Aquion Energy S20-008F Operation Manual

Battery stack
Table of Contents

Advertisement

Quick Links

 
Operations Manual 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aquion Energy, Inc. 
www.aquionenergy.com 
Battery Stack Models S20‐008F, S20‐0080
 
 
 
 
 
 
AQ‐OP‐00009_B

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the S20-008F and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Summary of Contents for Aquion Energy S20-008F

  • Page 1           Operations Manual  Battery Stack Models S20‐008F, S20‐0080                                 Aquion Energy, Inc.  www.aquionenergy.com    AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 2: Table Of Contents

      Table of Contents  1. General Information .......................... 3  1.1  About This Manual .......................... 3  1.2  Contact Information  ........................... 3  2. Product Information.......................... 3  2.1  AHI™ Battery Technology  ........................ 3  2.2  S20‐0080 Battery Stack Overview ...................... 3  2.3  Physical Characteristics ........................ 3  2.4  Terminal Overview .......................... 3  3. Safety Information ............................ 4  3.1  General Safety Information  ........................ 4  3.2  Electrical Hazards .......................... 4  3.3  Electrical Safety .......................... 4  3.4  Chemical Hazards .......................... 5  3.4.1  Gas Emissions  .......................... 6  3.5  Mechanical Hazards ........................... 6  3.6  Transportation Hazards  ........................ 6  3.7  Weight Hazards .......................... 6  3.8  Environmental Considerations  ...................... 6  3.9  Recycling and Disposal ........................ 7  4. Receipt of Equipment .......................... 7  4.1  Delivery Inspection  .......................... 7  4.2  Hidden Damage  .......................... 7  4.3  Actions ...
  • Page 3   6.5  Record Keeping .......................... 13  6.6  Operational Records ........................ 14  6.7  Long‐Term Storage  ........................... 14  6.8  Discharge Load Voltage from 100% SOC  .................. 15  6.9  Energy Efficiency .......................... 16  7. Warranty .............................. 18  8. Technical Support and Troubleshooting .................... 18  9. Disclaimers .............................. 18  Appendix A: Frequently Asked Questions  .................... 19  Appendix B: Operational Settings for Off‐Grid Power Control Electronics.......... 21  B.1  Operational Settings for Off‐Grid Power Control Electronics  ............ 21  B.1.1  Definitions  .......................... 21  B.1.2  Voltage Limits vs. Temperature .................... 21  B.1.3  How to Charge Aquion Batteries .................... 21  B.1.4  Temperature Compensation  ..................... 22  B.2  Off‐Grid Device‐Specific Settings by Manufacturer ................. 22  B.2.1  Morningstar .......................... 22  B.2.2  Midnite Classic .......................... 24  B.2.3  Outback  ............................. 24  B.2.4  SMA Sunny Island  ........................ 25  B.2.5  Schneider Conext  XW+  ...................... 26  B.3  Grid‐Tied/UPS Device‐Specific Settings by Manufacturer ............... 26 ...
  • Page 4: General Information

      1. General Information  1.1  About This Manual  This manual is intended to provide technical information and safe practices regarding receiving,  installing, operating, and servicing the Aquion Energy S20‐0080 and S20‐008F Battery Stacks. For  complete safety information, refer to the Safety Data Sheet (SDS) included with your product shipment.  NOTICE: Failure to follow the instructions in this document could result in fire, electric shock,    and/or other injury or damage.  1.2  Contact Information  Aquion Energy, Inc.  32 39th Street  Pittsburgh, PA 15201  412.904.6400  www.aquionenergy.com  2. Product Information  2.1  AHI™ Battery Technology  Aquion Energy’s Aqueous Hybrid Ion (AHI™) batteries are optimized for stationary applications with  charge/discharge rates greater than 4 hours. The batteries are designed to have extremely long cycle life  at full depth of discharge with minimal degradation, the ability to stand at partial state of charge with  minimal self‐discharge or loss in function, and extensive fault tolerance.   2.2  S20‐0080 Battery Stack Overview  The S20‐0080 and S20‐008F Battery Stack (hereafter “Battery Stack”) is the base component of Aquion  Energy’s scalable energy solutions. The Battery Stack is composed of eight B20 batteries connected in  series, built to be voltage‐optimized for safety and system architecture. The S20‐008F includes an in‐line  15‐ampere (A) fuse. Battery Stacks can be scaled in series or parallel for a wide range of stationary  system requirements. For detailed specifications, please see the latest Product Specification Sheet,  available on the Aquion Energy Customer Portal at http://info.aquionenergy.com/customer‐portal.  2.3  Physical Characteristics  For product physical characteristics and measurements, please see the latest Product Specification  Sheet (visit http://info.aquionenergy.com/customer‐portal).  2.4  Terminal Overview  The terminal of each Battery Stack uses standard Amphenol Helios H4 connectors (male/positive, Part  No. H4CMC4DI, female/negative, Part No. H4CFC4DI, and available as a mated pair, Part No. H4CPC4DI)  and 12 AWG wire.      3  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 5: Safety Information

