Western Co WMarine10 User manual

WMarine10 Manuale installazione Rev. 1.0
28-12-2011
1
REGOLATORE DI CARICA BATTERIA
DA MODULO FOTOVOLTAICO
WMarine10
Il regolatore di carica WMarine10 implementa un circuito di ricarica di
tipo buck-boost con controllo del punto di massima potenza del modulo
PV (MPPT). La principale differenza tra questo regolatore e altre
tipologie come ad esempio il regolatore WRM15 (che implementano
invece un circuito di tipo buck) è che il WMarine10 è in grado di far
lavorare il modulo PV ad una tensione sia superiore che inferiore a
quella della batteria e ciò consente ad esempio di impiegare un modulo
PV con tensione open circuit di 10V per la ricarica di batterie sia a 12V
che a 24V. La tensione del modulo PV durante il funzionamento del
circuito MPPT va da 5V a 30V sia con batterie a 12V che a 24V.
Il WMarine10 è una soluzione completa per la realizzazione di impianti
fotovoltaici ad isola, per alimentare sistemi di segnaletica stradale,
sistemi di illuminazione, per alimentare piccole utenza a bassa tensione
e per la ricarica di batterie all’interno dei camper e imbarcazioni. I vari
programmi di gestione carico selezionabili rendono il WMarine10 la
soluzione completa in molte applicazioni; ad esempio per alimentare
telecamere che debbono funzionare solo di giorno, oppure per
alimentare lampeggiatori o segnalazioni stradali che debbono funzionare
solo di notte o per alimentare sistemi di illuminazione che debbono
funzionare per un determinato numero di ore per notte. Il WMarine10
rileva lo stato giorno/notte in base alla tensione di pannello, quindi non è
necessario collegare ulteriori sensori al regolatore. Un ampio display
visualizza lo stato di funzionamento del regolatore sia attraverso icone
semplici ed intuitive sia visualizzando il valore della corrente di ricarica,
la tensione di batteria, l’energia prodotta dal modulo PV, la corrente del
carico e l’energia consumata dal carico.
• Ricarica MPPT con circuito buck-boost
• Massima potenza di pannello 120W per
batteria a 12V e 220W per batteria a 24V
• Diodo di blocco integrato
• Per batterie ermetiche, GEL ed acido
libero
• Tensione di ricarica compensata in
temperatura
• Auto-detect tensione di batteria 12V / 24V
• 18 programmi per gestione carico
• LCD 48 simboli per interfaccia utente
• Protezione batteria scarica
• Protezione sovra-temperatura
• Protezione inversione polarità batteria
• Protezione sovraccarico su uscita
• Contenitore in metallico IP20

WMARINE10 Manuale installazione Rev. 1.0
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Descrizione generale
WMarine10 è un regolatore di carica da moduli fotovoltaici per batterie elettrochimiche al piombo di tipo
ermetico (SEAL) o ad acido libero (FLOOD). In fig. 1 è riportato uno schema di principio del WMarine10.
V
PAN
1
2
3
IPAN
Icharge
MICRO -
CONTROLLER
Buck-bus
t
converter
V
BATT
ILOAD
Fig. 1 Schema di principio
1- Circuito di ricarica: adatta la VPAN e la IPAN (rispettivamente tensione e corrente del modulo fotovoltaico) in
modo da ricercare la condizione in cui la potenza erogata dal modulo PV è massima, realizzando quello
che nella letteratura tecnica è indicato con la sigla MPPT (Maximum Power Point Tracking). Inoltre gestisce
la ricarica della batteria riducendo la corrente erogata verso la batteria nelle condizioni in cui la tensione
VBATT supera la sua tensione di ricarica (Vch).
2- Circuito per il controllo del carico: accende/spegne il carico secondo il programma impostato dall’utente e
provvede al distacco del carico in caso di batteria scarica o sovraccarico o cortocircuito sul carico.
