Konstantstromquelle PV-> Akku laden

Irgendwo habe ich im Zusammenhang mit Akkuladen per PV direkt per Gleichspannung ohne erst mal zu Verwechelselrichtern und dann wieder
zurück das Wort Konstantstromquelle aufgeschnappt.
Kann mir einer der Herren "Rookie-friendly" erklären, wie man mittels einer "Konstantstromquelle" 1000V Gleichspannung in einen 12/24 oder auch 48V Akku presst?
Ich verstehe den ganzen Ansatz irgendwie nicht.
Und ja, URI ist mir ein Begriff und was eine Gleichrichter oder eine Diode macht auch gerade noch.
Danach wird es dünner... viel dünner ;-(
Vielleicht kann es trotzdem jemand versuchen mich schlau zu machen.
Würde mich echt freuen.
Danke schon mal im voraus
Schorsch
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Am 23.01.2013 09:57, schrieb Georg Wieser:

"Konstantstromquelle" bezieht sich erstmal nur auf das Laden des Akkus, denn die allermeisten Akkus werden mit Konstantstrom geladen. Gegen Ende des Ladevorgangs stimmt das zwar nur bedingt, aber mit einer richtig angesteuerten Konstantstromquelle kann man alle Akkutypen vernünftig laden.
Würde man aber eine lineare Konstantstromquelle nehmen, um die 1000V in einen 48V-Akku zu pressen, hätte man 95% Verluste. Eine lineare Konstantstromquelle ist vereinfacht ein einstellbarer Widerstand, den eine Elektronik immer genau so einstellt, dass der Strom konstant bleibt.
Deshalb macht man das anders, und dann wirds auch komplizierter. Es gibt verschiedene Ansätze, allen gemeinsam ist, dass die 1000V-Gleichspannung mit hoher Frequenz (20-200kHz) zerhackt wird und mit Drosseln oder Trafos auf ein niedrigeres Spannungsniveau abgesenkt wird. Der Wirkungsgrad liegt dann meist über 90%.
Die einfachste Variante ist: Man schaltet die 1000V mit einem Transistor ständig an und aus. Der Transistor ist dabei 5% der Zeit ein und 95% der Zeit aus. Am Ausgang entsteht dadurch eine Spannung, die ständig zwischen 0 und 1000V wechselt. Schickt man das ganze dann durch einen Tiefpassfilter aus einer Spule und einem Kondensator, kommt hinten der Mittelwert der zerhackten Spannung raus, in diesem Beispiel also ca. 50V. Wenn man das ganze dann geeignet ansteuert und regelt, verhält sich die Schaltung wie eine Konstantstromquelle.
Ich hoffe, das war "Rookie-friendly"
Michael
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Am 23.01.2013 10:38, schrieb Michael S:

fast... nur wo steckt die PV jetzt die restliche 95% der Zeit, in der die von Dir beschriebene Schaltung ja keinen Strom abnimmt den Strom hin?
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Also schrieb Georg Wieser:

Nirgends. Da fließt dann keiner. Über das Tastverhältnis (also die Dauer der "Ein"-Phasen) wird dann ausgeregelt, wieviel Leistung gebraucht wird. Wird auf der 50V-Seite ein hoher Strom gezogen, geht die Spannung über ein paar PErioden hinweg stärker in die Knie, und der Regler verlängert die Ein-Phasen.
Ansgar
--
*** Musik! ***

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Am 23.01.2013 16:59, schrieb Ansgar Strickerschmidt:

und wie kommt man dann auf 90% Wirkungsgrad wenn man 90% der Zeit gar keinen Strom "abnimmt"?

Also so ganz versteh ich das jetzt immer noch nicht. Angenommen die PV bringt 1000W Leistung und bei Normalbetrieb liegen 1000V Spannung an. Jetzt klau ich mir eine 5% "Lücke" und richte die Mittels Kondensator etc.. auf 50Volt glatt. Dann hab ich doch auch nur noch eine Dauerleistung von 50 Watt? 1000 Watt x 5% der Zeit geglättet auf 100% der Zeit = 50Watt x 100% der Zeit?
Wo denk ich falsch?

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Am 23.01.2013 17:13, schrieb Georg Wieser:

Das ist falsch. Der Strom wird in der Spule "gespeichert".

