PV Multistringwechselrichter

[Jonas (Gast)]

Mal ne kurze Frage,
besitzten Multistringwechselrichter eigentlich 2 DC-DC Konverter pro 
String-Eingang? Der Erste agiert als MPP Tracker. Ein Zweiter wäre doch 
notwendig damit beide Strings auf ein Gleichspannungsniveau geregelt 
werden mit dem dann schlussendlich der Wechselrichter gespeisst wird. 
Bei den zwei String-Eingänge handelt es sich ja im Grunde nur um zwei 
Spannungsquellen die parallel geschaltet sind?
Vielleicht kann ja mal jemand der etwas Ahnung von de Materie hat mal 
etwas Licht ins Dunkle bringen.
Gruss,
Jonas

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Jonas schrieb:
> besitzten Multistringwechselrichter eigentlich 2 DC-DC Konverter pro
> String-Eingang? Der Erste agiert als MPP Tracker. Ein Zweiter wäre doch
> notwendig damit beide Strings auf ein Gleichspannungsniveau geregelt

Nein, bei trafolosen Solar-Wechselrichtern mit mehreren Strings hat man 
typischerweise einen Boost-Wandler pro String, der die Spannung des 
Moduls auf den internen Zwischenkreis hochsetzt. Diese Boost-Stufe mach 
dann gleichzeitig das MPP Tracking.

Zusätzlich kann die Zwischenkreisspannung auch variabel sein, so dass 
bei hoher Spannung am Solarmodul die Boost-Stufe abgeschaltet werden 
kann und der Inverter sich um das MPP Tracking kümmert. In diesem Fall 
haben aber alle Strings die gleiche Spannung; das funktionert also nur, 
wenn die Strings einigermaßen symmetrisch aufgebaut sind, also gleiche 
Modul-Anzahl und keine ungleichmäsige Beschattung.

[Jonas (Gast)]

Hallo Johannes,
vielen Dank für deine Antwort. Mich hatten in diesem Zusammenhang immer 
mal wieder Zeichnung irritiert, die für einen String immer einen MPP 
Regler sowie einen nachgeschalteten Hochsetzsteller zeigten (Siehe 
Abschnitt Wechselrichter):

http://www.ing-büro-junge.de/html/photovoltaik.html

Wenn man wie du schreibst lediglich einen Boost Konverter für die MPP 
Regelung sowie für die Anpassung an eine gemensame Zwischenkreisspannung 
nutzt, wie wird so etwas geregelt bzw. realisiert?

Ich habe doch lediglich über Anpassung des PWM Tastverhälnisses D die 
Möglichkeit einer der beiden Variablen (Ausgang bzw. Eingangsspannung) 
zu regeln, da
Vout = Vin/(1-D)???

Schönen Sonntag,
Jonas

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Jonas schrieb:
> Mich hatten in diesem Zusammenhang immer
> mal wieder Zeichnung irritiert, die für einen String immer einen MPP
> Regler sowie einen nachgeschalteten Hochsetzsteller zeigten (Siehe
> Abschnitt Wechselrichter):
>
> http://www.ing-büro-junge.de/html/photovoltaik.html

Das ist eine ziemlich allgemeine Beschreibung. Dort steht auch "Liefern 
die Solarmoduln eine ausreichend hohe Spannung kann die Hochsetzung 
entfallen."

Vermutlich bezieht sich das auf Solarmodule mit sehr kleiner 
Ausgangsspannung.

> Ich habe doch lediglich über Anpassung des PWM Tastverhälnisses D die
> Möglichkeit einer der beiden Variablen (Ausgang bzw. Eingangsspannung)
> zu regeln, ...

Die Zwischenkreisspannung wird vom Inverter geregelt. Aus Sicht der 
Boost-Stufe ist das also eine konstante, eingeprägte Spannung. Über das 
PWM-Verhältnis kann damit die Spannung an den Modulen eingestellt 
werden.

[Jonas (Gast)]

Hallo Johannes,
vielen Dank für deine Erklärung. Ich bin elektrotechnischer Autodidakt 
und muss zugeben in vielerlei Sachen noch Verständnisschwierigkeiten zu 
haben (nicht nur in Bezug auf die Photovoltaik). Unter einem Inverter 
verstehe ich im enfachsten Fall eine H-Brücke, die durch geschicktes 
Schalten ihrer Leistungsschalter am Ausgang einen sinusförmigen Strom 
liefert. Was du mir erklären müsstest ist wie man hiermit die 
Zwischenkreissapnnung steuern kann?
Schon mal vielen Dank & Gruss,
Jonas

[Düsendieb (Gast)]

Jonas schrieb:
> Was du mir erklären müsstest ist wie man hiermit die
> Zwischenkreissapnnung steuern kann?

Eher den Strom aus dem Zwischenkreis. Da die Solarpanel einen recht 
hohen Innenwiderstand haben, kann man dann über den Strom auch die 
Zwischenkreisspannung beeinflussen.