3- Microprocessore: controlla l’intero circuito, misura le correnti e tensioni del modulo della batteria e del
carico e le visualizza sul display.

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Schema di collegamento
PV
MODULE
BATTERY
LOAD
BATTERY
TEMPERATURE
Minima distanza
>
10 Cm
Sezioni coppie di filo in rame raccomandate che garantiscono
caduta di tensione massima pari a 1.5% della tensione
nominale della batteria.
Tensione nominale batteria 12V
Sezione filo
2.5 mm2 4 mm2 6 mm2 10 mm2
5 A 2.6 4.2 6.3 10.4
10 A 1.3 2.1 3.1 5.2
Corrente
15 A 0.9 1.4 2.1 3.5
Max. distanza
co
pp
ia fili
[
m
]
Tensione nominale batteria 24V
Sezione filo
2.5 mm2 4 mm2 6 mm2 10 mm2
5 A 5.2 8.4 12.5 20.9
10 A 2.6 4.2 6.3 10.4
Corrente
15 A 1.7 2.8 4.2 7.0
Max. distanza
co
pp
ia fili
[
m
]
Fig. 2 Schema di collegamento
1) Installare il WMarine10 in un luogo asciutto ed adeguatamente arieggiato, fissato su di una superficie non
infiammabile e posizionato in modo da lasciare uno spazio privo di ostacoli di almeno 10Cm nell’intorno del
dispositivo che ne permette il raffreddamento per convezione naturale dell’aria.
2) Collegare: il carico, la sonda per misura temperatura batteria (in dotazione), modulo PV e per ultimo la
batteria come nello schema fig. 2. Alla connessione della batteria il regolatore si accende e inizia a funzionare.
Impiegare sezioni di cavo appropriati come indicato nella tabella di fig. 2.
3) Il WMarine10 riconosce automaticamente la tensione nominale di batteria (12V o 24V) e adegua di
conseguenza le sue soglie di funzionamento. L’utente deve però configurare il tipo di batteria in uso per
adeguare la corretta tensione di ricarica (Vch ). Si deve impostare la configurazione SEAL se si usano batterie
ermetiche VRLA o di tipo GEL, mentre si deve scegliere la configurazione FLOOD se si usano batterie ad
acido libero (fig. 4).
4) Impostare il programma di gestione del carico adeguato alla propria applicazione (fig. 4).
Collaudo dell’impianto
Appena realizzati i collegamenti come in fig. 2 è necessario procedere al collaudo del sistema.
1) Con il modulo PV esposto al sole, verificare che il WMarine10 ricarica la batteria andando a leggere la
corrente di ricarica IPAN e IBAT (vedi fig. 3).
2) Per verificare se la sonda di temperatura della batteria è stata collegata correttamente verificare su LCD
che alla pagina temperatura di batteria sia visualizzato un valore di temperatura attendibile (fig. 3).
3) Verificare la corretta accensione del carico. Se il carico è acceso solo di notte è possibile simulare la notte
scollegando temporaneamente uno dei fili del modulo PV. Con il carico acceso, verificare la corrente da
questo assorbita leggendo nell’apposita pagina dell’LCD (fig. 3).

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Visualizzazioni Stato giorno/notte
V
isualizzato nelle sole schermate di configurazione Protezione batteria scarica
A
ccensione carico
Indica quale programma di
ricarica è attualmente impostato
V
isualizza le misure interne
Livello di tensione nella batteria
Indicazione assorbimento
corrente sul carico
Indicazione assorbimento
corrente dal modulo PV
Pagina principale.
Visualizza la tensione di batteria (VBAT), il
programma di ricarica attualmente selezionato
(SEAL oppure FLOOD), lo stato giorno/notte
rilevato dal modulo PV e l’icona del carico, se
accesa, indica che il carico è alimentato.
Tasto
Visualizza la corrente (IPAN) del modulo PV.