      3. Safety Information  3.1  General Safety Information   Only qualified individuals are to service battery systems.   The Battery Stack is designed to be UL recognized.   The UL recognition is in progress. Certification tests include:   o UL 1973‐23 Vibration  o UL 1973‐24 Shock  o UL 1973‐25 Crush  o UL 1973‐26 Static Force  o UL 1973‐27 Impact  o UL 1973‐35 Salt Fog  o UL 1973‐36 External Fire Exposure  3.2  Electrical Hazards   Never place foreign objects or tools in or on the unit as the metal parts of the battery terminals are  always live.  Electrical hazards exist in the voltage and current ranges that are found in battery systems and  associated electronics.    WARNING:  Connecting Battery Stacks in series can lead to dangerously high voltages.   When connecting S20‐0080 Stacks in parallel, 15 A branch fuses are recommended and should be  placed as close to the Battery Stack positive (recommended) or negative terminal as possible.   3.3  Electrical Safety   Aquion recommends fusing S20‐0080 strings with a 1,000 V, 15 A fuse at the positive (+) lead of  each string of Battery Stacks (or on each individual Battery Stack if they are all connected in  parallel).   The S20‐008F already contains an in‐line fuse, and additional fusing at each Stack is not necessary.   In the series configuration, the Battery Stacks should be grounded by using a tie rod.  The following parts and tools are required: ...
  • Page 6: Chemical Hazards

        Time Current Curve (15–30 A) for Littelfuse SPF Series Solar Fuses   3.4  Chemical Hazards   AHI battery materials are non‐toxic and contain no chemical hazards.  Electrolyte spillage is not a concern with AHI batteries. The electrolyte is sodium‐sulfate‐based  saltwater with a neutral pH. In the unlikely event that electrolyte comes in contact with eyes or skin,  thoroughly wash out with water. Electrolyte residue on the battery terminal can be wiped away with  a cloth. A collection pan under the Stack is not needed as the electrolyte will not leak during normal  operation, and any leaked electrolyte will not damage battery surfaces or equipment. Refer to the  SDS for additional information.                                                                 Image adapted from Littelfuse®, POWR‐GARD® Fuse Datasheet: SPF Series Solar Fuses. See  http://www.littelfuse.com/~/media/electrical/datasheets/fuses/solar‐ fuses/littelfuse_fuse_solar_spf_datasheet.pdf.      5  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 7: Gas Emissions

      3.4.1  Gas Emissions   The battery may emit trace amounts of gas H , O , CO , and CO during normal operation.   These gasses are not accumulated in hazardous quantities if the batteries are ventilated according to  the ventilation guidelines stipulated in this manual (see Section 5.5). The battery has passed UL  overcharge testing, which includes monitoring for toxic vapors and combustible vapor concentrations.  Overcharging the battery will result in venting of non‐hazardous gas, primarily composed of H , O ,  , and CO, through the pressure relief valve.  3.5  Mechanical Hazards   AHI Battery Stacks are compressed and designed never to be dismantled.  WARNING: Do NOT attempt to disassemble Battery Stacks. Do NOT remove the nut on the  compression fixture on top of the Stack. Battery Stacks have been compressed to optimize battery  performance. Releasing this load could result in poor battery performance, permanent damage to  Stack components, and/or injury.   The Battery Stack cases are intentionally flexible to accommodate compression of the electrode  stack and normal variations in internal pressure during operation.   A slight concave deformation in the sidewall of the Battery Stack case is not unusual, especially in new  batteries, and does not present an unsafe condition. A convex deformation, or bulge, projecting no  more than 10 mm from the sidewall of the battery is also not unusual and does not present an unsafe  condition. If a bulge projects more than 10 mm, the affected Battery Stack should be removed from  service, and Aquion Energy's technical support should be contacted.  3.6  Transportation Hazards   AHI battery products have no hazardous classifications and can be shipped as standard goods.   The AHI battery has also undergone International Safe Transit Association Testing for shock, vibration,  thermal shock, and altitude.   Battery Stacks shall not exceed fifteen (15) degrees of tilt angle during transportation and  placement.  3.7  Weight Hazards   The Battery Stack weighs 113 kg (249 lbs) and must be transported and handled with appropriate  precautions.  ...
  • Page 8: Recycling And Disposal

