Hallo, folgende Grundlagenfrage zu PV-Wechselrichtern beschäftigt mich: Wenn die Solarmodule volle Leistung liefern und andererseits das äußere Stromnetz ebenfalls praktisch unbegrenzt liefern könnte und wenn im Haus Verbraucher eingeschaltet werden, wie sorgt dann der WR dafür, dass die Leistung vom Dach und nicht aus dem Netz kommt? Weiter sollte ein Überschuss eingespeist werden: Wie drückt der WR die Leistung ins Netz? Grüße Richard
Der Wechselrichter hat da einen Trick: er kennt das Ohmsche Gesetz und die Kirchhoffschen Regeln.
Richard M. schrieb: > wie sorgt dann der WR dafür, dass die Leistung vom Dach und nicht aus > dem Netz kommt? Es kommt nur darauf an, in welche Richtung die Leistung im Übergabepunkt, sprich Zähler, fließt. Da die Spannung durch das Netz vorgegeben ist, wird die Richtung der Leistung über den Strom eingestellt. Richard M. schrieb: > Wie drückt der WR die Leistung ins Netz? Es kommt nur darauf an, in welche Richtung die Leistung im Übergabepunkt, sprich Zähler, fließt. Da die Spannung durch das Netz vorgegeben ist, wird die Richtung der Leistung über den Strom eingestellt. mfg mf
Hallo, ja, die kenne ich auch. Hier gibt es aber zwei Stromquellen, die PV-Anlage und das Netz. Beide sind parallel zu den Verbrauchern geschaltet. Der WR kann das Netz nicht abschalten. Regelt er seine Spannung höher? Grüße Richard
Richard M. schrieb: > Regelt er seine > Spannung höher? Jain. Es wird der Strom geregelt. Dafür braucht er aber im einfachsten Fall eine höhere/niedrigere Spannung als die positive/negative Scheitelspannung des Sinus. Bei deiner Betrachtung solltest du eine reale Spannungsquelle für das Netz (also mit Innenwiderstand) nehmen und den Wechselrichter als Stromquelle sehen. 73
Das Netz gibt die Spannung und frequenz vor. Der Wechselrichter arbeitet als Stromquelle (NICHT Spannungsquelle) somit ergibt sich am wechslrichter eine leicht höhere spannung, die den Leitungswiderstand überwindet und daher Leistung ins Netz speist. Achtung: im gegensatz zu Ansynchrongeneratoren gibt es hier im Normalfall KEINE Phasenverschiebung, auch wenn das einige altgelehrte hier häufiger mangels verständnis postulieren. ein vebraucher zwischen zähler und WR verringert allenfalls die einspeiseleistung richtung netz, davon bekommt der WR aber nichts mit, solange er keine Messeinrichtung am Hausanschluss/Zähler besitzt.
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Flip B. schrieb: > Phasenverschiebung, Die Phasenverschiebung beträgt ungefähr bis zu 3 Grad. Das liegt daran, dass nach dem Nulldurchgang ein Mittelwert aus sinusförmiger Stromquelle und sinusförmiger Ausgangsspannung leicht über der Netzspannung mit einer geringfügig höheren Frequenz, als die aktuelle Netzfrequenz, moduliert wird. Somit ist in der Regel die Halbwelle etwas früher zu Ende (dabei ist die Netzspannung im Bereich von 10...20V vom Nullpunkt entfernt) und es wird wieder auf den nächsten Nulldurchgang gewartet. Wenn jetzt das Netz weggefallen sein sollte, dann würde duch die früheren Nulldurchgänge die Frequenz pro Halbwelle um ungefähr ein Prozent steigen und bei Erreichen der maximalen Netzfrequenz abschalten. Eine Phasenverschiebung gibt es, aber die ist unterschiedlich zur SM und ASM. Was anderes wären 4-Quadranten-Sinus-Wechselrichter, die auch kapazitive und induktive Blindleistung erzeugen, sowie als aktives Oberwellenfilter fingieren.
