Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Blindleistung mit PV-Anlagen


von Kronkorken (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
PV-Anlagen sind ja in der Lage Blindleistung in das Netz einzuspeisen 
(dies behaupten zumindest mal die Datenblätter). Ich habe versucht 
herauszufinden, wie dies funktioniert.
Solarzellen erzeugen ja erst mal nur Gleichstrom mit dem Blindleistung 
nicht möglich ist. Folglich muss es an den Umrichtern liegen.
Aber hier hakt das bei mir jetzt. Schaue ich mir PV-Umrichter Topologien 
an so sehe ich nur einen Wechselrichter, der durch gezielte Schaltung 
der IGBTs aus der Gleichspannung eine Wechselspannung erzeugt. Von 
Blindleistung ist da für mich keine Spur. Mir fehlen hier auch die 
richtigen Schlagworte zur weiteren Recherche... wenn mir da einer weiter 
helfen kann und noch besser: erklären kann wie das funktioniert wäre ich 
sehr dankbar.

Schönen Gruß

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Keine PV speist Blindleistung ein, sie kommen nur mit Verbrauchern klar, 
die Strom benötigen auch wenn der der Spannung nicht so folgt wie bei 
einem Widerstand einer ohmschen Last. Bei den phasenverschobenen 
Reaktanzen kann es gar sein, dass sie Strom liefern, also der PV Wandler 
Strom entgegennehmen muss, aber immer nur Bruchteile einer hundertstel 
Sekunde. Über eine Schwingung der 50Hz aufsummiert ist die Blindleistung 
natürlich 0 und es kommt nur die reale Wirkleistung zu stande. Kurzen 
rückwärts fliessenden Strom in den Wandler nehmen Elkos oder der Akku 
auf.

von Kronkorken (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
danke schon mal für die Antwort!
Also verstehe ich das richtig? Der Netzbetreiber darf ja einen cos Phi 
für PV-Anlagen von 0,9ind bis 0,9 kap fordern... wird da dann einfach 
nur ne Spule bzw ein Kondensator drangeklatscht?

von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

Kronkorken schrieb:

> Schaue ich mir PV-Umrichter Topologien an so sehe ich
> nur einen Wechselrichter, der durch gezielte Schaltung
> der IGBTs aus der Gleichspannung eine Wechselspannung
> erzeugt.

Ja, sicher. Gleich- Spannung . Wechsel- Spannung .

> Von Blindleistung ist da für mich keine Spur.

Was fehlt denn, um von der Spannung zur Leistung zu kommen?

> Mir fehlen hier auch die richtigen Schlagworte zur weiteren
> Recherche...

"Definition der Blindleistung"?
"Phasenverschiebung"?

von Kronkorken (Gast)


Lesenswert?

Also wenn ich diese PDF überfliege dann behalte ich den Eindruck, dass 
diese Umrichter Blindleistung steuern können.

http://www.sma.de/fileadmin/content/global/Solutions/Documents/Medium_Power_Solutions/ReactivePower_UDE101310.pdf

Aber da ich nichts finde, wie das zustande kommt, bleib ich noch mal 
bisschen verwirrt...

von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

Kronkorken schrieb:

> Also wenn ich diese PDF überfliege dann behalte ich
> den Eindruck, dass diese Umrichter Blindleistung
> steuern können. [...]
>
> Aber da ich nichts finde, wie das zustande kommt, bleib
> ich noch mal bisschen verwirrt...

Wie kommt man von der Spannung zur Leistung ?
Welche Größe fehlt ?
Welche spezielle Bedingung muß bei Blindleistung vorliegen ?

Selberdenken tut i.d.R. nicht weh und hat einen wesentlich
höheren Erkenntniswert, als sich alles vorkauen zu lassen.

von Kronkorken (Gast)


Lesenswert?

Ach Leute... erst mal rumpöbeln, weils so viel Spaß macht...
Ich kann euch alle beruhigen ich habe ziemlich viel elektrotechnisches 
Grundwissen.
Ja ich weiß was Blindleistung ist und Phasenverschiebung und sowas von 
wie man von der Spannung zur Leistung kommt...  Und gerade DARUM will 
ich wissen wie die Umrichter das machen.

http://www.uwig.org:8080/index.php?title=Reactive_Power_Capability_and_Interconnection_Requirements_for_PV_and_Wind_Plants#Reactive_Power_Capability_of_PV_Inverters

hier ein weiterer Link, der zeigt dass ich mich nicht zu irren 
scheine...
und bitte, bitte liebe Leute keine weiteren unqualifizierten Kommentare, 
die niemanden weiterhelfen

Ich danke Euch

von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

Kronkorken schrieb:

> Ja ich weiß was Blindleistung ist und Phasenverschiebung
> und sowas von wie man von der Spannung zur Leistung kommt...

Okay.... dann weißt Du alles, was notwendig ist. Dann ist es
doch auch kein Problem für Dich, mir zu erkären, wie es
funktioniert, oder?

> Und gerade DARUM will ich wissen wie die Umrichter das machen.

