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离网系统的备用发电机与ATS如何工作

· 阅读约需5分钟 ·

了解发电机在离网系统里有什么用、ATS能防止什么、启动顺序如何，以及如何在计算器里确定发电机的容量。

离网系统为什么要有发电机

离网系统是按日照最少的月份设计的，但连续几天下雨仍可能把电池组耗空，尤其是在冬季或多云多雨的地区。发电机作为储备登场：不必为一年中最糟的一天把组件和电池放大很多，只在缺少阳光的少数几天使用它。这样整体投资更合理，也更不容易浪费。

只有组件和电池

安静，不用燃料

  • 没有噪音、不用燃料、维护少
  • 要撑过连续多日没有阳光，需要多得多的组件和电池

带备用发电机

弥补糟糕的日子

  • 电池组和组件可以更小
  • 几个小时就能给电池组充满
  • 需要燃料，有噪音，要维护
  • 需要转换开关

ATS做什么

ATS（自动转换开关）选择送到负载的能量来自哪里：逆变器还是发电机。关键在于两个电源绝不能同时接到同一个回路，否则会损坏设备，还可能引发事故。

手动转换开关

最简单

由人来切换开关位置。如果有互锁，便宜又安全，但需要有人在场，出门在外或夜间停电时就不方便。

自动ATS

更实用

检测可用电源并自行切换。有内部互锁，切换是安全的。

逆变器的交流输入

替代方案

许多离网逆变器带有发电机输入：逆变器自己完成切换，并用发电机给电池组充电。

启动顺序

  1. 1
    1. 电池组降到最低水平

    逆变器或管理系统检测到电池电量低，或阳光不足。

  2. 2
    2. 启动信号

    如果发电机带自动启动，逆变器上的触点会发出启动指令。在简单的系统里，则由人来启动发电机。

  3. 3
    3. 发电机稳定下来

    它预热并稳定电压和频率。之后ATS或逆变器才会接受它的电能。

  4. 4
    4. 切换

    ATS把发电机接到负载上，逆变充电一体机的交流输入用同一路电给电池组充电。只靠ATS并不能给电池充电。

  5. 5
    5. 充电结束

    电池组充满后，逆变器释放发电机，发电机停机。负载重新由组件和电池供电。

确定发电机容量

发电机必须同时满足住宅负载和电池组的充电功率，并留出安全余量。请按发电机的持续功率（而非峰值功率）选型，并确认标称值是kW还是kVA：计算器使用kW，充电功率指充电器的交流输入。充电功率越大，充满越快，但需要的发电机也越大，可以在计算器里权衡。

交互演示

确定备用发电机的容量

输入与发电机同时运行的负载，以及给电池组充电的功率。计算器会给出所需功率、常见规格和充电时间。

5 kW所需功率
5 kW常见规格
1.9 h电池组充电时间（效率90%）

这里的常见规格仅作示意。发电机会随海拔和高温降低出力，在50%至80%负载时效率最好。请查看发电机说明书。 充电功率指充电器的交流输入功率，90%的效率已计入。0 W时没有可计算的充电时间。

良好做法与注意事项

  • 通风：燃烧式发电机会释放一氧化碳。务必在室外使用，远离门窗，不要放在车库、地下室或任何封闭的空间里，也不要靠近通风口
  • 合适的负载：发电机在50%至80%负载时效率最好，负载过低反而吃亏
  • 互锁：只能通过ATS或带互锁的转换开关，把发电机接到负载回路（让发电机与逆变器并联运行，需要专门支持的设备）
  • 接地和中性线：发电机中性线和接地的连接，要遵循厂家说明和当地标准，不要自行处理
  • 维护和燃料：定期试运行发电机，并把燃料存放在安全的地方，放置时间过长的燃料可能变质，需要定期更换

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件，并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行，无需付费。

ATS在配电箱前面选择逆变器或发电机，让两个电源永远不会同时接入。发电机也接到逆变充电一体机的交流输入，为电池组充电。

动手试试： 把负载换成你自己的，按25%的余量重新计算发电机所需功率。它落在哪个常见规格？

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