Angenommen es gibt ein Haus, eine PV, einen Stromspeicher(Akku) und den Energieversorger. Das Haus ist immer eine Stromsenke, ein Verbraucher. Die PV ist immer eine Quelle. Akku und EV können Quelle oder Senke sein.
HAUS | PV------------X-------------EV | AKKU
X ist der Wechselrichter.
WIMRE steuert die Spannung die 'Richtung' des Stromflusses. Vom hohen Potential zum niedrigen.
Wer, was, wie geschieht das in diesem Fall? Es existiert ja kein zentraler Schalter bei X der dauernd die passenden Quellen und Senken verbindet. Geschieht das bei X allein durch Spannungsänderung?
Licht hat ein sofortiges Verfallsdatum, viel schneller als Brot oder Wurst. Quasi um den Faktor c schneller. Vergammeltes Licht erkennt man an seiner markanten Dunkelheit.
Man kann messen, ob bzw. wieviel Energie vom EV kommt bzw. ans EV abgegeben wird.
Der Wechselrichter würde aber zunächst alles, was er von der PV Anlage bekommt einspeisen. Wenn das mehr ist als das, was im Haus verbraucht wird, kann er den Akku laden.
Ist der Akku voll, geht der Überschuss zum EV.
Wenn die PV-Anlage nichts liefern, kann man solange etwas im Akku ist, daraus den Bedarf des Hauses decken. Ist der Akku leer, kommt der gesamte Bedarf des Hauses aus dem Netz.
Wie man da schaltet bzw. regelt entscheidet man aber nicht über die Spannung sondern über die Richtung des Energietransports am Einspeisepunkt des EV.
Alles nur Theorie, also das was man technisch machen könnte. Ich habe damit keine praktische Erfahrung und weiss nicht, ob das in Praxis genau so gemacht wird.
Das ist auch klar. Zumindest bei aktuellen Anlagen die so ausgelegt sind, dass der erzeugte Strom in erster Linie im Haus verbraucht wird.
Bis hierhin ist mir das klar.
Na ja ... das ist aber was mich interessieren würde. Man kann dem Strom nicht sagen fliess' links lang oder nimmt das rechte Kabel. Er fließt halt von der Quelle zur Senke (und nimmt dabei den Weg des geringsten Widerstands.)
Ah ... mir es geht ja offenbar nur um den Strom der hinter dem WR ansteht ... und da dürfte der Widerstand auf dem Weg ins Haus (kürzere Leitung) geringer sein als der zum EV ... kann das jemand mit Ahnung mal bitte durchdenken? Oder bin ich da völlig auf dem Holzweg?
Der Schalter ist die Software des Wechselrichters. Manchmal steuert sie auch unlogisch obwohl Herr Liu das nicht zugibt. Normalerweise nimmt man an: PV ins Haus falls mehr dann in Batteriespeicher falls noch mehr ins Netz. Wenn Speicher voll dann Netz Wenn kein PV dann Speicher, wenn der leer dann Netz
Meines Wissens sind die heute üblichen Regler ziemlich doof und machen genau das. Sinnvoll ist es nicht. Wenn im Winter am nächsten Tag vorhersehbar nur wenig kommt, dann sollte man den Akku lieber halb voll lassen als ihn ganz zu entleeren. Umgekehrt im Hochsommer. Wenn die PV am frühen Morgen schon liefert, brauche ich nur für die Naxcht nicht den ganzen Akku. Dann lade ich trotz Angebots besser nicht auf 100 %. Mit solchen Algorithmen könnte man die Lebensdauer verbessern und die Kosten deutlich senken.
Vielleicht irre ich mich ja und es gibt so etwas schon. Schön wäre es.
Ich würde vermuten, dass der Wechselrichter "versucht", maximale Leistung ins Netz abzugeben. Er bekommt von der PC-Anlage eine gewisse Energiemenge und er sollte so regeln, dass diese möglichst vollständig ins Netz des Hauses eingespeist wird.