Ricordiamo che la corrente erogata dal modulo
PV dipende dallo stato di soleggiamento dello
stesso e dallo stato di carica della batteria. Con la
batteria carica (Vbatt>14,4V @12V o Vbatt>28,8V
@24V) anche con un buon soleggiamento del
modulo si hanno basse correnti dal modulo PV in
quanto il regolatore limita la corrente per evitare
sovraccarico della batteria.
Tasto
Tensione del modulo PV (VPAN).
Tasto
Visualizza la potenza in watt attualmente erogata
dal modulo PV.
Tasto
Visualizza il contatore dell’energia erogata dal
pannello in KWh. E’ possibile azzerare questa
misura premendo contemporaneamente i pulsanti
per 2 secondi.
Tasto
Visualizza la corrente di ricarica in batteria
(ICHARGE).
Tasto
Visualizza la temperatura della batteria
attualmente misurata dalla sonda di temperatura
collegata al WMARINE10.
Tasto
Visualizza la corrente attualmente erogata al
carico; anche se in questa schermata compare
accesa l’icona dal carico non è detto che questo
sia effettivamente alimentato, infatti il carico è
controllato secondo il programma di gestione
carico attualmente impostato .
Tasto
Visualizza la potenza attualmente erogata al
carico in watt.
Tasto
E’ visualizzato il contatore dell’energia in KWh
consumati dal carico. E’ possibile azzerare questo
contatore premendo contemporaneamente i
pulsanti per 2 secondi.
Tasto Alla pressione del tasto si ritorna alla pagina
principale.
Fig. 3 Pagine visualizzazioni misure
Configurazione del sistema
Si accede alle pagine di configurazione del
WMarine10 mantenendo premuti
contemporaneamente per almeno 2 secondi i tasti
. Pagina configurazione programma di ricarica
Imposta la tensione di ricarica per la batteria.
Si consiglia di impostare il programma SEAL
per batterie ermetiche o al gel, invece il
programma FLOOD per la ricarica di batteria
ad acido libero. Le tensioni di ricarica relative
a ciascuno dei programmi sono indicate nelle
successive fig. 6/8 e vanno scelti in accordo
con le indicazioni del costruttore della
batteria.
cambio pagina
Pagina Configurazione tensione di Low Battery
Imposta la tensione di intervento della
protezione di Low battery (distacco del carico
in caso di batteria scarica). Alla pressione del
tasto si modifica l’impostazione da 10.8V a
12.2V per sistemi a 12V e da 21.6V a 24.4V
per sistemi a 24V.
cambio pagina
Pagina Configurazione programma gestione carico
.
.
carico
sempre
acceso sia di
giorno sia di
notte.
carico
acceso solo
di giorno.
carico
acceso solo
di notte.
carico acceso
di notte per 1
ora.
carico
acceso di
notte per 16
ore.
cambio pagina
Pagina Configurazione tensione Vday
Il WMARINE10 rileva che è giorno quando la
tensione del modulo PV (VPAN) è maggiore
della soglia VDAY, invece rileva che è notte
quando la VPAN è minore della soglia VNIGHT. In
questa pagina è possibile modificare la soglia
VDAY . La soglia VNIGHT = VDAY –1.3V
cambio pagina
Pagina visualizzazione versione software
Visualizza la versione software in uso su
WMARINE10
Alla pressione del tasto si ritorna nella pagina configurazione
programma di ricarica
Fig. 4 Pagine impostazioni
Una volta modificate le impostazioni del WMarine10
queste diventano operative solo dopo essere usciti
dalla pagine di configurazione mantenendo premuti
contemporaneamente per almeno 2 secondi i tasti
.

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Codici di errore
All’intervento delle protezioni interne del WMarine10 compaiono dei codici di errore come riportato di seguito.
Tabella codice errore
Il simbolo low battery lampeggiante indica
che è intervenuta la protezione di batteria
scarica e quindi per preservare la vita della
batteria è stato disconnesso il carico.
