Western WRM20 User manual

WRM20 - WRM20+
SOLAR MPPT CHARGE CONTROLLER
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WRM20 e WRM20+
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REV 1.5 26-09-2018
REGOLATORE DI CARICA BATTERIA
DA MODULO FOTOVOLTAICO
WRM20
WRM20+ con porta RS 485 protocollo WBus
Il WRM20 è una soluzione completa per la realizzazione di impianti fotovoltaici
ad isola, per alimentare sistemi di segnaletica stradale, sistemi di illuminazione,
piccole utenze a assa tesioe e pe la iaia di atteie all’iteo dei
camper o imbarcazioni. Questo regolatore di carica implementa un circuito di
ricerca della massima potenza di pannello (MPPT) che, indipendentemente
dalla tensione di batteria e dal suo stato di carica, fa sempre lavorare il modulo
PV nel suo punto di massima potenza massimizzando l’eegia aiata i
batteria. A differenza dei regolatori di carica di tipo PWM che richiedono
l’ipiego di oduli PV con N°36 celle per la carica di batteria a 12V, e moduli a
72 celle per la ricarica di batterie a 24V con il regolatore WRM20 questo
vincolo di progetto non è più necessario, si possono quindi installare, anche nei
sistemi fotovoltaici a batteria, i più economici moduli normalmente impiegati
per sistemi connessi a rete con numero di celle diverso da 36 o 72. Si possono
inoltre impiegare i moduli in silicio amorfo, normalmente non adatti ai
regolatori PWM.
I vari programmi di gestione carico selezionabili dall’utete edoo il WRM20
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. Un ampio display visualizza la tensione
di batteria, la corrente di carica dal modulo PV, la corrente del carico collegato
in uscita, e altre variabili.
Il modello WRM20+ è fornito con una porta di comunicazione RS485 che
implementa il protocollo WBus e permette di collegare il display WRD della
Western CO. per il datalogger e il controllo remoto. La Western CO. fornisce il
potoollo di ouiazioe su uesta pota e uidi l’utete può
implementare un proprio dispositivo datalogger o controllo remoto.
Ricarica MPPT step down
Massima potenza di modulo
fotovoltaico
310W per batteria a 12V
620W per batteria a 24V
Diodo di blocco integrato
Per batterie Pb ermetiche/GEL,
acido libero e batterie agli ioni di
Litio
Tensione di ricarica compensata
in temperatura
Auto-detect tensione di batteria
12V / 24V
18 programmi per gestione carico
LCD per interfaccia utente
Protezioni:
Protezione batteria scarica
Protezione sovra-temperatura
Protezione inversione polarità
batteria
Protezione sovraccarico su uscita
Contenitore in metallico IP20
Porta di comunicazione RS 485
con protocollo WBus proprietario
Western CO. per data-logger o
controllo con display remoto
WRD (solo per versione WRM20+)

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Disposizioni generali di sicurezza
Pericolo, scossa elettrica Pericolo, superficie calda
È obbligatorio leggere attentamente questo manuale prima di installare o utilizzare il prodotto.
Se il prodotto non è installato e utilizzato come riportato in questo manuale il prodotto non può essere
considerato sicuro, quindi potrebbe danneggiare persone animali o cose.
Installazione e manutenzione:
Il prodotto deve essere installato solo da personale qualificato.
Assicurarsi che le batterie in uso siano compatibili con il prodotto verificando sulla loro scheda tecnica il tipo di
batteria, la tensione nominale e la tensione di carica.
Assicurarsi che il locale batteria sia adeguatamente ventilato come indicato nel manuale di installazione della
batteria.
Quado si oette la atteia si possoo geeae sitille he possoo daeggiae la etia dell’opeatoe.
Quando il modulo fotovoltaico è esposto al sole genera tensione. Se il pannello ha tensione Voc>50V è
oligatoio usae guati isolati pe poteggee l’istallatoe dalla sossa elettia. È necessario proteggere il
regolatore dai contatti diretti chiudendolo in adeguato involucro.
Per la manutenzione della batteria fare riferimento al manuale di manutenzione della batteria.
Il podotto o può essee ipaato dall’utete o dal pesoale he esegue l’istallazioe; o deve essee uidi
aperto o lasciato funzionare con il pannello aperto.
Non installare il prodotto in luogo dove potrebbero verificarsi esplosioni di gas o polvere.
Proteggere dal cortocircuito i cavi con adeguati fusibili, in particolare è obbligatorio posizionare un fusibile di
adeguata corrente sul cavo di batteria quanto più possibile vicino al morsetto positivo di batteria.