      3.9  Recycling and Disposal   AHI batteries are non‐toxic, non‐corrosive, and can be disposed of as ordinary trash or through  proper recycling channels.    Follow all local laws and regulations regarding disposal. Refer to Aquion Energy’s website at  http://www.aquionenergy.com/collection‐recycling‐waste‐batteries for additional information.  4. Receipt of Equipment  4.1  Delivery Inspection   Immediately upon delivery, inspect all hard goods for signs of damage or tipping during transit.   This may be evidenced by damaged pallets or packaging.  mmediately check the Tip‐N‐Tell indicator, if  one is included on the shipping container, and alert the carrier if the indicator has registered  tip. Thoroughly document all instances of product damage or tipping, and make a claim with the  carrier as soon as possible. Contact Aquion Energy for further support.  4.2  Hidden Damage   Within 10 days of receipt, a visual inspection must be performed.   If any damage is found, request an inspection by the carrier and file a hidden damage claim. Do not  delay visual inspection. Delaying this step may result in a loss of right of reimbursement for hidden  damages.  4.3  Actions   If, upon delivery, equipment appears to have been damaged or tipped, do not accept the shipment.  If you have accepted shipment and equipment in the shipment appears to have been tipped or  damaged, please contact your appropriate support representative. For technical support contact  information, please see Section 8, Technical Support and Troubleshooting.  5. Installation Procedures 5.1  Unpacking   Unpack all items carefully and note quantities received.  Battery Stacks are shipped on pallets.  All accessories needed for installation and use are packed in  boxes and secured to the pallet. Contact Aquion Energy if any items are missing or damaged.    5.2  Installation   Ensure that the installation location is level before moving and installing any S‐Line product.   The S‐Line product has been designed to be moved and installed in an upright position (less than  fifteen (15) degrees of tilt).    Use proper lifting procedures and personal protective equipment when moving the S‐Line product.   The S‐Line product is heavy. Failure to follow appropriate lifting procedures or use personal protective ...
  • Page 9: Electrical Interfaces And Connections

      The S‐Line product has been designed to be moved using the lifting eye and metal tie‐rod that runs  vertically through the center of the Stack. Each shipment of six S‐line Stacks includes one lifting eye.  The lifting eye screws onto the tie rod and can be used to move one Stack at a time.  A crane, hoist, or similar device of appropriate load‐bearing capacity can be used to lift the S‐Line  product vertically by the lifting eye threaded onto the tie‐rod. NEVER LIFT S‐LINE PRODUCTS BY THE  TERMINALS OR ANY PART OTHER THAN THE SUPPLIED LIFTING EYE THREADED ONTO THE TIE‐ROD AS  THIS WILL VOID THE WARRANTY AND MAY CAUSE DAMAGE TO THE PRODUCT AND/OR SIGNIFICANT  INJURY. No other component of the S‐Line product is designed to support the weight of the product.  Alternatively, an appropriately sized hand truck can be used to move S‐Line product(s), so long as the  product is not tilted more than fifteen (15) degrees.   Battery Stacks should be positioned on flat, level surfaces appropriately rated for the weight of the  Stacks.   Do not stack Battery Stacks on top of each other.  5.3  Electrical Interfaces and Connections   The connectors, found at the top of the Battery Stack, are as follows:  o Negative (Black): Female Helios H4 Connector (H4CFC4DI)  o Positive (Red): Male Helios H4 Connector (H4CMC4DI)  The mating connectors (not supplied by Aquion) can be ordered as a mated pair (H4CPC4DI).  The battery‐to‐battery jumpers use 12 AWG wire.  Crimping the Helios H4 connectors requires the H4 Crimp Tool, if crimping the connectors yourself,  and the H4 Universal Unlocking Tool to disconnect the connectors.  5.4  Wiring Diagrams    The 12 AWG jumpers are 180 mm cables with AEH4 connectors ordered from Aquion Energy (P/N:  410‐0000001‐001).      8  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 10: Ventilation Guidelines