So falsch denkst du nicht. Die Erklärung war nicht so dolle.
Man würde für einen kleinen Akku von 12V oder auch 48V möglichst kein 1000V PV-System verwenden. Wenn man mal von einem Spielzeugakku ausgeht, würde man einfach soviele PV-Module nehmen, dass man die zum Laden des Akkus benötigte Spannung erreicht. Dazu einen Überladeschutz und fertig.
Wenn es um einen großen PV-Speicher geht, also so einen, von dem die Ökos träumen, ist es sicherlich etwas komplizierter, aber da spielt dann Geld sowieso keine Rolle.
Gruß
Stefan
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Am 23.01.2013 17:36, schrieb Stefan:

Ich bin zwar vieles nur kein "Öko" (Obwohl, wenns nicht mehr kostet oder gar günstiger ist und auch noch Öko, warum dann nicht?)
Aber ich denke schon dran mit 10A oder mehr zu laden. Mit etwas Glück komme ich demnächst an einen Kleiderschrank voll LKW-Batteriegroße 2V Bleiblöcke.
Wenn ich die bekommen sollte, dann fängt es an. Dann nerv ich Euch hier kaputt ;-)
Die sollten auch 20A Ladestrom locker wegstecken...
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Am Wed, 23 Jan 2013 19:00:05 +0100 schrieb Georg Wieser:

Das wird auf einen ähnlichen Wechselrichter hinauslaufen wie der der üblicherweise den PV-Strom in das Netz einspeist.
Am Eingang haben die einen sogenannten MPP Tracker
http://www.photovoltaik.org/wissen/mpp-tracking
um im besten Arbeitspunkt die höchste Leistung aus dem Modul zu holen, dann gibt es einen Zwischenkreis mit Speicher (Kondensator) und ob man aus dem dann eine konstante Spannung, eine Spannung die dem 50 Hz-Netz folgt, oder einen konstanten Strom (mit Überladeschutz usw.) ist eine Frage des Wandlers der dahinter ist.
Schaltregler sind hier wegen des Wirkungsgrades die beste Lösung, aber die lassen sich auch als Konstantstromquelle auslegen.
Man könnte auch gleich noch weitergehen und aus dem Saldo von Ertrag und eigenem Verbrauch den Ladestrom der in den Akku geht darüber aktiv steuern.
Wie du schon schriebst kostet das schlüsselfertig aber noch einige kEuro, ob ein Eigenbau wirklich günstiger wäre und entsprechend betriebssicher ist wäre noch zu sehen.
Lutz
--
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Georg Wieser schrieb:

Hallo,
Du denkst schon richtig, der Akku muß ja nicht die vollen 1000 W der PV aufnehmen können. Allerdings kann so ein Wandler auch aus 1000 V und 1 A 50 V und etwa 18 A machen, wenn der Akku soviel Ladestrom verträgt.
Bye
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Georg Wieser schrieb:

Hallo,
wenn die PV einige 100 bis einige 1000 W liefert und der Akku nur einige 10 W Leistung aufnehmen kann geht das nicht anders.
Bye
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Am 23.01.2013 16:30, schrieb Georg Wieser:

In den Eingangskondensator. Während den 5% der Zeit wird dann die komplette Energie entnommen, die im kompletten Zyklus aus der Solarzelle gekommen ist. Deshalb kommen in diesem Beispiel 19A im Akku an, obwohl nur 1A aus der Solarzelle kommt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtswandler
Meine Erklärung bezog sich auf die einfachste denkbare Topologie. In der Praxis macht man das dann doch etwas anders, weil ein Abwärtswandler mit diesem hohen Übersetzungsverhältnis nicht das dollste ist. Das Grundprinzip ist aber immer ähnlich.
Wenn ich nur 48V brauche, würde ich nie 1000V-Zellen nehmen.
--
Michael