Ob das ein einfacher MPPT Regler kann, weiss ich nicht. Er müsste dazu zum einen eine Leistungsanpassung an die PV Anlage machen und eine Leistungsanpassung an das Netz.
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Ob man nun den Akku dazu schaltet hängt dann davon ab, ob die PV-Anlage mehr oder weniger produziert als die Verbraucher im Haus benötigen bzw. ob Leistung ins EV-Netz abgegeben oder aus dem EV-Netz bezogen wird.
Die von Axel beschriebene Optimierung auf zu erwartende Szenarien käme dann noch mal oben drauf.
Ja, du bist da auf dem Holzweg.
Die PV-Anlage + Wechselrichter ist sowas wie ein negativer Verbraucher.
Mit der Richtung des Stroms ist es etwas komplizierter weil wir es mit Wechselstrom bzw. Drehstrom zu tun haben. Ob Energie bezogen oder abgeführt wird hängt, vereinfacht ausgedrückt, von der Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom ab. Das zu messen ist aber kein großes Problem.
Wenn du nur eine einphasige Balkonanlage hast, die über einen Schukostecker angeschlossen wird, kann es durchaus sein, dass du auf zwei Phasen Strom aus dem EV-Netz entnimmst und über die dritte Phase mehr zurückspeist wie du über die beiden anderen beziehst. Der Stromzähler registriert dann nur die Summe.
Genauso ist es, wenn dein Wechselrichter in drei Phasen einspeist du aber nur Verbraucher an einer Phase angeschlossen hast.
Am einfachsten verwendest du einen 230-Volt-Wechelspannungs-Akku. Wenn du dir vom Schrottplatz 20 12-Volt-Batterien holst und die hinter einander schaltest, dann passen die gut zu den max. 240 V Netzspannung.
Diesen Akku kannst du permanent mit der Verbindung zum Wechselrichter dran lassen, ebenso permanet zum EV. Obendrein gewinnst du Lebenserfahrung mit der Wasserstoffproduktion im Eigenheim.
Ansonsten klemmt der Wechselrichter passend das an, was er kann und was er braucht.
Im Einzellfall kommt das vor allem auf deinen Wechselrichter an, was er tut und was er kann. Denn ein simpler Wechselrichter kann nur PV in Netzeinspeisung vornehmen. Regelparameter ist vor allem, dass er sich auf die exakte Netzfrequenz synchronisiert, eine hinreichend saubere Sinuswelle erzeugt und die spannungsbegrenzt ins Netz und dein Haus einspeisen kann.
Notlauf-Wechselrichter werden sich darum kümmern, dass sie das Haus alleine bespaßen können, wenn vom EV nichts mehr kommt. Die wären aber hierzulande eher untypisch. Notstromaggregate mit Batterie- oder Dieselgenerator-Speisung sind da üblicher.
Wenn dein Wechselrichter auch Akku-Pufferung beherrscht, dann nimmt er den Gleichstrom der Photovoltaik-Anlage und deren Eingangsspannung und überträgt die in die für die Akku-Ladung nötige Ladespannung, mit Überwachung der korrekten Ladung (Strombegrenzung, ggf. Temperaturüberwachung, Impuls-Lade-Verfahren, Spannungs- und Lade-End-Abschaltung, dito das ganze in umgekehrter Richtung: Entladestrombegrenzung, Tiefentladeabschaltung, in beliebig komplexer Ausführung und Modularität je nach Akkugröße).
Wenn der Akku voll wird, dann kann der Wechselrichter umschalten vom Gleichstrom-Lade-Vorgang des Akkus auf Wechselstrom-Rückeinspeisung ins Netz.
Wie viel Strom im Haus gerade gebraucht wird, das wird er wohl weniger prüfen. Denn dafür müsste er den gesamten Hausstrom-Verbrauch unter Kontrolle haben. Hier muss er nur die Richtung erkennen, ob der Zähler zum EV vorwärts zählt (Versorgung von extern), ob der Zähler mit PV und vollem Akku rückwärts zählt (PV-Einspeisung ins Netz) oder ob er bei externer Versorgung die Akku-Ladung ins Hausnetz reinmischen soll.