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Descrizione generale
WRM20 è un regolatore di carica da moduli fotovoltaici per batterie elettrochimiche al piombo di tipo ermetico (SEAL) o
ad acido libero (FLOOD) e di batterie agli ioni di litio del tipo che hanno integrato il BMS (Battery Management System);
consigliamo di contattare la Western CO. per la scelta della batteria agli ioni di Litio da collegare al WRM20. E’
assolutamente vietato collegare al WRM20 batterie al litio che non hanno BMS integrato, infatti il BMS protegge la
batteria da condizioni di funzionamento anomalo che potrebbero portare all’iedio della atteia stessa. Collegando
al WRM20 atteie o dotate di BMS si ishia l’iedio della atteia.
In Fig.1 è riportato uno schema di principio del WRM20.
Fig.1 Schema di principio
1- Circuito di carica: 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- Diodo serie: serve ad evitare che durante la notte, quando il modulo fotovoltaico non è illuminato questo possa
assorbire corrente dalla batteria.
3- Circuito per il controllo del carico: aede/spege il aio seodo il pogaa ipostato dall’utete e povvede
al distacco del carico in caso di batteria scarica o sovraccarico o cortocircuito sul carico.
4- Microprocessore: otolla l’iteo iuito, isua le oeti e tesioi del odulo della atteia e del aio e le
visualizza sul display.
Scelta del modulo fotovoltaico
Il regolatore di carica WRM20, grazie al circuito di ricarica con MPPT, permette di impiegare una ampia gamma di
moduli fotovoltaici garantendo lo sfruttamento ottimale di tutta la potenza. Il modulo PV va scelto a seconda della
tesioe oiale della atteia e ispettado i violi dell’igesso paello del WRM20: massima tensione 100V e
massima potenza di pannello 310W con batteria a 12V e 620W con batteria 24V.
Tensione nominale batteria
Caratteristiche moduli PV
Tensione nominale batteria 12V
IPAN
VPAN
VOC
Vmp
Vmp: tensione alla massima potenza a T=25°C > 15,0V
VOC: tensione circuito aperto a T=-10°C <100V
PMAX: massima potenza a 25°C < 310W
Consigliamo moduli al silicio mono o poly-cristallino con numero
di celle da minimo 36 a massimo 144 celle.
Tensione nominale batteria 24V
Vmp: tensione alla massima potenza a T=25°C > 30,0V
VOC: tensione circuito aperto a T=-10°C <100V
PMAX: massima potenza a 25°C < 620W
Consigliamo moduli al silicio mono o poly-cristallino con numero
di celle da minimo 72 a massimo 144 celle.