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Am 23.01.2013 21:04, schrieb Michael S:

ich brauche 230V Wechselspannung und aus den PV-generatoren/Zellen kommen halt wenn man einen vernünftigen Strin zusammenschaltet 700-1000V Gleichspannung...
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Was bezeichnset Du als vernünftig?
Man kann wählt die die Spannung des Strings in der Regel so, dass man on optimales Verhältnis von Wirkungsgrad und Kosten hat. Die 700-1000 V sind übrigens nicht die tatsächliche Nutzspannung im MPP, sondern die maximale Leerlaufspannung bei einer bestimmten Temperatur. Die Spannung im MPP ist der entscheidende Wert. Um die Wandlung hoch effizient mit bis 99 % zu machen, wählt man bei Einspeisung ins Niderspannugnsnetz diese Spannung so, dass sie unter den normalen Einstrahlungsbedingungen immer leicht über der Nutzspannung liegt. So braucht nur einen Abwärtswandler. Wandler sind um so effizienter je geringer die Differenz zwischen Eingangs-und Ausgangsspannung ist.
Welche Spannung man für den Batteriespeicher verwendet ist auch davon abhängig welche maximale Leistung man entnehmen möchte. Denn je niedriger die Spannung, desto dicker müssen Leitungen zum Wechselrichter sein um die Leistung zu transportieren. Man kann sich hier auch an dem Angebot an Wechselrichtern orientieren. Bei 12 V sind Wechselrichter bis etwa 3000 W Dauerleistung die Grenze, bei 24 V sind etwa 6000 W. Man kann aber höhere Leistungen auch durch Parallelschaltung von Wechselrichtern erreichen, muss allerdings dann auch die Kapazität der Batterien durch Parallelschaltung erhöhen.
Letztlich muss in einem solchen System alles aufeinander abgestimmt sein, damit hinterher möglichst wenig Verlust entstehen. Wählt man ein 24 V Bleibatteriesystem, dann beträgt die typische maximale Ladespannung etwa 28,8 V. Aus dem Laderegler müssen hinten also unter allen Einstrahlungsbedingungen immer mindestens 28,8 V heraus kommen. Damit die Verluste immer ausgeglichen werden muss man dann auf die 28,8 V ein paar V aufschlagen, also sagen wir mal 32 V. Den optimalen Wert kann man im Datenblatt des Wechselrichters in der Wirkungsgradkennlinie finden. Damit die eingestrahlte Leistung maximal in entnommene Leistung umgesetzt werden kann, muss das Solarmodul jederzeit mit MPP-Spannung betrieben werden. Die MPP-Spannung hängt von den Einstrahlungsbedingungen und von der Zelltemperatur ab. Den Zusammenhang kann man aus dem Datenblatt des Solarmoduls entnehmen. Wichtig ist dann, dass auch auch bei 80° Zelltemperatur die Mpp-Spannung möglichst noch über der oben angegebenen Spannung von 32 V liegt. Typischerweise sind dann Solarmodule mit einer angegebenen MPP-Spannung im Bereich von 35 - 45 V optimal. Beider Wahl des MPP-Ladereglers ist auch darauf zu achten. Dass er die Leerlaufspannung des Moduls bei der niedrigsten Temperatur die im Einsatzgebiet vorkommt noch aushält. Manche halten nur bis 50 V aus, das kann aber bei -20° C und bestimmten Modulen dann schon überschritten werden.
Es macht also in der Regel für solche Kleinanlagen überhaupt keinen Sinn Strings mit so hoher Spannung aufzubauen. Zudem gibt es dafür überhaupt keine Laderegler.
Ich habe auf meinem Wohnmobil knapp 2 kWp installiert. Die gewählten Module haben absichtlich eine höhere normale MPP-Spannung von knapp 48 V, weil einmal die Module kaum hinterlüftet sind und deshalb die MPP-Spannung bei starker Sonneneinstrahlung noch deutlicher sinkt. Zum Anderen soll auch noch eine Teilverschattung über die Bypass-Dioden ausgeglichen werden können, da man mit einem Wohnmobil nicht immer in der prallen Sonne steht. Ich kann über einen Umschalter auch jeweils zwei Solarmodule hintereinander schalten um die MPP-Spannung bei starker Verschattung noch über den 32 V zu halten. Aber hier sieht man dann auch die Auswirkung auf den Wirkungsgrad des Ladereglers, wenn man eine deutlich höhere MPP-Spannung verwendet. Da sinkt die Ladeleistung bei gleicher Einstrahlung gleich mal um 10-15 %. Es ist also wirklich wichtig dass der MPP des Strings möglichst nahe an der Nutzspannnung liegt.
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Am 25.01.2013 07:18, schrieb Emil Naepflein:

Warum sind dann bei annähernd allen Wechselrichtern Strings um die 800V Standard und nicht 240? Jedes Modul hat so um die 40V gemessener Leerlauf. oder besser 16 Stück am String haben 79x. Das ist die Standardverstringung.