Das ganze sollte in Zukunft dann auch noch dynamisch und intelligent erfolgen, wenn der Strompreis sich sekundengenau ändern kann und dein Wechselrichter selbst entscheidet, ob gerade das externe Stromangebot günstiger ist als die eigene Akku-Rest-Ladung. Das kann also beliebig komplex werden.
Weitaus einfacher ist die Steuerung, wenn du z.B. nur ein kleines Hausnetz am Akku dran hast - also beispielsweise das E-Auto direkt nachts aus dem Akku betankst und erst dann vom Akku auf externes Netz umschaltest, wenn der Akku leer wird.
Die Netze sind also keinesfalls permanent mit einander verbunden. Was genau passiert, das hängt vom Können und Wollen ab. Beachte aber, dass jede Wandlung der drei verschiedenen "Stromsorten" mit Wirkungsgradverlusten behaftet ist.
Am 16.11.23 um 14:41 schrieb Bernd: > Wohin fließt der Strom?
Jaa, wohin nur, wohin nur, wohin? Auf die Idee, mal selber nach Schaltbildern zu recherchieren, bist Du nicht gekommen? Also betreiben wir mal wieder Trollfütterung?
Ziemlich.
Zunächst einmal solltest Du Deine Grafik verfeinern. So simpel ist es nicht - allein deswegen nicht, weil PV und Akku mit Gleichspannung arbeiten, Verbraucher und Netz mit Wechselspannung. Du brauchst mindestens einen Wechselrichter für die Einspeisung der PV ins Hausnetz und einen Laderegler für den Akku, wobei der Akku alternativ an die Gleichspannungsseite (DC) oder die Wechselspannungsseite (AC) angebunden werden kann.
Beispiel mit Akku an AC:
Last ! DC AC ! PV----------------MPPT+WR----------------+------Zähler---------Netz ! ! DC AC ! Akku-------------Laderegler--------------+
Weiterhin ist die Vorstellung, dass "Strom von der Quelle zur Senke fließt und dabei den Weg des geringsten Widerstands geht", zu einfach.
Ein Wechselrichter (WR) einer klassischen kleinen PV-Anlage ist ein netzspeisender Wechselrichter. D.h., er hat die Charakteristik einer Stromquelle am Hausnetz. Das bedeutet, dass der Wechselrichter seine Spannung geregelt gerade so weit hochfährt, dass ein bestimmter Sollwert des Stroms erreicht wird (das ist wegen Wirk- und Blindleistung etwas verkürzt dargestellt, trifft aber das Prinzip). Der Sollwert des Stroms wird so berechnet, dass mit der aktuellen Spannung des Hausnetzes die (Wirk-)Leistung gerade gleich der Leistung ist, die die PV liefern kann
- die wird vom MPP-Tracker (MPPT) berechnet.
Da der WR innerhalb des Hausnetzes - also hausseitig des Zählers - einspeist, wird der Leistungsbedarf der Last (und dem als Last fungierenden Laderegler, falls der Akku geladen wird), vorrangig aus der PV bedient und nur der Bedarf, den die PV nicht liefern kann, wird aus dem Netz gedeckt. Den Wirkleistungsbedarf von Last und ggf. Akkuladung, der von der PV gedeckt wird, "sieht" der Zähler ja nicht. Kann die PV mehr liefern als es der gesamten Last entspricht, wird der Überschuss automatisch ins Netz eingespeist, denn der WR "drückt" alles, was die PV liefert, gnadenlos ins Hausnetz.