      5.5  Ventilation Guidelines   Per IBC and NFPA 1 guidelines, installations in enclosed spaces require ventilation equal to either  six (6) air changes per hour or ventilation at 1 cubic foot per minute (CFM) per square foot of room  size.   6. Operation  6.1  Configuration and Operation Requirements  The following system design configurations must be followed. Contact Aquion before attempting to  install a system outside of these parameters.   Battery Stacks must be installed in a dry environment.   The S20‐0080 and S20‐008F Stacks are IP22 rated. Direct exposure to water may cause shorting.   The unit may be installed in coastal regions with atmospheric salt.   Battery Stacks must not be operated or stored under direct exposure to sunlight.   Prolonged exposure to ultraviolet light may damage the battery casing and reduce product lifetime.   Battery Stacks may be stored at 0%–100% state of charge (SOC) without significant performance  loss.   For best results over long‐term storage, Aquion recommends keeping the battery at ≤50% SOC (<48 V)  and ≤40°C.   Battery Stacks must be operated in temperatures between ‐5°C and 40°C on a 24‐hour average.   Operation above or below these limits will cause advanced degradation of the battery chemistry.   Battery Stacks must be stored in temperatures between ‐10°C and 40°C.   Storage above or below these limits may cause permanent damage to the Battery Stacks.   Battery Stacks must be kept between 30 and 59 Vdc after initial charge.   Operation or storage above or below these voltage limits will cause damage to the battery chemistry.   Battery Stacks must be charged or discharged with less than or equal to 15 A of current.   There is a 15 A fuse connected in‐line in the S20‐008F Stack.   Battery Stacks may be operated in systems up to 1,000 Vdc.   Battery Stacks may be wired together in PARALLEL configurations of up to 144 Stacks per inverter or  power control system.   When connecting together S‐Line products in parallel, it is important to design the system so that the ...
  • Page 11: Initial Charge

      energy from the system by this amount will account for the losses that will occur in the system’s  multiple connections.   If wiring Battery Stacks in series, the voltage of each Stack must be monitored to ensure that  voltage limitations are followed.  6.2  Initial Charge   The Battery Stack should arrive with an initial voltage greater than 32 Vdc.   If the initial voltage is insufficient for charging power electronics, the Battery Stack can be charged  using a battery charging device set to the operating limits of the Stacks as defined the latest Product  Specification Sheet, available on the Aquion Energy Customer Portal at  http://info.aquionenergy.com/customer‐portal.    Use only power supplies designed to charge batteries.    Most DC power supplies are not designed to charge batteries and lack sufficient reverse current  protection.    If the Stacks are to be installed in a series configuration, it is important to match their states of  charge to be within 5% of each other.   Ideally, before Stacks are connected in series they should be taken to full discharge, 40 ±1 V at open  circuit.    If Stacks or series strings of Stacks are to be wired in parallel, it is important to match the string  voltages to within 5 Vdc.   The high impedance of the AHI battery limits the short‐circuit current of the battery.   Care must still be taken, however, when “live parallel bussing” batteries with unequal open circuit  voltages. The current created in this situation may still be sufficient to cause an arc or cause a fuse to  blow.    During its initial charge cycles, it is normal for the battery to accept more energy before it reaches  its max voltage.   This is the normal conditioning process that occurs in the battery. A specific conditioning procedure  does not need to be used.  6.3  Discharge/Charge Cycles   The AHI battery chemistry allows for long cycle life at high depth of discharge.   Based on the current results of Aquion’s ongoing, real‐time test of production batteries, Aquion is  targeting a cycle life of 3,000 cycles at 100% depth of discharge to 80% retained capacity on all  commercial battery products.  ...
  • Page 12        Aquion batteries can be charged using the same type of three‐stage profile used for lead acid  batteries.   Though not strictly correct for the AHI chemistry, the lead acid terminology (bulk, absorption, float) is  included for clarity. Unlike lead acid, AHI batteries do not require a float voltage, but one is included  to maintain a full state of charge.  Aquion batteries should be charged using the following set points:  Max Current  ..........  1 2 A/Stack for Stacks in parallel, 15 A for individual Stacks  Max (Absorption) Voltage  ....  5 9 V at 5 A and 30°C average charge, or use table in Section B.1.2  (Absorption) Time at Max V  ......................  1  hour  Float Voltage  ............  5 4.4 V, or 52.8 V if holding for >4 hours (UPS/grid‐tied)      11  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 13     Recommended charge profile   Charging the battery to 100% SOC daily or periodically is not required to maintain battery life.   The AHI battery chemistry can be maintained at a partial or low state of charge indefinitely.    The Stack can be discharged within its operating limits as well, as defined in the Product  Specification Sheet, available on the Aquion Energy Customer Portal at  http://info.aquionenergy.com/customer‐portal.   The AHI battery is designed for long duration charge and discharge. The battery’s high impedance  causes its voltage response to high current levels to be higher than lead acid or lithium ion battery  solutions of equivalent capacity. The supplemental charger settings (i.e., generator‐ or grid‐tie) may  need to be adjusted so that at low battery state of charge, high inrush loads will not trigger a low  battery fault condition in the power electronics.        12  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 14: State Of Charge

