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
"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
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
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?
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
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...
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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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
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.
ich brauche 230V Wechselspannung und aus den PV-generatoren/Zellen
kommen halt wenn man einen vernünftigen Strin zusammenschaltet 700-1000V
Gleichspannung...
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.
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.
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
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
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
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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