Frage zu Solaranlage

Am 15.04.13 15.17, schrieb Emil Naepflein:


Mein Vorschlag war nicht "man kann", sondern "man sollte"...
Vor allem sollte man das Nachdenken nicht vergessen. Und mal abschätzen, welche Speicherkapazität ein Akku denn haben müsste, um die Kurzschlussleistung von Turbogeneratosätzen zu erreichen. Und was bitte der Wechselrichter kosten würde. Dann ist nämlich jegliches Gefasel vom allgemeinen technischen Fortschritt unnötig.

"grundsätzlich" "können", "wenn" - das Übliche. Von Dir kommt selten Brauchbareres als heiße Luft, allgemeine Trivialitäten, Unsinniges oder ein Verweis auf Selbiges.
V.
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On Tue, 16 Apr 2013 12:05:24 +0200, Volker Staben

Es kommt nicht darauf an was ein einzelner Akku und Wechselrichter leistet, sondern was Millionen solcher batteriegestützter Wechselrichter leisten können.

Schön dass Du wieder einmal unsachlich wirst, wenn man Deine Aussagen widerlegt hat.
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Am 17.04.13 06.25, schrieb Emil Naepflein:

Selbstverständlich kommt es darauf an, was ein einzelner Wechselrichter und Akku leistet - und ob das System wirtschaftlich ist. Denn die von Dir völlig aus der Luft gegriffenen Millionen von Akkus und Wechselrichtern sind Millionen einzelner Wechselrichter und Akkus.
Außerdem müsste es vielleicht die Millionen erst einmal geben? Das hängt von Millionen von Einzelfallentscheidungen ab, die Du als positiv gefällt annimmst. Was soll das denn sein - wenn nicht exactamente heiße Luft?

Wieso? Das ist doch eigentlich das Sachlichste, was man zu Deinen Posts sagen kann. Insofern also sachlich nicht falsch :-)

Du hast meine Aussagen nicht widerlegt, sondern mit Vermutungen und Annahmen geantwortet. Das ist lächerlich.
V.
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Volker Staben schrieb:
> Vor allem sollte man das Nachdenken nicht vergessen. Und mal

Da Kurzschlussleistung in der Regel Blindleistung ist, hat das Anbieten von Kurzschlussleistung keine Konsequenzen auf die Kapazität zur Speicherung von Wirkenergie. Selbst wenn man Wirkleistung in einen Kurzschluss einspeisen könnte, wäre das nur für einen Bruchteil einer Sekunde gefordert, bis der Schutz den Fehler als solchen erkannt hat. Das ist ein Zeitbereich von bis zu 150 ms.
Der Wechselrichter müsste allerdings eine höhere Stromtragfähigkeit aufweisen. Hier stellt sich die Frage, wieviel Kurzschlussstrom mit angepassten Schutzkonzepten benötigt wird. Aus der Historie heraus ist man an einen ca 8 fachen Kurzschlussstrom aus einer Synchronmaschine gewohnt, aber lassen sich Fehler im Netz auch mit niedrigeren Kurzschlussströmen erkennen. Was passiert im Verteilnetz, reicht die Kurzschlussleistung vom Trafo aus? Reicht es im Übertragungsnetz an kritischen Stellen ähnlich wie in Biblis die alten Generatoren als Phasenschieber weiterlaufen zu lassen? Wozu wird eine hohe Kurzschlussleistung noch benötigt?
Gruß, Gunnar
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Am 04.05.13 21.02, schrieb Gunnar Kaestle:

Im Falle eines konstant anstehenden idealen Kurzschlusses. Ein Netz im Schwarzzustand stellt jedoch vermutlich keinen konstant anstehenden idealen Kurzschluss dar. Es wird den Einspeisern wohl kaum eine andere Wahl bleiben, als im Schwarzstartfall Wirkleistung einzuspeisen.