Wenn die PV nichts oder nicht genug liefern kann, kann der Bedarf ganz oder teilweise aus dem Akku gedeckt werden. Der Laderegler verhält sich dann ebenfalls als netzspeisender Wechselrichter mit Stromquellencharakteristik. Den Wirkleistungsbedarf der Last, der vom Akku gedeckt wird, "sieht" der Zähler nicht. Ist der Leistungsbedarf der Last größer als die Leistung, die der Akku liefern kann, wird der Rest automatisch aus dem Netz bezogen. Sinnvollerweise wird die Leistung, die der Laderegler ins Hausnetz einspeist, auf den Bedarf der Last begrenzt, denn aus dem Akku will man wohl kaum ins Netz einspeisen, wenn man den Autonomiegrad maximieren will. Technisch möglich wäre das aber - ob man das möchte, hängt von der Wirtschaftlichkeit ab. Technisch möglich wäre weiterhin auch eine netzdienliche Einspeisung, indem man die eingespeiste Wirkleistung von der Netzfrequenz abhängig vorgibt oder Blindleistung einspeist.
Der Zähler muss natürlich ein Zweirichtungszähler sein, der positive und negative Wirkleistung getrennt saldiert.
Koordiniert wird das Ganze aus übergeordneter Sicht, abhängig von Tageszeit, solarer Einstrahlung, SOC des Akkus etc.: wieviel kann die PV liefern? Wann soll der Akku geladen werden und wie schnell? Wann soll der Akku entladen werden und welche Jeistung soll er liefern? Soll der Akku besser ganz geladen werden, weil drei Tage Regenwetter drohen und drei Nächte überbrückt werden müssen, oder reicht es bei progostiziertem Sonnenschein, den Akku nur zu 60% zu laden und dafür auch noch die Waschmaschine aus der PV zu bedienen? Usw.
Ja, das ist mir ja inzwischen aufgefallen. Es reicht für das was ich wissen will das ganze ab dem WR (und ohne Akku -der in der betrachten Realumgebung mit Gleichstrom gespeist wird) zu betrachten:
also noch einfacher: Last |
---WR----------------+------Zähler---------Netz
... obwohl, wenn ich es so betrachte scheint es klar zu sein.
Solange die Spannung gleich hoch ist, gibt es keinen Grund warum Strom aus dem Netz ins Haus fließen sollte. Kommt vom WR nicht ausreichend Leistung bricht dort die Spannung (leicht) ein und es fließt Strom aus dem Netz ins Haus. (Ist das so?)
Ja, ich befürchtete das ... deswegen meine Frage.
(...)
Also, der WR passt die Ausgangsspannung dem Hausnetz an und feuert dann allen Strom ins Hausnetz. (Klar wohin sonst? In den Akku, aber den lassen wir nun mal beiseite.)
(...)
(...)
(...)
Hier ist der Punkt. Dieses Drücken, das muss ja irgendwie ... passieren. Wie, warum ... Das ist es um was es mir geht.
(...)
Naja ... <8-O (aber vielen Dank für deine ausführlichen Erläuterungen. Die ich hoffentlich nicht allzu entstellend zitiert habe.) Ich wusste das hier der eine oder andere mitliest der Ahnung hat :-)
240 Volt VOR oder NACH der Gleichrichtung zum Laden, Hmm?
...
Also hier fehlte mir Persönlich deine Eindeutigere Warnung vor Satire denn das was du da "im Ernst"? Vorschlugst klingt Brandgefährlich und die "Lebenserfahrung durch Wasserstoffproduktion" finde ich nicht ausreichend für die Möglichkeit einer Knallgas-reaktion die das Gesamte Gebäude samt Inhalt/Personen zum Explodieren bringen könnte. Daher:
@Bernd: TU ES NICHT. Obiger Vorschlag kann NICHT erst gemeint/genommen werden! Don't try this at Home!
Übrigens sind die Anforderungen an hellseherische Fähigkeiten begrenzt. Ich weiß nicht, ob es noch stimmt (nicht einmal ob es je stimmte), aber es wurde kolpotiert, einfach das heutige Wetter als Prognose für morgen vorherzusagen, schlüge im Mittel fast alle Wettervorhersagen der Meterologen.
Das könnte funktionieren. Es gibt ja kein großes Problem, wenn die Vorhersage mal falsch ist. Kostet nur ein paar kWh die man an das EVU verschenkt oder auch nicht.
