverter / caricabatterie 12v non addebiterà il banco 48v, quindi avrai bisogno di un caricabatterie da 48 v standalone o di un inverter / caricabatterie da 48V, entrambi forniti da Triskel.

Sì, sono disponibili regolatori solari 48v di alta qualità. Utilizzare l'array solare per caricare direttamente i banchi batteria principale è un buon modo per utilizzare l'energia e può quindi essere trasferito alle banche della casa tramite il caricabatterie da batteria a batteria.

Ora che ho un banco di batteria da 48 V posso installare un motore elettrico Elco collegato al proprio albero e puntellare come motore di casa? Sarebbe usato se il mio puntello o asta sul lato principale fosse sporco o danneggiato. Metterei il principale in folle e usare l'alternatore per far funzionare il motore Elco. Funzionerebbe?

No. Integrel genera molta potenza a bassi regimi del motore. Questo ottimizza il consumo di carburante del motore, che mantiene bassi i consumi e assicura che il motore sia correttamente caricato anche a bassi regimi. Il tuo motore principale diventa un generatore autonomo, caricato in modo ottimale, a basso consumo di carburante.

Senza Integrel (o un generatore autonomo), la maggior parte degli incrociatori deve far funzionare il motore principale all'ancora per caricare le batterie da un alternatore convenzionale; questo non carica il motore in modo ottimale, è un modo costoso di produrre energia e non è buono per il motore a causa del carico leggero.

No. La miscelazione dei tipi di batteria comporta una carica errata e un potenziale danno alla batteria. Idealmente tutte le batterie dovrebbero essere installate allo stesso tempo, essere dello stesso produttore ed essere esattamente dello stesso tipo. Quindi caricheranno e scaricheranno in modo coerente, equilibreranno correttamente e raggiungeranno la vita più lunga possibile.

Il sistema di controllo Integrel supporta sia acido al piombo avanzato che alcune marche di batterie agli ioni di litio. Ti consiglieremo sul tipo di batteria per aiutarti a specificare il tuo sistema.

Il fattore chiave nella scelta delle batterie è che devono essere capaci di alte velocità di carica al fine di ridurre al minimo la quantità di tempo necessario per la ricarica e sfruttare al massimo l'elevata potenza disponibile. Il generatore di Integrel è un software limitato a 170A e 9kW che ci consente di caricare un tipico banco da 48 v alla frequenza di 1C, che è l'ora dell'amplificatore normalmente quotata dal produttore della batteria.

Fondamentalmente, ci sono due parametri fondamentali, mentre quello più difficile in ogni applicazione è il fattore determinante:

1. Il carico massimo DC tra i periodi di esecuzione di Integrel. In genere, si desidera calcolare i carichi notturni peggiori, che in molte applicazioni sono carichi di aria condizionata, quindi, se si utilizzano batterie AGM piombo-acido avanzate, raddoppiare quella per la capacità della batteria e, se si utilizza lo ione-litio, moltiplicare per 1.2, per stabilire una capacità minima della batteria.
2. Il tasso di accettazione della carica delle batterie. Se le batterie non riescono a assorbire l'uscita del sistema Integrel, perdi molti vantaggi del sistema. Hai davvero bisogno di almeno 10 kWh di batterie al piombo per ottimizzare il sistema, e anche allora il tasso di accettazione della carica diminuirà quando le batterie saranno molto più cariche del 50%. Con gli ioni di litio, ci piace mantenere la velocità di carica non superiore alla velocità di 1C, che è una velocità di carica uguale alla capacità nominale delle batterie, quindi una capacità della batteria di ~ 7,5 kWh si adatta bene all'uscita da 7-8 kW del sistema Integrel.

L'inverter deve essere dimensionato per soddisfare il picco di carico CA. Questa non è la somma di tutti i possibili carichi CA ma la somma dei carichi che possono essere accesi contemporaneamente. Ad esempio, un fornello elettrico assorbirà fino a 5 kW; un bollitore elettrico da 3,5 kW; un termoventilatore da 2 kW; un asciugacapelli o un riscaldatore ad immersione 1.5kW. È improbabile che tutti questi siano accesi contemporaneamente, quindi una barca equipaggiata con tutti questi dispositivi avrebbe probabilmente bisogno di un inverter da 6 o 8kW. L'inverter attinge la potenza direttamente dal sistema 48v, mentre l'8kW è 160 A a 50v, che rientra perfettamente nelle capacità del sistema.

Usiamo DC perché ci consente di generare energia elettrica utilizzabile indipendentemente dalla velocità di rotazione del generatore. È anche molto flessibile nella sua gestione e direttamente compatibile con lo stoccaggio della batteria. La maggior parte delle barche dispone di sistemi DC a bordo e siamo in grado di ripararli con un minimo di perdite di conversione.

È stato scelto 48 volt in quanto classificato come "bassa tensione" ed è sicuro da maneggiare. Se accidentalmente tocchi un terminale live, questo non ti danneggerà. 48 volt ci consente anche di utilizzare cavi di diametro relativamente ridotto, che sono meno costosi e fisicamente più facili da installare.