Konstantstromquelle PV-> Akku laden

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

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

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?

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.

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

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?

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

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

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

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...

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

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

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.

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.

Am 23.01.2013 10:43, schrieb Lennart Blume: Das ist eine der einfachsten Schaltungen, aber nicht die beste, weil damit kein MPP möglich ist und die Solarzelle möglichst gut zum Akku passen muss.
Vor allem ist es nicht das, was Georg will.

Hallo,
der Name Konstantstromquelle sagt eigentlich schon alles.
Die Quelle, also Batterie oder was anderes, liefert im Normalfall eine konstante Spannung. Der Innenwiderstand dieser Quelle geht gegen Null Ohm. Somit bekommen wir am Verbraucher immer eine konstante Spannung, egal wie groß der entnommene Strom ist.
Bei der Konstantstromquelle ist das anders. Hier hat die Quelle einen sehr großen (gegen unendlich gehenden) Widerstand. Mein Verbraucher und der Innenwiderstand liegen hier in Reihe. Nach Gerorg-Simon Ohm ergibt sich nun ein Strom, eigentlich nur vom Widerstand des Verbrauchers abhängig ist. Ist der Widerstand des Verbrauchers klein, stellt sich eine dem Widerstand entsprechende Spannung ein. Der Strom bleibt dabei konstant. Alles was an Energie nicht an Verbraucher benötigt wird, wird im Innerwiderstand der Quelle im Wärme umgewandelt.
Schau mal unter nach. Hier ist die Theorie der Stromquelle behandelt.
Gruß Manfred

Am 23.01.2013 16:40, schrieb Georg Wieser:
Also Du willst die komplette Leistung der Solarzellen durch den Akku jagen? Vom Akku dann mit Wechselrichter ins Hausnetz?
Dein Problem wird sein, dass Du keinen geeigneten Laderegler kaufen kannst, der mit so hohen DC-Eingangsspannungen umgehen kann und bezahlbar ist.
Ab ca. 600V wird Leistungselektronik deutlich teurer und aufwändiger, weil man da mit anderen Techniken arbeiten muss und es keine wirklich guten MOSFETs mehr gibt.
Das wird man Standardkomponenten wohl schwierig, weil Dein Wechselrichter nur so viel einspeisen darf, damit sich der Akku nicht entlädt.
jepp
Das ist ne Möglichkeit. Idealerweise müsste man den Ladestrom der USV abhängig von der Sonneneinstrahlung machen. Aber das wird so einfach nicht gehen. Du müsstest halt einen Schwellwert definieren, ab dem Du anfängst zu laden, das ganze idealerweise noch abhängig vom Ladezustand der Akkus. Aber da wirds schon wieder schwierig.
Mit einem Standard-USV-Wechselrichter kannst Du aber gar nicht ins Netz einspeisen, da der nur für Inselbetrieb ausgelegt ist.
Folgender Ansatz könnte besser sein: Normaler Solarwechselrichter, der alles ins Netz einspeist. Mit Hilfe der Sonnenüberwachung ein Ladegerät ein/ausschalten. Nun brauchst Du noch einen Wechselrichter, der aus Deiner Akkuspannung 230V macht und vor allem netzgeführt ist.
Oder willst Du ein Inselnetz aufbauen?
Achso, also doch Inselnetz. Vielleicht solltest Du nochmal komplett beschreiben, was Du genau machen möchtest.

Georg Wieser schrieb am 23.01.13:
Die anderen haben ja schon einiges geschrieben, daher nur eine kurze Anmerkung: Bei "Konstantstromquelle" haben die "1000 V" schon kaum einen Sinn, da dort eben der Strom (in gewissen Grenzen) konstant gehalten wird, nicht die Spannung. Wenn dein Akku auf diese Weise konstant seinen Nenn-Ladestrom bekommt, ist er irgendwann voll, oder...? ;-)
MfG Gerald

Am 23.01.2013 21:20, schrieb Michael S:
Ich habe auf dem Privathaus zu wenig Platz um PV im alten EEG-Stil sinnvoll zu betreiben. Daher habe ich meine PV-Anlagen (bisher ohne Eigenverbrauchsregelung) weg von zuhause.
Nun denke ich drüber nach aufgrund der doch sehr interessanten Kosten für PV eine "Grundlastabdeckungsanlage" ;-) zuhause aufs Dach zu nageln. Leistung zwischen 1KWp falls eine Speicherung gar nicht oder nur zu den "offiziellen" Tarifen (professionelle Systeme kosten z.Zt. um die 10K und rentieren sich, wenn überhaupt für meine Erben.... und ca 3-4 KWp falls ich eine DIY Lösung für "fast umme" finde. Der tatsächliche Wirkungsgrad sollte sich dabei aber trotzdem ca. über 50% bewegen.
Daß eine -wie sagt man- netzgeführte parallele professionelle... zu teuer ist. Damit habe ich mich abgefunden.
Ich bin jetzt in etwas so weit, daß folgende Idee reift.
Vorhanden sind 2 USVs eine mit 2000 und eine mit 3000W Leistung, beide ohne funtionsfähige Batterie. Beide sollten mit je 1KW "Dauer"-Leistung über längere Zeit betrieben werden können ohne daß sie gleich abrauchen, falls Akkus dazu da sind.
Akkus könnte sein, daß demnächst mal einige reinschneien ;-)
(Was nix kost, darf auch nicht so zyklenfest oder sonstwas sein, weil wenns hin ist hats ja nichts gekostet)
Jetzt könnte man die "Stromfresser" die das Leben schön machen... Wasserbettheizung, PCs Fernseher, u.s.w. über die beiden seperaten USV anschalten 1000W an die eine 1000W an die andere. Die USV überbrücke ich mit einem Schütz, so daß im Falle einer leeren USV die Geräte wieder am Netz hängen. Der kurze Ausfall wäre mir egal.
Jetzt müsste ich nur noch dafür sorgen, daß bei genug Sonne die USVs wieder ans Netz kommen und die Akkus laden.
Das ganze geht dann Abends wieder von vorne los.
Da die netzgeführtem Wechselnrichter eh ins Hausnetz einspeisen ist denen ja egal wer den Strom verbraucht. Solange die Akkus laden, verwenden die "hauseigenen" Strom. Wenn sie voll sind nicht mehr, aber die hinter der USV hängenden Geräte trotzdem. Auch wenn die USV nur noch Ladungserhaltung betreibt...
na so ungefähr hat ich mir das in meiner Naivität vorgestellt. Eine komplett "netzgeführte" Anlage kommt, wenn die KWh komplett für 200 Euro hergeht ;-) Dann gibts 10 KWh in den Keller und das Dach bis zum letzten cm voll. Dann waren Strompreiserhöhungen für die nächsten 10 Jahre was von gestern..... Dann gibts neue Akkus und die nächsten 20 Jahre ist Ruh.

Am 23.01.2013 22:29, schrieb Gerald Gruner: Jou, danach verwende ich ihn als Heizelement ;-)

Georg Wieser schrieb:
Hallo,
ob allerdings die Akkus 20 Jahre lang mit vielen hundert Lade/Entladezyklen lang durchhalten ist doch sehr fraglich.
Bye