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Richard M. schrieb: > Wie drückt der WR die Leistung ins Netz? Erstmal: es gibt verschiedene Wechselrichter, je nach Einsatzzweck. Deins ist ein netzgeführter Wechselrichter, der liefert STROM, und zwar positiven Strom wenn die Netzwechselspannung am steigen ist und negativen Strom wenn sie am fallen ist. Er erhöht also nicht einfach die Spannung, sondern versucht die Phase zu verschieben in Richtung schneller. Was das Haus an Strom verbraucht, nimmt es sich, der Rest geht ins Netz. Würde es ihm gelingen, die Spannung signifikant anzuheben oder die 50Hz signifikant zu beschleunigen schaltet der WR sofort ab um Inselnetzbildung zu verhindern. Um Blindstrom und Phasenverschiebung der Lasten mit ungleichmässiger Stromaufnahme (crest faktor) kümmert er sich nicht, das macht alles das Stromnetz, aber weil Stromzähler über mehr als 1 Sinuswelle integrieren, gibts den dazu nötigen Strom aus dem Netz gratis, wenn in derselben Zeit der WR nur genug Strom in Summe geliefert hat.
Hallo, erstmal Danke, dass hier meine Fragen ernst genommen werden. Auch an die Phasenverschiebung bzw. leichte Frequenzerhöhung hatte ich gedacht, weil ja die Frequenz das Maß für die Netzzustandsqualität ist. Aber Eure Erläuterungen helfen meinem Verständnis. Im Fall meiner Anlage (ein Mikrowechselrichter pro Modul, zwei dreiphasige Strings und kleiner Steuerrechner, "Enphase") gibt es Messkoppler an den PV-Strings und direkt am Zähler (Intelligente Messeinrichtung). Nach der ersten knappen Antwort hatte ich auch an den Innenwiderstand des Netzes gedacht, wusste aber nicht weiter. Grüße Richard Jetzt (22:56) sind noch weitere Beiträge aufgelaufen. Danke auch dafür.
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Michael B. schrieb: > Deins ist ein netzgeführter Wechselrichter, der liefert STROM, und zwar > positiven Strom wenn die Netzwechselspannung am steigen ist und > negativen Strom wenn sie am fallen ist. Er erhöht also nicht einfach die > Spannung, sondern versucht die Phase zu verschieben in Richtung > schneller. Und was macht er mit all der Leistung, die vom Dach aus der PV kommt, wenn er den ganzen Tag nur Blindleistung einspeist? 10x Widerhohlen macht das nicht Wahrer... 1-2% Frequenzabweichung zur einhaltung der Normgerechten Abschaltzeiten bei Netzausfall sind ein anderes Thema, da gehe ich mit. Besonders da die mit jedem Nulldurchgang wieder wegsynchronisiert werden. Ebenfalls Computersimulerte Massenträgheit und Netzdienliche computergesteuerte Phasenverschiebung in modernen Wechselrichtern. Hat mit dem einspeisen nichts zu tun und könnte beides auch in einem Separaten Gerät untergebracht werden. Ein Netz, was rein aus rotierendem Synchrongenerator und phasenrichtig einspeisendem Wechselrichter besteht, würde dennoch bei Leistungsüberschuss in der Frequenz hochlaufen, aber lediglich aufgrund des vom Leistungsüberschuss beschleunigten Generators.
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Flip B. schrieb: > beschleunigten Generators. Rund 4% wäre die benötigte Rotationsenergie der großen Generatoren um von der Nennfrequenz bis harten Regelungsgrenze hochzubeschleunigen. Wenn man allerdings weiss, dass die Rotationsenergie locker für über eine Minute für eine nennenswerte Abbremsung mit Nennleistung benötigt, sieht man stark die Massen Schwankungen im Netz dämpfen können. Wenn es zu wenig Massen im Netz werden, gibt es eine Herausforderung, die nicht ohne neuen Aufwand gelöst werden kann.
Flip B. schrieb: > 10x Widerhohlen macht das nicht Wahrer... Oje wie hohl ist das denn. > Und was macht er mit all der Leistung, die vom Dach aus der PV kommt, > wenn er den ganzen Tag nur Blindleistung einspeist? Er verhält sich klugerweise genau wie ein (rotierender Umformer) Generator, denn er ist ein Generator und sein Strom soll als solcher vom Zahler gezählt werden. > 1-2% Frequenzabweichung sind ein anderes Thema, da gehe ich mit. Das (Versuch der Erreichung des Nulldurchgangs kurz vor dem realen Nulldurchgang) führt genau zum selben Verhalten das ich beschrieben habe.
Die Stromeinspeisung der WR führt letztlich zu einer Spannungserhöhung im Ortsnetz weil der Ortnetztrafo dann "überdimensioniert" ist (es fließt weniger Strom von der 20kV zur 400V Ebene weil die ganzen WR auf der 400Volt Seite die Spannung anheben). Dann muß entweder: der WR abgeregelt werden (ab 25kW Einspeiseleistung muß der WR vom VNB steuerbar sein) der WR abschalten (per SW/FW eingestellte Grenzen werden überschritten) der Ortsnetztrafo "runterschalten" (regelbare Trafos sind teuer und deswegen macht der VNB lieber die Abschaltung der WR) Die Frequenz im Ortsnetz hat sich in der ganzen Zeit nicht geändert. Das kommt erst zum Tragen wenn schon im Höchstspannungsnetz etwas schiefläuft.