           Peak Power  6.4  State of Charge    6.5  Record Keeping   Aquion Energy recommends maintaining proper system documentation records.  These include a single line diagram of the complete system and a log documenting system settings  (inverter, charge controller, charge voltages, etc.).  Record  Description  Frequency  single line system diagram  complete AC and DC system diagram  at installation or upon change  system component settings  charge voltage and current settings  at installation or upon change      13  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 15: Operational Records

      6.6  Operational Records   Aquion Energy recommends maintaining proper and regular operating records.   These include battery temperatures, maximum and minimum operating voltages, and maximum  currents. Module‐based systems that include the optional Aquion Energy Battery Monitoring System  (BMS) log this data automatically.   Measurement  Description  Frequency  average battery temperature  daily average temperature  logged every 24 hours  minimum battery voltage  daily minimum voltage  logged every 24 hours  maximum battery voltage  daily maximum voltage  logged every 24 hours  maximum battery current  daily maximum current  logged every 24 hours  6.7  Long‐Term Storage   If the Battery Stack is to be stored for an extended period of time, remove all signal and power  connections to prevent unintended self‐discharge and undetected ground faults.   Keep any grounding in place.             14  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 16: Discharge Load Voltage From 100% Soc

      6.8  Discharge Load Voltage from 100% SOC    Load Voltage vs. State of Charge  Discharge Current  2 A  4 A  6 A  8 A  9.9 A  SOC (%)  0  30.00 V  30.00 V  30.00 V  30.00 V  30.00 V  5  43.04 V  39.40 V  36.42 V  34.40 V  33.28 V  10  44.92 V  41.52 V  38.67 V  36.61 V  35.28 V  15  45.64 V  42.50 V  39.85 V  37.89 V  36.54 V  20  46.19 V  43.16 V  40.64 V  38.74 V  37.41 V ...
  • Page 17: Energy Efficiency

      6.9  Energy Efficiency   Energy efficiency is determined by running a symmetric charge‐discharge cycle, bounded by time or  voltage, and using the equation  ⁄ ∗ 100%   Thus, for a given rate and temperature:  ∗   or  ∗     Energy Efficiency vs. Charge Rate  Current  Ambient  2 A  4 A  6 A  8 A  9.9 A  Temperature  10°C  89.70%  81.04%  73.30%  66.46%  61.00%  30°C  90.50%  82.48%  75.02%  67.78%  62.35%  40°C  90.06%  81.74%  74.06% ...
  • Page 18    The energy efficiency of Aquion Energy’s AHI battery does not significantly change with state of  charge.        Energy Efficiency vs. Condition  Current  Condition  2 A  4 A  6 A  8 A  9.9 A  10°C, 20% SOC  89%  80%  73%  66%  60%  10°C, 40% SOC  90%  81%  73%  66%  61%  10°C, 60% SOC  90%  81%  74%  67%  ‐‐  10°C, 80% SOC  89%  80%  72%  ‐‐  ‐‐  30°C, 20% SOC  90%  82% ...
  • Page 19: Warranty

       A pulse test as defined below can also provide a reliable approximation of round trip efficiency  from Vmin to Vmax at each rate.  ‐5 Voltage (V) Current (A) ‐10 Test Time (h) Test Time (h)   In the energy efficiency test shown above, state of charge is set by a fixed ampere‐hour (Ah) charge  determined as a specified percentage of the battery’s nominal capacity. A symmetric charge and  discharge pulse was then run for a fixed time (20 minutes) at each rate. At higher state of charge, the  pulse time may be limited by Vmax.  7. Warranty  Please see the Terms and Conditions and/or separate warranty documentation for warranty  information.  8. Technical Support and Troubleshooting  For technical support and troubleshooting, contact your sales representative. You may also contact our  support representative:  412.904.6400 ext. 2000  support@aquion‐energy.com  9. Disclaimers  The information in this document is subject to periodic updates and changes. Upon any updates or  changes to the above‐described material, Aquion Energy will provide new drawings and/or associated  documentation that will supersede those contained in this document. Contents are subject to change  without notice.          18  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 20: Appendix A: Frequently Asked Questions