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Schema di collegamento
Fig.2 Schema di collegamento
1) Installare il WRM20 in un luogo asciutto ed adeguatamente arieggiato, fissato su di una superficie non infiammabile e
posizioato i odo da lasiae uo spazio pivo di ostaoli di aleo C ell’itoo del dispositivo he e peette
il raffreddamento pe ovezioe atuale dell’aia.
 Collegae ell’odie: aio, soda pe isua tepeatua atteia i dotazioe, odulo PV e pe ultio la
batteria come nello schema Fig.2. Alla connessione della batteria il regolatore si accende e inizia a funzionare. Impiegare
sezioni di filo appropriati come indicato in Fig.2.
3) Il WRM20 riconosce automaticamente la tensione nominale di batteria e adegua di conseguenza le sue soglie di
fuzioaeto. L’utete deve peò ofiguae il tipo di atteia i uso pe adeguae la oetta tesioe di iaia
(Vch). Si deve impostare la configurazione SEAL se si usano batteria ermetiche VRLM o di tipo GEL, mentre si deve
scegliere la configurazione FLOOD se si usano batterie ad acido libero, e una delle configurazioni Li per batterie al litio
(Tab.2).
4) Impostare il programma di gestione del carico adeguato alla propria applicazione (Tab.2).
Collaudo dell’ipiato
Appena realizzati i collegamenti come in Fig.2è necessario procedere al collaudo del sistema.
1) Con il modulo PV esposto al sole, verificare che il WRM20 ricarica la batteria andando a leggere la corrente di ricarica
IPAN e IBAT (vedi Tab.1).
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 (Tab.1).
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. Verificare con il carico acceso la corrente da questo assorbita leggendo
ell’apposita pagia dell’LCD Tab.1).
Sezioni coppie di filo consigliate 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
Max. distanza
coppia fili [m]
Corrente
5 A
2.6
4.2
6.3
10.4
10 A
1.3
2.1
3.1
5.2
20 A
0.6
1.0
1.5
2.6
Tensione nominale batteria 24V
Sezione filo
2.5
mm2
4
mm2
6
mm2
10
mm2
Max. distanza
coppia fili [m]
Corrente
5 A
5.2
8.4
12.5
20.9
10 A
2.6
4.2
6.3
10.4
20 A
1.3
2.1
3.1
5.2
ATTENZIONE non collegare
carichi che assorbono più di
20A come gli inverter.
*La connessione WBus è
presente solo nel modello
WRM20+

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Visualizzazioni
Stato giorno/notte
Visualizzato nelle sole schermate di configurazione
Protezione batteria scarica
Accensione carico
Indica quale programma di
ricarica è attualmente impostato
Visualizza le misure interne
Livello di tensione
nella batteria
Indicazione 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 gioo/otte ilevato dal odulo PV e l’ioa del aio, se aesa, idia he il aio
è alimentato.
Tasto
Visualizza la corrente (IPAN) del modulo PV. Ricordiamo che la corrente erogata dal modulo PV dipende
dallo stato di illuminamento 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 illuminamento del modulo si hanno
correnti di ricarica basse in quanto è il regolatore che limita tale 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 otatoe dell’eegia eogata dal paello i KWh. È possibile azzerare questa misura
premendo contemporaneamente i pulsanti per 2 secondi.
Tasto
Visualizza la corrente di ricarica in batteria (IBAT).
Tasto
Visualizza la temperatura della batteria attualmente misurata dalla sonda di temperatura collegata al
WRM20.
Tasto
Visualizza la corrente attualmente erogata al carico; anche se in questa schermata compare accesa
l’ioa dal aio o è detto he uesto 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