Vermutlich. Und die Frage bleibt offen: welcher Aufwand ist dafür nötig? Und welche Kosten fallen dafür an?
Gruß, V.
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Volker Staben schrieb:

Nur damit wir nicht aneinander vorbei reden, erkläre ich noch mal, was ich unter Schwarzstartfähigkeit und Systemwiederaufbau verstehe. Vor einem Schwarzstart muss man erstmal den Schwarzfall (Blackout) üben. In der Regel versucht man das zu vermeiden, indem Kraftwerke möglichst schnell und ohne eine Über- oder Unterfrequenzabschaltung auf Hauslast im Inselbetrieb gefangen werden sollen. Eine bestehende Kraftwerksinsel ist bei thermischen Kraftwerken leichter zu halten als eine neue Insel aufzubauen, an die man andere Lasten und Erzeuger dranknüpfen kann. Wenn man eine solche Insel nicht hat, muss man eine schwarzstartfähige Anlage aus dem Dornröschenschlaf wecken.
Das Schwierige am Schwarzstart ist gar nicht mal so sehr der Betrieb bei Niedriglast (beim Wasserkraftwerk Schieber öffnen, Turbine hochfahren, mit der internen Verbrauchern zusammenschalten und bei Niedriglast stabilisieren), sondern die Zuschaltung einzelner Abgänge am Umspannwerk. Erst wenn man ein paar Lasten zugeschaltet hat und das Kraftwerke auf vernünftiger Teillast läuft, kann man das nächste Kraftwerk hochfahren und synchronisieren und dann weitere Lasten zuschalten. Die Schwierigkeit liegt in der Beherrschbarkeit der Zuschaltvorgänge, weil die relative Lastzunahe groß ist. Die Anlage muss also recht zügig die Stellorgane für die Leistung von fast zu auf mittel-auf drehen, damit die Frequenz nicht absäuft und ein Unterfrequenzschutz einen neuen Schwarzstart-Versuch einläutet.
Bei einem Batteriewechselrichter sehe ich persönlich keine größeren technischen Herausforderungen den Lastfolgebetrieb im Millisekundentakt durchzuführen, wohinggegen mechanische Antriebe etwas langsamer reagiern. Nicht umsonst ist bei der Primärregelleistung ein Zeitfenster von bis zu 30s zulässig und Speicherwasserkraftwerke mit langer Druckwasserleitung eignen sich aufgrund des Allpass-Verhaltens noch nicht mal für diese Aufgabe: Wenn man unten schnell das Ventil aufdreht, ist erstmal der Druck weg und die Leistung sackt ab, bevor sich die Wassersäule in Bewegung setzt und die Leistung an der Turbine erhöht.

Der Sunny-Island Batteriewechselrichter spezifiziert: http://www.sma.de/en/products/off-grid-inverters/sunny-island-5048.html#Technical-Data-8955
AC power (at 25 °C / at 45 °C):     5000 W / 4000 W AC power at 25 °C for 30 min / 1 min / 3 s: 6500 W / 8400 W / 12000 W Rated current / max. output current (peak): 21.7 A / 120 A for approx. 60 ms
Scheinleistung bei Nennstrom sind also rund 15 kVA. Das Kühldesign lässt 5 kW dauerhaft bei 25°C zu und für ein paar Sekunden auch das Doppelte. Ein Kurschlussstromimpuls zur Auslösung von Sicherungen kann für drei Perioden geliefert werden. Das ist also in diesem Fall alles schon drin und kostet nix extra. Wenn man nach dem selben Prinzip Wechselrichter für einen 5 MW Batteriecontainer auslegen würde, dann wäre dieser geeignet, um z.B. die Schwarzstartfähigkeit einer MS-Zelle zu garantieren (z.B. 3 x 20 MVA Trafos mit angeschlossenem 10 MW Windpark, drei Biogasanlagen und vielen vielen NS-Einspeisern auf PV-Basis).
Gruß, Gunnar
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Am 05.05.13 00.41, schrieb Gunnar Kaestle:

Schön gesehen. Nein, wir reden nicht aneinander vorbei.

http://www.sma.de/en/products/off-grid-inverters/sunny-island-5048.html#Technical-Data-8955

Dann wissen wir das. Wie sähen Vergleichsdaten einer Synchronmaschine aus?

Wenn. Dann wäre dieser einen Zelle geholfen. Und es bleibt die Frage offen: was kostet das im Gesamtsystem? Und wieder im Vergleich zu dem, was die Synchronmaschine von Haus aus mitbringt?
Gruß, V.
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Volker Staben schrieb:

Da musst Du den SM-Lieferanten deines Vertrauens befragen oder in ein Lehrbuch schauen. Bei mir habe ich griffbereit A. Schwab, Elektroenergiesysteme: Kap 6.10 Der Synchrongenerator im Kurzschluss, da steht aber keine Liste an Beispielwerten für den Stoßkurzschlussstrom drin. Vielleicht lohnt ein Blick in die VDE 0102 (DIN EN 60909) Kurzschlussströme in Drehstromnetzen.