Questa protezione interviene quando la
tensione di batteria scende sotto la soglia
VLB impostabile dall’utente (fig. 4). Il
WMarine10 esce da questa protezione
quando la batteria sarà ricaricata dal
modulo PV alla tensione VOUT-LB (vedi Fig.8
tabella caratteristiche elettriche).
Intervenuta protezione di sovraccarico. La corrente
del carico ha superato il limite massimo consentito
per il WMarine10 (Iload nella tabella caratteristiche
elettriche) e il regolatore ha distaccato il carico per
prevenire rotture interne. Nel caso intervenga
questa segnalazione è necessario verificare se la
corrente assorbita dal carico è inferiore al limite
consentito. Dopo 1 minuto il WMarine10 tenta di
alimentare nuovamente il carico e esce da questo
stato se è sta eliminata la causa che ha generato il
sovraccarico.
E’ stata connessa la batteria con polarità
invertite. Rivedere il collegamento elettrico
della batteria.
Interviene quando la temperatura interna
del WMarine10 supera gli 80°C e disattiva
la ricarica. Si esce automaticamente da
questa protezione quando la temperatura
interna scende al di sotto della soglia di
50°C. (nota la temperatura interna al
regolatore non è visualizzata nell’LCD).
Qualora intervenga spesso questa
protezione consigliamo di alloggiare il
regolatore in un luogo più fresco.
Interviene questa segnalazione quando la tensione
di batteria è inferiore a 9.0V. In queste condizioni è
disabilitata la ricarica.
Fig. 5 Tabella codici errore
Tensione fine carica in funzione della temperatura sistema a
12V
13,5
14,0
14,5
15,0
15,5
16,0
-10 -5 0510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Temperatura °C
Tensione fina carica Volt
SEAL FLOOD
Tensione fine carica in funzione della temperatura sistema a 24V
27,0
27,5
28,0
28,5
29,0
29,5
30,0
30,5
31,0
31,5
32,0
-10 -5 0510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Temperatura °C
Tensione fina carica Volt
SEAL FLOOD
Fig. 6 Curva di compensazione della tensione di ricarica Vch in funzione della temperatura di batteria

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CARATTERISTICHE ELETTRICHE
Tensione nominale batteria 12V Tensione nominale batteria 24V
Min Tip Max Min Tip Max
Tensione di batteria Vbatt 10V 16V 20V 32V
Tensione di pannello a circuito aperto Vpan 5V - 40V 5V - 40V
Massima potenza di pannello Pmax - - 120W - - 220W
Tensione uscita carico Vload - Tensione di
batteria - - Tensione di batteria -
Corrente del carico Iload - - 15A - - 15A
Tensione di ricarica a 25°C programma SEAL (default) Vch 14.4V 28.8V
Tensione di ricarica a 25°C programma FLOOD Vch 14.8V 29.6V
Compensazione della Vch funzione della temperatura di batteria
(Tbatt) Vtadj - -24mV/°C - - -48mV/°C -
Tensione di low battery (impostabile) Vlb 10.8V 11.4V
(default) 12.2V 21.6V 22.8V (default) 24.4V
Tensione uscita low battery a 25°C programma SEAL Vout_lb - 13.4V - - 27.8V -
Tensione uscita low battery a 25°C programma FLOOD Vout_lb - 13.8V - - 28.6V -
Tensione rilevazione giorno (impostabile) Vday 1.9V 4.4V
(default) 9.6V 1.9V 4.4V (default) 9.6V
Tensione rilevazione notte: Vnight = Vday –1.3V Vnight 0.6V - 8.3V 0.6V - 8.3V
Auto consumo Isleep 12.7mA
(Vbat 14,0V) 17,7mA (Vbat 28,0V)
Temperatura di esercizio Tamb -10°C 40°C -10°C 40°C
Potenza dissipata Pdiss 20 W 29 W
Sezione ai morsetti 1mm2 10mm2 1mm2 10mm2
Grado di protezione IP20 IP20
Peso - 515 g - - 515 g -
Fig. 8 Tabella caratteristiche elettriche
Dimensioni
Fig. 8 Dimensioni

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Garanzia di legge
Western Co srl garantisce la buona qualità e la buona costruzione dei Prodotti obbligandosi, durante il periodo
di garanzia di 2 (due) anni, a riparare o sostituire a sua sola discrezione, gratuitamente, quelle parti che, per
cattiva qualità del materiale o per difetto di lavorazione si dimostrassero difettose.