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È visualizzato il otatoe dell’eegia i KWh osuati dal aio. È possibile azzerare questo
contatore premendo contemporaneamente i pulsanti per 2 secondi.
Tasto
Alla pressione del tasto si ritorna alla pagina principale.
Tab.1 Pagine visualizzazioni misure
Configurazione del sistema
Si accede alle pagine di configurazione del WRM20 mantenendo premuti contemporaneamente per almeno 2 secondi i
tasti .
….
Pagina configurazione programma di ricarica
Imposta la tensione di carica per la batteria.
SEAL deve essere impostato per batteria Pb ermetiche VRLA o GEL (*).
FOOD deve essere impostato per batteria Pb a vaso aperto (*).
LEO deve essere impostato quando le batterie vengono impiegate per alimentare la serie di
inverter della Western CO. denominati Leonardo.
Li deve essere impostato per la carica di batterie al Litio. Oltre che ad attivare il programma Li si
deve anche impostare la tensione di fine carica in accordo con le indicazioni del costruttore della
batteria al litio. Il WRM20 peette di ipostae la tesioe di aia Li ell’itevallo .V –
14.7V per sistemi a 12V,
28.0V –29.4V per sistemi a 24V.
Per scegliere il corretto valore di tensione di carica per batterie Li è necessario consultare il
manuale della batteria selezionata.
Quando attivo il programma Li la tensione di fine carica non viene compensata in temperatura e
viene imposta al valore selezionato per ogni valore di temperatura letto dal WRM20.
*Le tensioni di ricarica relative a ciascuno dei programmi sono indicate nelle successive Fig.3 e
Tab.4 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 odifia l’ipostazioe da .V a .V pe
sistemi a 12V e da 21.6V a 24.4V per sistemi a 24V.
cambio pagina
Pagina Configurazione tensione di uscita da Low Battery
Imposta la tensione di uscita della protezione di Low battery. Alla pressione del tasto si
odifia l’impostazione da 12.4V a 13.8V per sistemi a 12V e da 24.8V a 27.6V per sistemi a 24V.
cambio pagina
Tensione rivelazione giorno
Il WRM20 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. E’ possiile odifiae
la soglia VDAY , mentre La soglia VNIGHT = VDAY –0.8V
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

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Tempo di Absorption
È possibile modificare il tempo TAbsorption; tempo in ore in cui la batteria può rimanere
alla tensione VCh prima di arrivare alla tensione float.
cambio pagina
Configurazione Id WBus
Configura il numero identificativo (ID) del dispositivo su rete WBus (solo per versione WRM20+)
cambio pagina
Pagina visualizzazione versione software
Visualizza la versione software in uso su WRM20.
Si ritorna nella pagina configurazione programma di ricarica
Tab.2 Pagine impostazioni
Segnalazioni e codici di errore
Una volta modificate le impostazioni del WRM20 queste diventano operative solo dopo essere usciti dalla pagine di
configurazione mantenendo premuti contemporaneamente per almeno 2 secondi i tasti .
All’iteveto delle protezioni interne del WRM20 compaiono dei codici di errore come riportato di seguito.
Segnalazioni
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 (Tab.2). Il WRM20 esce da questa
protezione quando la batteria sarà ricaricata
dal modulo PV alla tensione VOUT-LB (vedi
Tab.4 tabella caratteristiche elettriche).
Quando il simbolo della batteria è
lampeggiante indica che il regolatore
WRM20 è nella fase float e quindi la
tensione di batteria è impostata alla
tensione Vflt = Vch –0.6V @12V o Vch -
1.2V @24V
Codici errore
È stata connessa la batteria con polarità
invertite. Rivedere il collegamento elettrico
della batteria.
Interviene quando la temperatura interna
del WRM20 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
egolatoe o è visualizzata ell’LCD.
Qualora intervenga spesso questa
protezione consigliamo di alloggiare il
regolatore in un luogo più fresco.
Intervenuta protezione di sovraccarico. La
corrente del carico ha superato il limite
massimo consentito per il WRM20 (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 WRM20 tenta di alimentare nuovamente il
carico e esce da questo stato se è sta
eliminata la causa che ha generato il
sovraccarico.
Interviene questa segnalazione quando la
tensione di batteria è inferiore a 9.0V. In
queste condizioni è disabilitata la ricarica.
Tab.3 Tabella segnalazioni e codici errore

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Grafici
Recharge voltage versus temperature for 12V
13,5
14,0
14,5
15,0
15,5
16,0
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Temperature °C
Recharge voltage Volt
SEAL
FLOOD
Recharge voltage versus temperature for 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
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Temperature °C
Recharge voltage Volt
SEAL
FLOOD
Fig.3 Curva di compensazione della tensione di ricarica Vch in funzione della temperatura di batteria
Fig.4 Rendimento del WRM20 in funzione della tensione di pannello per sistema a 12V e 24V
Dimensioni
Fig.5 Dimensioni