Einfach so, wie ich schrieb: "geregelt". Eine Regelung sorgt dafür, dass genau der Strom eingespeist wird, der der vorgegebenen Leistung entspricht.
Wenn Du etwas genauer wissen willst, wie das funktioniert, dann recherchiere im weltweiten Datengrab mal nach der Dissertation von Karel de Brabandere, die ist open access:
K. De Brabandere. Voltage and Frequency Droop Control in Low Voltage Grids by Distributed Generators with Inverter Front-End. PhD Thesis, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgium, 2006
Dort ist auf Seite 31 in Figure 3.12 ein Regelschema für einen netzspeisenden Wechselrichter gezeigt.
Das Batteriesymbol oben rechts symbolisiert wahlweise die PV oder den Akku. Oben links sieht man die Vorgbe des Wirkleistungssollwerts P_ref, der durch die Spannung U_d dividiert wird. Ergebnis der Division ist ein Strom, der als Führungsgröße auf einen PI-Regler geschaltet wird. Entsprechend wird mit Q_ref ein Sollwert für die Blindleistung vorgegeben, in Blindstrom umgerechnet und als Führungsgröße von einem zweiten PI-Regler verarbeitet.
Die Stellgrößen der PI-Regler steuern eine Pulsweitenmodulation PWM einer Halbleiterbrücke an, die gemessenen Strangströme i_a,b,c fungieren als Regelgröße - sind also (wenn die Regelung korrekt arbeitet) gleich dem Strom, der mit den gemessenen Strangsspannungen u_a,b,c den Leistungssollwerten entspricht.
Das Regelschema ist insofern vereinfacht, weil das Dreiphasennetz in einer einphasigen Ersatzschaltung dargestellt ist und die jeweils eine Vorgabe von Wirk- und Blindleistung symmetrisch in alle drei Phasen gespeist wird.
Die drei diagonal durchgestrichenen Blöcke, beschriftet mit d,q und a,b,c sind Blöcke, die die Clarke-Park-Transformation bzw. deren Inverse beinhalten. Diese Transformationen rechnen die je drei Strangspannungen und -Ströme eines Dreiphasensystems, die man als drei rotierende Zeiger in einem ortsfesten Koordinatensystem betrachten kann, in sog. Festzeiger oder Phasoren in einem mit Netzfrequenz rotierenden Bezugssystem um und umgekehrt. U_d und U_q sind Real- und Imaginärteil einer komplexen Amplitude der Spannung in einer komplexen Ebene mit kartesischem Koordinatensystem, diese beiden Zeiger kann an sich aber auch genausogut in Polarkoordinaten als Betrag und Phase vorstellen - also Amplitude und Phasenverschiebung der jeweiligen Größe im rotierenden Bezugssystem.
Die Synchronität des rotierenden Bezugssystems mit dem Netz, das ja eine leicht schwankende Frequenz aufweist, stellt die PLL her.
Vorteil der Regelung mit Phasoren ist, dass die Phasoren im stationären Sinusfall konstante Größen sind. Im Betrieb ändern sich diese Phasoren nur relativ langsam, sind also quasikonstante Größen. Die Regelung erfolgt dann auf der Basis dieser quasikonstanten Größen. Dadurch werden die großen Schleppfehler einer Regelung vermieden, die unvermeidlich wären, wenn die Regelungen den sinusförmigen Signalverläufen mit 50Hz folgen müssten. Die Phasoren der Stellgrößen müssen vor der PWM natürlich wieder vom rotierenden ins ortsfeste Bezugssystem umgerechnet werden.
Ich denke die (Vorwärts?)regler früherer (80'er) Nachtspeicher-öfen haben mit so einer Daumenpeil-methode "erraten" wie viel Wärme am nächsten Tag wohl gebraucht werden wird.
Die Methode; und die Kolportation oben; haben hier auf der Insel aber recht oft daneben gelegen. $Hier ist Flachland, das Wetter kann sich im Minutentakt ändern und das tut es teilweise auch.