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Düsendieb schrieb:
> Jonas schrieb:
>> Was du mir erklären müsstest ist wie man hiermit die
>> Zwischenkreissapnnung steuern kann?
>
> Eher den Strom aus dem Zwischenkreis. Da die Solarpanel einen recht
> hohen Innenwiderstand haben, kann man dann über den Strom auch die
> Zwischenkreisspannung beeinflussen.

Nein, der Zwischenkreis ist von den Panels unabhängig. Üblicherweise 
liegt die Zwischenkreisspannung irgendwo bei 700V und wird durch Elkos 
(oder auch Folien-Kondensatoren) gepuffert.

Von den Modulen wird jetzt über eine Boost-Stufe ein Strom in den 
Zwischenkreis eingespeist. Um die Spannung im Zwischenkreis stabil zu 
halten, muss der Inverter so angesteuert werden, dass genau gleich viel 
Energie aus dem Zwischenkreis ins Stromnetz abgegeben wird wie von den 
Modulen in den Zwischenkreis eingespeist wird.

Wenn der Inverter etwas mehr Strom aus dem Zwischenkreis zieht, als von 
den Modulen kommt, sinkt die Zwischenkreis-Spannung; bei weniger Strom 
steigt die Spannung. Auf diese Weise kann die Spannung im Zwischenkreis 
auf den gewünschten Sollwert geregelt werden.

[Jonas (Gast)]

Hallo Johannes,
nochmals vielen Dank für deine Erklärung. So langsam klingelts auch bei 
mir. Kennst du gute Quellen die diese Thematik, also speziell 
PV-Wechselrichter, etwas näher und tiefer beschreiben.
Gruss,
Jonas

[Bernd (Gast)]

An guter Literatur zum Theman PV Wechselrichter wäre ich auch 
interessiert. Mal eine gute Beschreibung der SMA H5 bzw Heric 
Technologie, wann welche PWM ...

[Ben _. (burning_silicon)]

Habe ich selbst schon gesucht -> recht klare Sache: Gibt's nicht!

Ist irgendwie auch verständlich, weil das Firmeninternas sind. 
Irgendeine µC-Entwicklungsfirma hat eine Application Note rausgeben, in 
der ein Netzwechselrichter beschrieben war. Kann mich irren, glaube aber 
es war Mikrotschipp.

[Axel D. (axel_jeromin)]

Johannes E. schrieb:
> Nein, der Zwischenkreis ist von den Panels unabhängig.

Und was macht der arme Zwischenkreis, wenn aus den Panels keine Energie 
nachgeliefert wird?



Johannes E. schrieb:
> Um die Spannung im Zwischenkreis stabil zu
> halten, muss der Inverter so angesteuert werden, dass genau gleich viel
> Energie aus dem Zwischenkreis ins Stromnetz abgegeben wird wie von den
> Modulen in den Zwischenkreis eingespeist wird.

Sag ich doch, der Inverter beeinflusst den Strom aus dem Zwischenkreis.

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Axel Düsendieb schrieb:
> Johannes E. schrieb:
>> Nein, der Zwischenkreis ist von den Panels unabhängig.
>
> Und was macht der arme Zwischenkreis, wenn aus den Panels keine Energie
> nachgeliefert wird?

Wenn die Panels keinen Strom liefern, wird die Leistungselektronik 
üblicherweise abgeschaltet, um die Standby-Verluste möglichst niedrig zu 
halten.

Das ist aber nicht zwingend so, der Inverter kann die 
Zwischenkreis-Spannung auch dann stabil halten, wenn die Panels keine 
Energie liefern; die notwendige Energie dafür kommt dann aus dem 
Stromnetz.

>
> Johannes E. schrieb:
>> Um die Spannung im Zwischenkreis stabil zu
>> halten, muss der Inverter so angesteuert werden, dass genau gleich viel
>> Energie aus dem Zwischenkreis ins Stromnetz abgegeben wird wie von den
>> Modulen in den Zwischenkreis eingespeist wird.
>
> Sag ich doch, der Inverter beeinflusst den Strom aus dem Zwischenkreis.

Ja, aber deine Erklärung war nicht richtig. Klar wird der Strom 
irgendwie "beeinflusst", das Ziel ist aber, die Spannung im 
Zwischenkreis zu regeln.
Solange die Spannung an den Panels niedriger als die 
Zwischenkreisspannug ist, ist die Zwischenkreisspannung unabhängig von 
der Spannung an den Panels und auch unabhängig vom Innenwiderstand der 
Panels.

Nur wenn die Panels eine sehr hohe Ausgangsspannung liefern, wird die 
Boost-Stufe ausgeschaltet. Dann ist die Zwischenkreisspannung gleich 
groß wie die Spannung an den Panels und die Spannungsregelung erfolgt 
über den Innenwiderstand der Panels. In diesem Fall macht der Inverter 
das MPP-Tracking.

[Maik (Gast)]

über ein Buch bin ich mal im Netz gestolpert:
"Grid converters for photovoltaic and wind power systems", war mir dann 
aber doch etwas zu teuer.