      Appendix A: Frequently Asked Questions  What connectors are needed for the S20 Battery Stack?  The following standard solar connectors are required to make connections to the S20 Battery Stack.  Aquion Energy does not supply these parts.   Quantity  Part Name  Part Number  1  Solar Connector, Male  H4CMC4DI  1  Solar Connector, Female  H4CFC4DI  OR  1  Solar Connector, Mated Pair  H4CPC4DI  The negative (black) and positive (red) leads on the top of the Battery Stack are the Amphenol H4CPC4DI  (Helios H4), 12 AWG, male (positive) and female (negative) connectors.  Mating connectors can be purchased through Amphenol distributors worldwide. Find your nearest  authorized distributor here:  http://www.sineco.com/Distributors_ep_255.html  Full details regarding electrical connections are listed in Sections 2.4 and 5.3 of this manual.  What sub‐string balancing issues, if any, must be managed when using AHI batteries?  Because other battery chemistries require battery equalization, they need a BMS or string size  limitations. The AHI chemistry does not require balancing and is considered to be self‐balancing. Though  Aquion Energy offers a BMS for certain applications, AHI batteries do not require a traditional BMS.  There are no passive or active balancing electronics in the Aquion Energy equipment. In products that  do employ a BMS, Aquion Energy’s BMS serves as a monitoring and communication device.  What  do  we  require  for  conditioning‐based  monitoring  to  ensure  that  the  individual  cells,  batteries,  Stacks, and Modules are functioning properly? ...
  • Page 21   What are the concerns involving degradation?  Overcharge will lead to early degradation problems. Loss of electrolyte from overcharge or from  exposing the batteries to temperatures outside of the range specified in the Product Specification Sheet,  available on the Aquion Energy Customer Portal at http://info.aquionenergy.com/customer‐portal, will  degrade performance.  Will  the  batteries  be  “dead”  after  they  have  been  used  more  than  the  specified  number  of  cycles  in  your Product Specification Sheet?  No. End of life is considered a loss of 20% of a battery’s original capacity. However, the batteries do not  experience “death” at that point and can be cycled further with a reduction of capacity.  Will the batteries be “dead” after freezing?  The aqueous electrolyte in the battery will freeze at temperatures below ‐10°C. Aquion Energy does not  recommend allowing AHI batteries to freeze. However, testing has shown that upon thawing, the  battery will continue to charge and discharge. After this freeze/thaw cycle, the battery may deliver less  energy than if it had not frozen.  Are there any rules, like UN38.3, for the transportation of your batteries?  No. AHI batteries can be shipped as standard goods.  How much do the batteries self‐discharge?  The self‐discharge of the Aquion AHI battery chemistry is closely related to the ambient temperature at  which the battery is being held. Aquion batteries should be held within the temperature range outlined  in the Product Specification Sheet (available on the Aquion Energy Customer Portal at  http://info.aquionenergy.com/customer‐portal). Aquion batteries exhibit the following capacity losses  due to self‐discharge over the course of one (1) month:  ...
  • Page 22: Appendix B: Operational Settings For Off-Grid Power Control Electronics

      Appendix B: Operational Settings for Off‐Grid Power Control  Electronics  B.1  Operational Settings for Off‐Grid Power Control Electronics  The 48 V Battery Stack is designed to be compatible with the majority of charge controllers and inverters  that are compatible with lead acid batteries. With the appropriate voltage, time, and temperature  compensation settings, the Aquion Energy battery can use the common lead acid charge profile of Bulk,  Absorb, Float. The Aquion Energy battery does not require a float current, as lead acid batteries do, but  there is a regulation voltage at which the battery can be held following its absorption charge cycle.  The inverter settings in this appendix are recommendations only. They are intended to keep the  batteries within their operational limits (maximum voltage, maximum current, etc.). These settings can  be changed to optimize the performance of your particular system. Please contact Aquion Energy  support for any further assistance.  B.1.1  Definitions   Bulk current – Maximum current at which the battery can be charged.    Absorption voltage – Voltage at which the battery can be maintained in the constant voltage  “absorption” stage of the charge profile. This condition allows the battery to charge at a faster rate.    Absorption time – Length of time that the battery should be held at absorption voltage.   Hold (float) voltage – Voltage at which the battery can be held following the absorption stage. The  hold stage allows the battery to maintain a full state of charge when the system is generating more  power than is required by the system loads.   B.1.2  Voltage Limits vs. Temperature  The table below shows the maximum voltage (absorption voltage) as a function of average charge  current per stack and temperature.  Ambient Temperature (°C) Current (A) >=5 62.8 62.8 61.2 59.6 56.4 54.8 64.8 64.8 63.2 61.6 58.4 56.8...
  • Page 23: B.1.4  Temperature Compensation