Hallo Michael B., Michael B. schrieb: > Deins ist ein netzgeführter Wechselrichter, der liefert STROM, und zwar > positiven Strom wenn die Netzwechselspannung am steigen ist und > negativen Strom wenn sie am fallen ist. Er erhöht also nicht einfach die > Spannung, sondern versucht die Phase zu verschieben in Richtung > schneller. Das bedeutet, dass der Wechselrichter im Nulldurchgang einmal eine positive und einmal eine negative Spannung abgibt. Ist das so?! Es reicht ein geringfügiger Spannungsunterschied, und der Strom fließt ins Netz, so mein Verständnis des Ohmschen Gesetz. Der Strom, den der Wechselrichter in das Netz gibt, den brauchen die anderen Kraftwerke nicht mehr abzugeben. Diese werden entlastet. Infolgedessen werden die Rotoren aller anderen Kraftwerke nicht mehr so stark abgebremst und die Netzfrequenz steigt. Die Veränderung der Netzfrequenz erfolgt meiner Vermutung nach über den oben beschriebenen Effekt und nicht, weil die Wechselrichter den Phasen vorauseilen wollen. > Was das Haus an Strom verbraucht, nimmt es sich, der Rest geht ins Netz. > > Würde es ihm gelingen, die Spannung signifikant anzuheben oder die 50Hz Was bedeutet denn "signifikant" quantitativ? > signifikant zu beschleunigen schaltet der WR sofort ab um > Inselnetzbildung zu verhindern. 2012 war ich auf einem Vortrag der Stadtwerke Hameln zum Thema Blackout. Die Stadtwerke benötigen jetzt Stelltransformatoren, weil z.B. die Bauern auf riesigen Flächen eine gewaltige Leistung in das Netz bringen und dadurch die Spannung im Niederspannungsbereich des Netzes anheben und zwar so stark, dass Handlungsbedarf besteht. Normalerweise fällt die Spannung, je weiter man sich vom Transformator wegbewegt.
> Das bedeutet, dass der Wechselrichter im Nulldurchgang einmal eine
positive und einmal eine negative Spannung abgibt. Ist das so?!
Ein Wechselrichter hat eigentlich sowieso 3 Phasen... aber ja, so
geht's. Der Strom fliesst.
Richard M. schrieb: > Auch an die Phasenverschiebung bzw. leichte Frequenzerhöhung hatte ich > gedacht, weil ja die Frequenz das Maß für die Netzzustandsqualität ist. Wenn du dir mal überlegst, was würde passieren wenn dein Wechselrichter die Frequenz ändern würde. In der ersten Sinuswelle hast du eine ganz kleine Phasenverschiebung, in der zweiten Sinuswelle noch ein bisschen mehr Phasenverschiebung bis sie nach ein paar Wellen 90° beträgt. Du merkst, das würde nicht funktionieren.
Obelix X. schrieb: > Wenn du dir mal überlegst, was würde passieren wenn dein Wechselrichter > die Frequenz ändern würde. In der ersten Sinuswelle hast du eine ganz > kleine Phasenverschiebung, in der zweiten Sinuswelle noch ein bisschen > mehr Phasenverschiebung bis sie nach ein paar Wellen 90° beträgt. Das wäre nur der Fall wenn ein WR ein starre Frequenz ausgeben würde. Macht er aber nicht, er synchronisiert und versucht der Phase davon zu laufen, was aber das Netz nicht zulässt. Wieviel er voreilen will, wird einmal durch das Leistungsangebot der Panel und zum zweiten von seiner Strombegrenzung bestimmt. Viele WR können auch dahingehend parametriert werden, daß der cos phi vorgegeben werden kann.
Gestern erst fiel beim Nachbarn der Solis WR aus mit der Meldung "Netz Überspannung". Was war passiert: Der ganze Schnee von vorgestern auf den PV Panels kam in der prallen Sonne plötzlich ins Rutschen und auf einen Schlag wollten alle WR im Ort mit maximaler Leistung einspeisen. Dafür haben meine WR eine Parametrierung die solche Spitzen ignoriert.
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