Il prodotto difettoso dovrà essere rispedito alla Western Co srl o a società delegata dalla Western Co srl a fare
assistenza sul prodotto, a spese del cliente, assieme ad una copia della fattura di vendita, sia per la
riparazione che la sostituzione garantita. I costi di re-installazione del materiale saranno a carico del cliente.
La Western Co srl sosterrà le spese di re spedizione del prodotto riparato o sostituito.
La garanzia non copre i Prodotti che, in base a nostra discrezione, risultino difettosi a causa di
naturale logoramento, che presentino guasti causati da imperizia o negligenza del cliente, da
imperfetta installazione, da manomissioni o interventi diversi dalle istruzioni da noi fornite .
La garanzia decade altresì in caso di danni derivanti da:
-trasporto e/o cattiva conservazione del prodotto.
-causa di forza maggiore o eventi catastrofici (gelo per temperature inferiori a -20°C, incendio, inondazioni,
fulmini, atti vandalici, ecc…).
Tutte le sopraccitate garanzie sono il solo ed esclusivo accordo che soprassiede ogni altra
proposta o accordo verbale o scritto e ogni altra comunicazione fatta tra il produttore e l’acquirente
in rispetto a quanto sopra.
Per qualsiasi controversia il Foro competente è Ascoli Piceno.
Smaltimento dei rifiuti
La Western Co in qualità di produttore del dispositivo elettrico descritto nel
presente manuale, ed in conformità al D.L 25/07/05 n 151, informa l’acquirente
che questo prodotto, una volta dismesso, deve essere consegnato ad un
centro di raccolta autorizzato oppure, in caso di acquisto di apparecchiatura
equivalente può essere riconsegnato a titolo gratuito al distributore della
apparecchiatura nuova.
Le sanzioni per chi abusivamente si libera di un rifiuto elettronico saranno
applicate dalle singole amministrazioni comunali.
WESTERN CO. srl
Via Pasubio 1
63074 San Benedetto del Tronto (AP)
tel [phone] fax [phone]
e-mail: [email protected]
web: www.western.it

WMARINE10 – Technical Manual Rev. 1.0
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PHOTOVOLTAIC CHARGE REGULATOR
WMarine10
WMarine10 has got a buck-boost charge circuit with control of the
maximum power point of the PV module (MPPT). The main difference
between this controller and other types with buck circuit (as for instance
WRM15) is that WMarine10 is able to allow the working of the PV
module at a voltage than can be either higher or lower than that of
battery; this allows, for example, to use a PV module with open circuit
voltage of 10V for the charge of batteries both at 12V and 24V.
PV module voltage during the working of MPPT circuit goes from 5V to
40V with both 12V and 24V batteries.
WMarine10 is a complete solution for the realization of off-grid PV
systems, to power supply road signs systems, lighting systems, small
low voltage systems and for the charge of batteries inside caravans and
boats.
The several programs of load management, selectable by the user,
make WMarine10 the proper solution in several applications; i.e. to
power supply video cameras that have to work only during the day, or to
power supply flashing systems/road signs that have to work only during
night or to power supply lighting systems that have to work only for a
certain number of hours during night. WMarine10 detects the day/night
status according to the PV module’s voltage; therefore it is not
necessary to connect further sensors to the regulator. A wide display
shows the working status of the regulator either through simple and
intuitive icons or displaying the values of charge current, battery voltage,
energy produced by the PV module, load current and energy consumed
by the load.