      Aquion recommends that the sensor be attached with high‐quality tape, in addition to any self‐adhesive  included with the sensor.  The AHI chemistry can be rapidly charged such that more than 90% of the nameplate (20‐hour) capacity  can be input into the battery in approximately 4 hours. This is accomplished by using IR‐compensated  charging, which permits the allowable Vmax to exceed the specified (non‐IR‐corrected) Vmax, and  setting the charge current to the highest allowable value (13 A for S20 Battery Stacks). Under these  conditions, the IR‐corrected Vmax becomes approximately 66 V (for an 8‐Stack configuration). When  this IR‐corrected Vmax is reached during charging, the current applied to the Stack should be reduced,  and Vmax should be lowered in concert during the current taper phase of the charge. Cycle life testing  using this charge regime indicates that this is a safe and reliable use case, and we do not expect any  unusual loss in function as a result of fast charging. However, the efficiency of this fast‐charge step will  be significantly lower than that achievable using lower power and current charge conditions.  B.1.4  Temperature Compensation  The Aquion AHI battery is capable of operating at higher ambient temperatures than lead acid batteries  can. The reference temperature for the AHI battery is 30°C, rather than the 25°C typical of lead acid  technologies. Because most off‐grid power electronics are designed to use 25°C as the reference  temperature and have varying temperature compensation functions, care must be taken when selecting  the appropriate charge settings for an AHI battery. For your convenience, the following sections list the  appropriate settings for several devices. If your device is not shown, please derive the settings from the  “Voltage Limits vs. Temperature” table above (Section B.1.2) or contact Aquion Energy applications  engineering for assistance.   B.2  Off‐Grid Device‐Specific Settings by Manufacturer  B.2.1  Morningstar  Several Morningstar charge controllers can be configured using their serial/Modbus adapter and the  MSView software. The charge controllers operate at different voltages (12, 24, or 48 V) depending on  the initial battery voltage when power is connected.      22  AQ‐OP‐00009_B...
  • Page 24   Sunsaver MPPT  Charge Settings  Absorption Voltage ........... 14.85 V*  Float Voltage .............. 13.6 V  Disable Float  ............  u nchecked  Float – Low Battery Threshold ........ 12.0 V  Float – Cancel Threshold  ............ 9 V  Time Before Float  ............ 60 min  Time Before Float – Low Battery ......... 60 min  Time Unit Float Exit  ............ 360 min  Equalize Voltage   ...........14 (default)  Disable Equalize  ............ checked  * At 5 A charge rate; otherwise, refer to Section B.3.5.  Shared Settings  Temperature Compensation  ......... ‐0.080  Battery High Voltage Disconnect  ......... 16.0 V  Battery High Voltage Reconnect ........ 15.8 V  Max. Regulation Voltage Limit  ........ 16.0 V  Max. Temp Compensation Limit  ........  8 0°C  Min. Temp Compensation Limit   ........  1 6°C  Tristar TS‐60 MPPT ...
  • Page 25: B.2.2  Midnite Classic

      Charge Mode – Equalize & HVD Settings  Enable Equalize ............  u nchecked  Enable Battery HVD  ............ checked  High Voltage Disconnect .......... 16.0 V  High Voltage Reconnect  .......... 15.8 V  B.2.2  Midnite Classic  T‐Comp  ..............................  ‐ 0.008  Equalization  ......... equalization is not needed; verify that CHARGE>EQ>AUTOEQ>AUTO = 0  Current Limit – CHARGE>LIMITS>Out Amps  ........... 15 A/Stack (12 A if in parallel)  Absorb Voltage –  CHARGE>VOLTS>Absorb Volts ................ 59.4 V*  Equalize Voltage – CHARGE>VOLTS>Equalize Volts  ................ 54.4 V  Float Voltage – CHARGE>VOLTS>Float Volts .................. 54.4 V  Absorb Time ............................ 60 min  * At 5 A charge rate; otherwise, refer to Section B.3.5.  B.2.3  Outback  Charge Controller Menu  Absorb Voltage  ............ 59.4 V*  Absorb Time .............. 1 hr  Float Voltage .............. 54.4 V  ReBulk Voltage .............. 50 V  Output Current Limit  .......... 12 A/Stack  Absorb End Amps ...
  • Page 26: B.2.4  Sma Sunny Island

      Radian Class Inverter Menu  Low Battery Cut‐Out Voltage ........... 36 V  Low Battery Cut‐In Voltage .......... 40 V  Absorb Voltage  ............ 59.4 V*  Absorb Time .............. 1 hr  Float Voltage .............. 54.4 V  Float Time ................. 4 hr  Re‐Float Voltage  ............... 52 V  Equalize Voltage  ............ 54.4 V  Equalize Time .............. 0 hr  Grid‐Tie Sell Voltage  ............ 52.8 V  * At 5 A charge rate; otherwise, refer to Section B.3.5.  FLEXnet DC Menu  Battery Ah ............ 51 Ah/stack  Charged Voltage  ............... 56 V  Charged Time .............. 1 hr  Charged Return Amps ............ 2 A  Charge Factor  .............. 99  B.2.4  SMA Sunny Island  221.02  BatCpyNom  .......... 51 Ah/Stack  221.03  BatVtgNom ............ 48 V  222.01  BatChrgCurMax  ..  1 5 A/Stack (12 A if in parallel)  222.02 ...
  • Page 27: B.2.5  Schneider Conext  Xw

