NPB-240 und NTS-750 von MEAN WELL
 | Use Cases

Ladegeräte und Wechselstromrichter optimal eingesetzt

Die permanente Verfügbarkeit von elektrischer Energie ist ein Grundbedürfnis unseres modernen Lebens. Die Kombination von Ladegerät, Akku und Wechselstromrichter garantiert die permanente Stromversorgung immer und überall. Sofern die richtigen Ladestrategien und entsprechend leistungsgerechte Geräte eingesetzt werden. EMTRON electronic GmbH hat für jeden Anwendungsfall die passenden Systeme im Programm.

Immer zuverlässig mit Strom versorgt

Die permanente Verfügbarkeit von elektrischer Energie wird durch die aktuelle Lage nicht mehr als Selbstverständlichkeit angesehen und dieses Thema rückt aktuell in einen besonderen Fokus. Abseits der Leitungsnetze der Energieversorger oder zur Überbrückung von Stromausfällen wurde der Bedarf bislang vor allem durch kraftstoffbetriebene Notstromaggregate gedeckt. Im Zuge des globalen Klimawandels und angesichts der aktuellen Energiekrise wird diese Art der Stromerzeugung aber zunehmend kritisch gesehen. Sowohl gewerblich wie auch privat wird elektrische Energie zunehmend mit Photovoltaik- oder Windkraftanlagen erzeugt und in stationären wie auch in mobilen Akkusystemen gespeichert. Damit einher geht zwangsläufig ein erhöhter Bedarf an leistungsstarken und zuverlässigen Ladegeräten, wie sie etwa EMTRON electronic GmbH als führender Lösungsanbieter für Stromversorgungskomponenten mit der neuen NPB-Serie von MEAN WELL anbietet.

Die beste Strategie für jeden Akku

Momentan werden im Wesentlichen zwei Arten von Akkumulatoren zum Speichern der elektrischen Energie eingesetzt. Bei großen stationären Anlagen und in schweren Fahrzeugen sind die relativ preiswerten Blei-Säure-Batterien stark vertreten. Im mobilen Bereich kommen verstärkt Lithium-Ionen-Akkumulatoren zum Einsatz. Als sogenannte Powerstation sind sie eine saubere Alternative zu benzinbetriebenen Stromgeneratoren, um etwa unterwegs Elektrowerkzeuge zu betreiben oder aufzuladen. Jede Akku-Technik hat ihre elektrochemischen Eigenheiten und verlangt nach einer speziellen Ladestrategie, um dabei nicht beschädigt zu werden.

Bei Blei-Säure-Akkumulatoren bedient man sich zum Laden eines dreistufigen Verfahrens: Um ein übermäßiges Ansteigen des Anfangsstroms zu vermeiden, wird der Strom zunächst auf ein konstantes Maß begrenzt, bis die Ladeschlussspannung erreicht ist. Anschließend wird der Blei-Säure-Akku mit einer konstanten Überspannung weiter gefüllt. Dabei nimmt der Ladestrom mit zunehmender Ladung kontinuierlich ab. Sinkt er unter zehn Prozent vom Ausgangsstrom ist der Akku voll. Eine niedrigere Erhaltungsspannung wirkt dann der Entladung des Systems entgegen.  Gemäß den Formelzeichen für Strom (I), Spannung (U) und Überspannung (oU) wird diese Strategie auch als IUoU-Ladeverfahren bezeichnet.

Bei Lithium-Ionen-Akkus muss beim Laden sehr genau auf den aktuellen Ladezustand geachtet werden. Liegt die Klemmenspannung zu nah an der Entladeschlussspannung, vertragen die Zellen nicht den vollen Ladestrom. Der Laderegler muss daher zu Beginn die Leerlaufspannung messen und steigert daran angepasst den Ladestrom allmählich bis zum vorgesehenen Maximum. Auch die vom Hersteller des Akkus angegebene Spannungsobergrenze sollte tunlichst nicht überschritten werden. Für eine lange Lebensdauer ist es förderlich die Ladeschlussspannung deutlich darunter, an der Nennspannung der Zellen zu halten.