Ein paar Berge als Regenbremse/Windschutz am Strand wären mal nett. Aber dann würde der Tourismus einbrechen, außer es strandet mal wieder ein Holzfrachter.
Ja, ich hab das mal erlebt als ich spät abends in ein Hotelzimmer gekommen bin wo so ein Nachtspeicherofen stand der wohl gemeint hatte, dass er nicht aufladen muss. In dem Fall wäre eine zusätzliche reine Elektroheizung sinnvoll gewesen, gab es aber nicht.
Um welche Uhrzeit hast du es bezogen? Hat er später evtl. geknackt u/o gesummt?
Die NT-Umschaltung ist gestaffelt und fängt bei vielen gg. 22 Uhr an.
Du meinst bei dem konkreten Gerät! Als Option gab's das schon damals. Einerseits eine Vormittägliche Nachladung, andererseits eine HT-Zusatzheizung. Aber IMHO mußte man das eine Vertraglich und mit einem Zusatzmodul (in der Steuerung) ermöglichen und das andere pro Ofen nachrüsten und mit "teurem" Strom bezahlen.
Schon ne Ulkige aber auch Sinnige Einrichtung. Bei uns (Einfache Anlage) wurde das ganze Haus auf NT umgeschaltet. Und da es per TRE fern-gewirkt wurde war auch damals schon ein gestaffelter Lastabwurf durch die EVU möglich. Und die installierte Heiz/Lade-Kapazität sicher auch größer was es effektiver machen dürfte bei Schwankungen. Vor allem ist es aber dezentral verteilt gewesen. Im Gegensatz zum Abwerfen von Großverbrauchern wie Alu-hütten o.a.
Ich frage mich ob man das mal bei dezentralen Energieerzeugungen mit gedacht hat. Da fehlt eigentlich nur eine Zentrale Autorität im jeweiligen Netzsegment die feststellen kann ob durch Wind/PV o.a. genug energie da ist um zu laden oder diese menge eher zurück in's Netz fließen soll/müsste - z.b. um schwankungen woanders zu kompensieren.
Aktuell dürfte das eher Top-Down von der nächsten Leitstelle aus passieren und größere Gebiete abdecken.
Ähm. Ich bemerke eben erst das liefe auf "Smart Grid" oder ähnliches hinaus... ob so was in jedem falle besser und Schwarzstart-tauglich ist bezweifele ich noch. Müsste doch jedes Netzsegment sich mit jedem anderen verbundenen selbst synchronisieren können - beim fehlen einer übergeordneten Führungsgröße (f). Ob das bei einem DE-Weiten Blackout klappt und wie lang es dauerte wäre die frage.
Weiss ich nicht mehr genau. War schon später am Abend, kann durchaus
22:00 gewesen sein.
Es war wohl ein Versäumnis des Hoteliers. Das war ein sogenanntes Gästehaus neben einem zum Hotel umgebauten alten Bauernhaus im ehemaligen Zonenrandgebiet, aber auf westlicher Seite. Das Hauptgebäude war ziemlich vergammelt mit Löchern in den Bodendielen, vergammelten Fenstern und Türen, also ungefähr so wie die Kneipe bei "Neues aus Büttenwarder".
Die hatten da in den 90ern ein modernes Gebäude als "Gästehaus" daneben gestellt und da Nachtspeicheröfen eingebaut. Als ich spät abends kam, war die Bude ausgekühlt. Die hatte zuvor wohl auch einige Tage leer gestanden. War jedenfalls ziemlich unangenehm, obwohl es ein eher milder Winter war. Ich war da, weil ich beruflich auf einer größeren Industriebaustelle zu tun hatte. Da gab es in dem Winter keine Probleme mit zu niedrigen Temperaturen.
Liegt aber über 20 Jahre zurück.
Gruß
Stefan
...
Wäre mir persönlich in der Situation ziemlich egal gewesen ;-)
Jedenfalls habe ich spätestens seit diesem Erlebnis eine negative Einstellung gegenüber Nachtspeicheröfen. ;-)
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