Deshalb denke ich auch keine "Extra" Strings zur LAdung aufzubauen, sondern die z.B. 3-4KWp ganz "normal" ins Hausnetz einzuspeisen. Solange das "Ladegerät" den Strom im Haus für die Akkuladung verwendet und die Sonne scheint passt doch alles.
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Am 25.01.2013 09:22, schrieb Georg Wieser:

Der MPP liegt weit unter 800V. 800V ist die Leerlaufspannung. Der MPP liegt dann vermutlich zwischen 400 und 600V. Um 230V AC zu erzeugen, muss das Modul mehr als die Spitzenspannung des Sinus liefern können, also 250V*sqrt(2)53V. Schließlich möchtest Du auch bei über 240V noch einspeisen können. Nun benötigt man aus technischen Gründen noch etwas Abstand zur Zellenspannung (50..200V), um vernünftig regeln zu können.

Dann ist es aber auch am sinnvollsten und billigsten, die Akkus aus dem 230V Hausnetz zu laden und den Lader in Abhängigkeit der eingespeisten Leistung an / auszuschalten.
Bleilader kann man in der Regel bedenkenlos parallelschalten. Du könntest also 5 kleine Lader kaufen und die bei zunehmender Sonneneinstrahlung nach und nach einschalten. Damit würdest Du den Ladestrom der Solarertrag anpassen.
Damit der Wirkungsgrad nicht ganz vor die Hunde geht, solltest Du unbedingt getaktete Lader nehmen und nicht die ganz billigen KFZ-Lader.
Michael
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Am 25.01.2013 11:10, schrieb Michael S:

Ich hoffe, daß der "Lader" der USV halbwegs vernünftig lädt...
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X-No-Archive: Yes
begin quoting, Georg Wieser schrieb:

Warum sollte er? Normalerweise lädt der gar nicht (Ladeerhaltungsstrom), also ist es ökonomisch sinnlos, den auf hohe Effizienz auszulegen. Und also wird er die auch nicht aufweisen.
Gruß aus Bremen Ralf
--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
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Am 25.01.2013 17:37, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

na ja, an der Argumentation ist grunsätzlich was dran...
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Am Wed, 23 Jan 2013 09:57:26 +0100 schrieb Georg Wieser:

Mit einer Konstantstromquelle wirst Du nicht zum Ziel kommen.
Es gibt sog. Solarladeregler, dabei muß aber die Solaranlage mit der Spannung halbwegs zum Akku passen. Also 1000 V auf 12/24/48 V wird nicht funktionieren.
Die Nennspannung der Solaranlage sollte also gleich der Nennspannung des Akkus sein, Nennstrom nicht größer als der maximale Ladestrom.
Der Laderegler schließt dann bei Erreichen der Ladeschlußspannung die Solaranlage kurz und verhindert damit ein Überladen des Akkus. Gruß Lennart
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Am 23.01.2013 10:43, schrieb Lennart Blume:

Doof... ne gefällt mir nicht.
- die Dimensionierung sollte/könnte Maximalakkulast plus ca 1000W "Grundlastabdeckung" im Haus betragen...
Aber ich weiß schon als -wie sagt man- Halbinsel? hat mans nicht so leicht.
Meine Optimal-Vortsellung wäre...
ca 4KW welche primär den aktuellen Strombedarf des Hauses decken,sekundär die Akkus laden und wenn nichts mehr geht den Überschuß dem Versorger "schenken".
Ja ich weiß, gibts fertig für 10K.
da kann ich lange EVU Strom verbruzzeln...
2,5KW Wechelrichter von 24 auf 230 Sinus ist vorhanden. Batterien könnten demnächst welche reinschneien ;-)
Nu mit dem Laden das ist mir noch nicht so klar, wobei... Wenn die USV einfach am Netz hängt lädt die ja. Man könnte somit eine Sonnenüberwachung machen. welche die USV ladeseitig von 230V trennt.... Damit übernimmt sie ja automatisch die dran hängenden Verbraucher, wenn die Sonne nicht scheint.
Oder sehe ich das zu einfach.
Ja, wenn die Akkus leer sind habe ich keinen Strom mehr am Fernseher oder PC. Das ist mir schon klar, ließe sich aber über einen Schütz dann aus der Ferne auf Netzstrom umswitchen.
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