      B.2.5  Schneider Conext  XW+  Batt Type .............. custom  Batt Capacity ............ 51 Ah/Stack  Max Charge Rate  ......  1 5 A/Stack (12 A if in parallel)  Charge Cycle  ..............  3  stage  Float Voltage .............. 54.4 V  Absorb Time .............. 1 min  Bulk Voltage .............. 59.4 V*  Absorption Voltage ............. 59.4 V*  Equalize ................ disable  Batt Temp Comp ............ ‐0.180  * At 5 A charge rate; otherwise, refer to Section B.3.5.  B.3  Grid‐Tied/UPS Device‐Specific Settings by Manufacturer  Different settings apply if the battery is to be used primarily in a grid‐tied, UPS‐type application. The goal  of off‐grid, solar/battery charged applications is to charge the battery as fast as possible when power is  available.  The grid‐tied or UPS use case emphasizes providing voltage settings that ensure the long‐term  life of the battery and maximum available energy when required.  To achieve this goal, the battery will  use a lower float voltage or utilize silent mode settings.   B.3.1   Midnite Classic  T‐Comp  ..............................  ‐ 0.008  Equalization   ........ equalization is not needed; verify that CHARGE>EQ>AUTOEQ>AUTO = 0  Current Limit – CHARGE>LIMITS>Out Amps  ...........  1 5 A/stack  (12 A if in parallel)  Absorb Voltage –  CHARGE> VOLTS>Absorb Volts ...
  • Page 28   FX Class Inverter Menu  Low Battery Cut‐Out Voltage .......... 9 V  Low Battery Cut‐In Voltage  .......... 11 V  Absorb Voltage  ............ 59.4 V*  Absorb Time .............. 1 hr  Float Voltage .............. 52.8 V  Float Time ................. 4 hr  Re‐Float Voltage  ............... 52 V  Equalize Voltage  ............ 54.4 V  Equalize Time .............. 0 hr  * At 5 A charge rate; otherwise, refer to Section B.3.5.  Radian Class Inverter Menu  Low Battery Cut‐Out Voltage ........... 36 V  Low Battery Cut‐In Voltage .......... 44 V  Absorb Voltage  ............ 59.4 V*  Absorb Time .............. 1 hr  Float Voltage .............. 52.8 V  Float Time ................. 4 hr  Re‐Float Voltage  ............ 52.0 V  Equalize Voltage  ............ 52.8 V  Equalize Time .............. 0 hr  Grid‐Tie Sell Voltage  ............ 52.8 V  * At 5 A charge rate; otherwise, refer to Section B.3.5.  FLEXnet DC Menu  Battery Ah ............ 51 Ah/Stack  Charged Voltage ...
  • Page 29: B.3.3   Sma Sunny Island

      B.3.3   SMA Sunny Island  221.02  BatCpyNom  .......... 51 Ah/stack  221.03  BatVtgNom ............ 48 V  222.01  BatChrgCurMax  ..  1 5 A/Stack (12 A if in parallel)  222.02  AptTmBoost .......... 60 min  222.03  AptTmFul ............ 1 hr  222.04  AptTmEqu ............ 1 hr  222.05  CycTmFul  ............ 180  222.06  CyCTmEqu  .......... 180 days  222.07  ChrgVtgBoost  .......... 2.45 V*  222.08  ChrgVtgFul .......... 2.45 V*  222.09  ChrgVtgEqu .......... 2.45 V*  222.10  ChrgVtgFlo ............ 2.20 V  222.11  BatTmpCps  .......... 10 mV/°C  223.05 ...
  • Page 30: B.3.5  Absorption Voltage Vs. Charge Current, 30°C

      B.3.5  Absorption Voltage vs. Charge Current, 30°C    Absorption Voltage  Minimum  Schneider  Charge  Outback  Current (A)  Midnite  SMA  Morningstar  0  54.4  2.26  13.60  1  55.4  2.31  13.85  2  56.4  2.35  14.10  3  57.4  2.39  14.35  4  58.4  2.43  14.60  5  59.4  2.48  14.85  6  60.4  2.52  15.10  7 ...

This manual is also suitable for:

S20-0080

Table of Contents