Wie schon gesagt: über den Trafo, der auch Teil des Gesamtsystem ist, kommt normalerweise ein genügend großer Kurzschlussstrom. So wurden Verteilnetze vor der Einführung dezentraler Erzeuger schutztechnisch betrieben. Ein anderes Problem ist, dass die Kurzschlussleistung zu hoch sein kann, d.h. das Trennvermögen eines Leistungsschalters wird durch den zusätzlichen Kurzschlussstrom der stromab gelegenen Synchrongeneratoren (Biogas, Wasserkraft) ggf. überschritten. Das ist bei einer anfänglichen Dimensionierung kein Problem, aber wenn sich das Netz jedes Jahr verändert, will man trotzdem nicht regelmäßig die Schutztechnik umbauen, sondern robuste Konzepte haben.
Gruß, Gunnar
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wrote:

Ich betreibe meine Inselwechselrichter immer wieder mal aus Versehen so, dass sie einen Schwarzstart machen müssen. Da ist der Verbraucher mit z.B. 3 kW schon eingeschaltet bevor der Wechselrichter an ist. Das ist überhaupt kein Problem.
Letzthin habe ich mal einen Kompressor mit 2,8 kW an einem 4 kW Wechselrichter angeschlossen und eingeschaltet. Der Kompressormotor hat sich kurz gerührt und dann hat sich der Wechselrichter für 10 s abgeschaltet. Dies hat sich dann immer wiederholt. Die Leistung reichte nicht aus. Am 6 kW Wechselrichter lief der Motor aber problemlos an.
Die entscheidende Frage ist wie man alle Wechselrichter, die für einen Schwarzstart in einem großen Netz brauchen würde, automatisch synchronisiert. Normale Einspeisewechselrichter erwarten ja Netzspannung am Eingang bevor sie sich snchron aufschalten. Für einen Schwarzstart müssten sie auch ohne Netzspannung synchron einspeisen. Ich könnte mir vorstellen, dass man das gesamte Netz hierarchisch in Inselnetze aufteilt. Dies fängt an bei der Insel in einem Haus, geht über Teile des Ortsnetzes, das gesamte Ortsnetz, das regionale Netz usw. Jede dieser Inseln hat einen zentralen Frequenzregler, der über Signale auf dem lokalen Inselnetz, ähnlich wie Powerline alle angeschlossenen Erzeuger erst Mal von der Frequenz her synchronisiert, bevor sie sich gleichzeitig auf Befehl auf das Netz aufschalten. Dadurch wirken alle Erzeuger wie ein großes Kraftwerk. Wenn das lokale Inselnetz stabil ist, dann wird die Frequenz dieses Netzes mit dem übergeordneten Netz synchronisiert. Wenn das geschehen ist, dann können vom Frequenzregler im übergeordneten Netz alle Inselnetze aktiviert werden und sich gleichzeitig aufschalten, usw.
Erleichtert könnte das alles noch werden wenn in allen Verbraucheranschlüssen, die keinen Erzeuger beinhalten, über die Zentrale alle Verbraucher über eine ENS vom Netz genommen würden. Dann braucht man zum Schwarzstart nicht so viel Leistung und auch die Verbraucher sind vor möglichen Schäden durch den Schwarzstart geschützt.
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Emil Naepflein schrieb:

Das nennt sich Cold Load Pickup. Wenn kein Netz da ist, soll sich der Verbraucher abschalten. Das ist besonders doof, wenn z.B. bei Kühlgeräte (Klimaanlagen, Kühlschränke) nach einem Stromausfall die Taktung synchronisiert wurde: Alle Anlagen werden aufgrund des Temperaturfühlers auf EIN gestellt.
Wenn der Netzbetreiber wieder Spannung auf die Leitung gibt, schalten alle ein, was zu Störungen führen kann. Daher ist zur Vermeidung dieser Störeffekte bei Stromausfall die Gerätesteuerung gehalten, das Hauptrelais zu öffnen und nach der Spannungswiederkehr erst nach einer (randomisierten) Verzögerung zuzuschalten.
Siehe auch: http://www.pes-psrc.org/Reports/Cold_Load_Pickup_Issues_Report.pdf
Gruß, Gunnar
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Emil Naepflein schrieb:

Hallo,
der dazu nötige Aufwand wäre doch etwas heftig. Alle diese Inseln, von der kleinsten mit nur einem Haus bräuchten einen Trennschütz zum Aufschalten. Die Frequenz zur Synchronisierung auf dem eigentlich toten Netz zu verbreiten scheint mir auch etwas gewagt. Der Zeitpunkt zum Aufschalten müsste ja auch verbreitet werden.
Bye
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Gunnar Kaestle schrieb:
....

technischen Herausforderungen den Lastfolgebetrieb im Millisekundentakt durchzuführen,

des Allpass-Verhaltens noch nicht mal für diese Aufgabe: Wenn man unten schnell das

Naja, das Wasserschloss sollte dem ja entgegenwirken.

http://www.sma.de/en/products/off-grid-inverters/sunny-island-5048.html#Technical-Data-8955

geliefert werden. Das ist also in diesem Fall alles schon drin und kostet nix extra.

Batteriecontainer auslegen würde, dann wäre dieser geeignet, um z.B. die Schwarzstartfähigkeit

Ohne nachzurechnen hätte ich jetzt gesagt, dass die Überdimensionierung bei kleinen Anlagen billiger ist als bei grossen. Viele Teile sind allein schon zur besseren Handhabung in Produktion, Einbau und Betrieb mechanisch und damit indirekt elektrisch überdimensioniert. Im Gegenteil, es wäre ja teurer, jede Leitung in einem Kabelbaum (im PC etwa) auf thermischen Grenzstrom hin zu optimieren, etwa auf 5 mA :-). Auch hat man die Sache von PC, USV und so weiter bis in den kW Bereich schon gut optimiert und es stehen viele Bauteile ab Lager zur Verfügung; über 100 A für den Prozessor erschreckt ja heute niemanden mehr. Was dann darüber liegt, da braucht es entweder massives Parallelschalten, was per Daumenregel so ab ca. 6 Einheiten unrentabel wird, oder andere, d.h. grössere seltener gebrauchte und daher teurere Bauteile.
--
mfg Rolf Bombach

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Am 04.05.2013 21:02, schrieb Gunnar Kaestle:

Ist einmal das Konzept dieser Wandler erarbeitet, dürften sie sich im Baukastensystem relativ kostengünstig produziert lassen.

Ein Wechselrichter kann im Kurzschlußfall als Stromquelle arbeiten. Die dann im Abwärtsbetrieb verbraten Leistung ließe sich dann minimieren.

--
mfg hdw


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Horst-D.Winzler schrieb:

Die sogenannte dynamische Netzstützung, die innerhalb von Millisekunden reagieren soll, wird weniger gebraucht um im Fehlerfall die Netzspannung zu stützen, sondern der nach Kennlinie eingespeiste Blindstrom dient in der Regel dazu, die Schutzeinrichtungen im Netz zu auszulösen.
Beispiel: Ein Mittelspannungsstrang habe 500 A Nennstrom (20 kV x 500 A = 10 MVA). Es sind auch 10 MVA umrichterbasierte Anlagenleistung installiert. Wenn nun ein Fehler auftritt, dann könnten diese Anlagen in der Regel nur den Nennstrom liefern. Ein Schutzgerät, das auf Ströme achtet, wüsste gar nicht, dass ein Fehler auftritt, wenn es nicht den Kurzschlussstrom vom Trafo gäbe.
In Inselnetzen ist daher ein Synchrongenerator nicht schlecht, der rund das 8 fache an Nennstrom liefert, so dass die Sicherung zuverlässig fliegt. Das ist auch der Grund für die etwas andere Dimensionierung von (Insel)Batteriewechselrichtern. Ansonsten würde ein Kurzschluss ewig weiterbrennen und die Sicherung sieht nur einen Nennstrom.
Bei einem Digitalschutz lässt sich mittlerweile viel parametrisieren und wenn man Geld genug ausgeben will, kann man jede Leitung ähnlich einem FI mit Differentialschutz ausrüsten, der keine deutlichen Überströme braucht, um falsch positive und falsch negative Auslösungen zu vermeiden. Die übliche Schutztechnik in der Niederspannung ist aber nach wie vor eine (Schmelz)Sicherung.
Es geht also weniger um die Leistung, als um den Strom, der als Signal für einen Fehler gebraucht wird. Ein Wechselrichter mit Nennstrom ist kein Signalgeber für einen Problemfall.
Gruß, Gunnar
--
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Hallo,

das tun sie auch nicht. Hier stehen oft und regelmäßig 1-3 Blöcke in Standby oder laufen in Teillast, weil viel EE ins Netz eingespeist wird. Das sind dann pro abgeschaltetem Block 500MW, also nicht gerade Peanuts.
Bis denn dann
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On Tue, 16 Apr 2013 00:47:19 +0200, snipped-for-privacy@web.de (Freimut Matheus) wrote:

Das sind dann aber keine Kraftwerke die sonst als Grundlastkraftwerke laufen. Schau Dir doch einfach mal die Zahlen an der EEX an.
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Huiiii, sehr gewagte Aussage! Da stehst Du aber gerade auf einem seeehr schmalen Brett. Für welche Betriebsart würdest Du dann das KW Jänschwalde vorsehen?

Das interessiert mich jetzt in diesem Zusammenhang garnicht.
Bis denn dann
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Volker Staben schrieb:

Virtuelle Trägheit im Netz braucht natürlich zur Emulation der Schwungradspeicher reale Speicher für den Wirkleistungsabruf nach df/dt Schema. Das können z.B. Batteriespeicher sein. Die sind prinzipiell genauso schwarzstartfähig wie Wasserkraftwerke oder GT-Kraftwerke, wo man nur ein Ventil aufdrehen muss (bzw. Zündenergie und Energie für die Anlagensteuerung aufbringen muss).
Schwarzstartfähigkeit hat im übrigen nichts mit der Synthetic Inertia tun (die bei Hydro Quebec schon seit ein paar Jahren im Grid Code steht). Genausowenig haben rotierende Massen nichts mit Kurzschlussleistung zu tun. Rotierende Massen sind Wirkleistungsspeicher, Kurzschlussleistung ist aber Blindleistung, die aus den Magnetfeldern der Synchronmaschinen kommt.

Natrium-Schwefel-Batterien haben ein festes Leistungs-Energieinhalt verhältnis, ich glaube das war eine 6 h Speicherzeitkonstante. Jedenfalls hält es der (einzige kommerzielle) Hersteller so.
Gruß, Gunnar
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Emil Naepflein schrieb:

Ich wollte mich eigentlich nicht mehr hinein hängen. Aber: wo liest Du auf dieser Seite die aktuelle Kraftwerks- einspeisung heraus? Das sind Kundendaten, und die werden nicht veröffentlicht. Was glaubst Du, warum z.B. die Leistungswerte von Baltic nicht verfügbar sind? Genau, ist ein Kunde. Und einfach aus der aktuellen Wirkleistungsbelastung der Leitungen die aktuelle KW-Einspeisung heraus zu lesen grenzt an das Lesen von Glaskugeln, zumindest für Laien wie Dich. Vielleicht solltest Du mal den erklärenden Text zu diesem Chart lesen. Hast Du Dir mal wieder aus verschiedenen Quellen was zusammen gebastelt und in Dein Weltbild eingepasst? Z.B. die Leistungs- daten der EEX, obwohl da die aktuellen Redispatch-Leistungen nicht eingepreist sind, weil Kurzfristmaßnahmen, direkt verein- bart zwischen KW-Betreiber und ÜNB? Nun, wundert mich nicht.

Nein, ich hoffe, dass er das weiterhin tut, wenn er es denn tut. Ich erlebe in regelmäßigen Abständen, mit was für Flausen Absolventen zu uns kommen. Das kostet dann Zeit und Nerven in der Ausbildung, um deren Weltbild wieder zu korrigieren, damit man sie ruhigen Gewissens auf den lebenden Patienten loslassen kann.

Warum meldet sich nach Lektüre des Artikels mein Magengeschwür?
Jörg (is mir schlecht)
Achja, wie wäre es mit Tante Goo: Linnenfelser und Europäisches Institut für Klima und Energie e.V.: Lastganglinien als Erfolgskontrolle der Energiewende. Der Autor wird mit Sicherheit nicht von den pösen Energiekonzernen bezahlt.
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wrote:

Man kann die Einspeisung über die Belastung der Leitungen ermitteln. Es fällt doch auf, dass wenn der Wind stark weht gerade die Leitungen im Umfeld der Kraftwerksblöcke stark belastet sind.

Wenn bestimmte Leitungen in der Nöhe der Kraftwerksblöcke und auf den Hauptachsen zum Export nach Süddeutschland überlastet sind, dann kann man da schon seine Schlüsse daraus ziehen.
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