• MPPT charge with buck-boost circuit
• Max PV module power: 120W for 12V
battery and 220W for 24V battery
• Integrated blocking diode
• For sealed, GEL and flooded lead acid
batteries
• Charge voltage compensated in
temperature
• Auto-detect of battery voltage: 12V / 24V
• 18 programs for load management
• LCD with 48 symbols for user interface
• Low battery protection
• Over temperature protection
• Protection for battery polarity inversion
• Overload protection on output
• IP20 metal box

WMarine10 – Technical Manual Rev. 1.0
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General description
WMarine10 is a photovoltaic charge regulator for leaden electrochemical batteries either sealed (SEAL) or
flooded lead acid (FLOOD). In fig. 1 there is a scheme principle of WMarine10.
V
PAN
1
2
3
IPAN
Icharge
MICRO -
CONTROLLER
Buck-bus
t
converter
V
BATT
ILOAD
Fig. 1 Block diagram
4- Charge circuit: it adapts VPAN and IPAN (respectively voltage and current of the PV module) so to search the
condition in which the power that is given by the PV module is maximum, thus realizing the MPPT
(Maximum Power Point Tracking). In addition, it manages the battery charge by reducing the current sent
towards the battery when the battery VBATT exceeds its charge voltage (Vch).
5- Circuit for load control: it turns on/off the load according to the program set by the user and it provides to
load detachment in case of discharged battery, overload or short-circuit on the load.
6- Microprocessor: it controls the whole circuit, it measures currents and voltages of PV module, battery and
load and it shows them on the display.

WMARINE10 – Technical Manual Rev. 1.0
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1
0
Wiring scheme
PV
MODULE
BATTERY
LOAD
BATTERY
TEM PER ATU RE
Minimum distance
>
10Cm
Recommended pairs of copper wire that guarantee a maximum
voltage drop of 1.5% of the battery nominal voltage.
12V battery nominal voltage
Wire sectio
n
2.5mm24 mm2 6 m m2 10 mm2
Current
5 A 2.6 4.2 6.3 10.4
Max. length
wire s co uple [m ]
10 A 1.3 2.1 3.1 5.2
15 A 0.9 1.4 2.1 3.5
24V ba ttery nominal voltage
Wire section
2.5mm24 mm2 6 m m2 10 mm2
Current
5 A 5.2 8.4 12.5 20.9
Max. length
wir e s co uple [m ]
10 A 2.6 4.2 6.3 10.4
15 A 1.7 2.8 4.2 7.0
Fig. 2 Wiring scheme
1) Install WMarine10 in a dry and adequately ventilated place; it has to be fixed on a non-flammable surface
and placed so to leave an unobstructed space of at least 10cm around the device that allows the cooling by
natural air convection.
2) Connect respectively: load, sensor for battery temperature measure (supplied), PV module and, last, the
battery as in the scheme fig. 2. When you connect the battery the regulator turns on and it begins to work.
Use proper cable sections as indicated in fig. 2.
3) WMarine10 recognizes automatically the battery nominal voltage (12V or 24V) and it adapts consequently
its working thresholds. The user must configure the kind of battery in use to adequate the right charge voltage
(Vch ). You have to set SEAL configuration if you use VRLA or GEL sealed batteries, while you have to choose
FLOOD configuration if you use flooded lead acid batteries (fig. 4).
4) Set the proper load management program to your own application (fig. 4).
Testing
Once made the connections as in fig. 2 it is necessary to proceed with the testing of the system.
1) With the PV module exposed to sunrays, verify that WMarine10 is charging the battery reading the values of
charge current IPAN and IBAT (see fig. 3).
2) To verify that the battery temperature sensor has been properly connected, check on the LCD that at the
page “battery temperature” a reliable temperature value is displayed (fig. 3).
3) Verify the correct turning on of the load. If the load is ON only during night it is possible to simulate the night
by disconnecting temporarily one of the wires of the PV module. With load ON, check the absorbed current by
reading in the proper page of LCD (fig. 3).