Laderegler und Wechselrichter für jeden Einsatzweck

Intelligente Laderegler, wie die NPB-Serie von MEAN WELL erfassen selbstständig Art und Zustand des angeschlossenen Akkumulators und passen die Ladestrategie automatisch an. Im Zusammenspiel mit den Wechselstromrichtern der NTS/NTU-Reihe des gleichen Herstellers sind sie die perfekte Lösung für eine unabhängige Stromversorgung. EMTRON electronic GmbH bietet diese Kombinationen für einen breiten Leistungsbereich an. Nachfolgend werden beispielhaft einige typische Einsatzszenarien beschrieben.

Sichere Stromversorgung im Haushalt

Solange der Strom über die Leitungen des Energieversorgers fließt, verwenden alle Haushaltsgeräte den Netzstrom für den Betrieb und gleichzeitig lädt das NPB-Ladegerät (6) die Akkumulatoren auf. Bei einem kurzen Stromausfall wird der gespeicherte Gleichstrom vom NTS-Wechselrichter (3) in Wechselstrom umgewandelt werden, um den Betrieb der Haushaltsgeräte für eine gewisse Zeit aufrechtzuerhalten. Ist das Dach mit Sonnenkollektoren (1) ausgestattet, kann die überschüssige Energie tagsüber zum Laden der Batterien verwenden werden (siehe Abb. 1). Diese decken dann über den Wechselrichter den nächtlichen Strombedarf der Haushaltsgeräte.

diverse Stromversorgungen in Wohnungen und Häuser
Abb. 1. Beispiel einer gemischten Stromversorgung aus dem öffentlichen Wechselstromnetz und eigenen Sonnenkollektoren auf dem Dach.

Ausfallsicherung für Sicherheitssysteme

Für Telekommunikationsanlagen und besonders auch Überwachungssysteme ist eine Unterbrechung der Stromversorgung fatal. Um dies zu verhindern werden in solchen Anlagen akkugestützte USV-Systeme als Notstromversorgung eingesetzt. Diese besteht in der Regel aus Wechselrichter, Ladegerät und Akkumulator (siehe Abb. 2). Solange die Netzstromversorgung gewährleistet ist, versorgt beispielsweise der Wechselrichter NTU-1200 die Back-End-Sicherheitsgeräte direkt mit Strom. Gleichzeitig lädt das Ladegerät NPB-360 den Akku des Systems auf. Fällt die reguläre Netzstromversorgung aus, kann der NTU-Wechselrichter innerhalb von 10 Millisekunden Wechselstrom aus den Batterien liefern, um den Betrieb der Anlage unterbrechungsfrei zu gewährleisten.

unterbrechungsfreie Stromversorgung mit NTU Wechselrichter
Abb. 2. Bei Ausfall der regulären Stromversorgung versorgt der NTU-Wechselrichter die Anlage unterbrechungsfrei mit Energie aus den Akkumulatoren.

Unterwegs immer unter Strom

Auch unterwegs sorgt die Kombination aus NTU-Wechselrichter, NPB-Ladegerät und Akku-Pack für maximale Flexibilität. Ist das Wohnmobil auf dem Campingplatz an einer Wechselstromsteckdose geparkt werden die am NTU-Wechselrichter angeschlossenen Verbraucher direkt aus dem Netz des Campingplatzes (4) mit elektrischer Energie versorgt (siehe Abb. 3). Gleichzeitig lädt das NPB-Ladegerät (1) die Akkumulatoren auf. An Orten ohne Wechselstromanschluss und während der Fahrt wird die Stromversorgung der Geräte im Wohnmobil von der Batterie über den NTU-Wechselrichter aufrechterhalten.

Ladegeräte und Inverter beim campen
Abb. 3. Am Standplatz kommt der Strom aus der Steckdose, unterwegs aus den mitgeführten Akkumulatoren.

Dies ist nur ein kleiner Ausschnitt aus den Anwendungsmöglichkeiten am Beispiel der Produkte von MEAN WELL. Wir von EMTRON finden auch für ausgefallene Fragen der Stromversorgung eine sichere, zuverlässige und auch kostengünstige Lösung.

Bei Fragen stehen Ihnen selbstverständlich unser Kundensupport und Expertenteam zur Seite.

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