Wenn Du alles wüsstest, was Du zu wissen behauptest, wüsstest
Du, wie die Umrichter das machen.

von Tescht (Gast)


Lesenswert?

Es gibt IMHO auch Wechselrichter die ohne Wind, Solar, etc. Leistung aus 
dem Netz aufnehmen und diese als Blindleistung zurückspeisen.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Kronkorken schrieb:
> ich habe ziemlich viel elektrotechnisches Grundwissen.

Eine grandiose Übertreibung und fehlerhafte Selbsteinschätzung.

> wird da dann einfach nur ne Spule bzw ein Kondensator drangeklatscht?

Natürlich nicht.

Der Wandler erzeugt eine Sinusspannung, die der Netzspannung folgt. Ob 
dazu das Einspeisen von Strom oder das Abziehen von Strom notwendig ist, 
entscheidet sich danach, ob die aktuelle Spannung der Sinushalbwelle 
höher oder niedriger als die erwartete ist, und zwar INNERHALB EINER 
SINUSWELLE.

Bei einer kapazitiven Last wird also erst mal viel Strom hiungeschickt 
um den ausreichenden Spannungsansteig zu erhalten, und nach dem Peak 
wird massiv Strom angezogen damit die Spannung wieder sinkt, OBWOHL die 
Spannung noch positiv ist (bei ohmscher Last wie einr Glühlampe müsste 
man da noch Strom reinschieben damit die Spannung über 0 bleibt).

Mei elektromotoischer Stromerzeugung ergibt sich das durch die Differenz 
aus sinusförmiger Generatorspannung und Netzspannung von selbst, der 
Wechselrichter  simuliert das halt.

Das sind wirklich die grundlegendsten Grundlagen der Elektrotechnik.

von Vorn N. (eprofi)


Lesenswert?

MaWin, ich muss mich wieder mal sehr zusammennehmen...
> Eine grandiose Übertreibung und fehlerhafte Selbsteinschätzung.
dito
Bei elektromotoischer Stromerzeugung ist zuerst mal Blindleistung nötig, 
um das Magnetfeld aufzubauen.

Es geht ja nicht nur um Verschiebeblindleistung, sondern auch um 
Verzerrungsblindleistung, welche durch nichtlineare Verbraucher 
(Schaltnetzteile, Frequenzumrichter, etc.) entsteht.

Die Wechselrichter sind 4-Quadrantensteller, die innerhalb einer 
Sinuswelle Leistung in den Zwischenkreis-C hineinpumpen oder aus dem 
Zwischenkreis-C herauspumpen können.


Eine Idee vom Smart-Grid ist dann, dass der Zwischenkreis nicht nur 
durch Cs, sondern auch von Akkus (z.B. vom Elektroauto) gepuffert wird, 
und damit nicht nur Blindleistung, sondern auch Wirkleistung abgezogen / 
geliefert werden kann.

von Tobi (Gast)


Lesenswert?

Der Cos(phi) bezieht sich nur auf die Grundschwingung, somit verändert 
der Inverter einfach den Phasenwinkel des eingespeisten Stroms zur 
Spannung um +-90°, je nachdem ob induktiv oder kapazitiver Blindstrom 
erforderlich ist. Das ganze dient der Spannungsstabilisierung, da 
hierdurch der Spannungsanstieg im Netz durch den Einspeiser wieder 
kompensiert werden kann. Natürlich wollen das die Betreiber der Anlagen 
nicht so gern, da nur die Wirkleistung gezählt und vergütet wird.

von Kronkorken (Gast)


Lesenswert?

Danke euch!
das hat mir sehr weiter geholfen!
Damit lassen sich die details nun auch wieder selber weiter 
recherchieren :-)

Gruß

von Markus B. (lordnoxx) Benutzerseite


Lesenswert?

Kronkorken schrieb:
> Danke euch!
> das hat mir sehr weiter geholfen!
> Damit lassen sich die details nun auch wieder selber weiter
> recherchieren :-)
>
> Gruß

Hallo Kronkorken,
da ich im Rahmen meiner Masterthesis einen reinen 
Blindleistungswechselrichter entwickelt habe, hoffe ich dir mit dem 
Folgenden etwas auf die Sprünge helfen zu könnnen.

Zunächst mal ist es wichtig zu verstehen, dass Solarwechselrichter 
Stromquellen sind, also der eingespeiste Strom geregelt wird. Und zwar 
hinsichtlich Frequenz, Amplitude und Phasenlage. Das die Frequenz 50 Hz 
betragen sollte ist klar. Sind der eingespeiste Strom und die am 
Einspeisepunkt liegende Netzspannung in Phase (0°), so bestimmt die 
Amplitude des Stromes die Höhe der eingespeisten Wirkleistung.

Sei nun die Phasenverschiebung exakt 90°. So wird ausschließlich 
Blindleistung umgesetzt, deren Höhe auch wiederum nur von der Amplitude 
des Stromes abhängt.

Bei Phasenwinkeln zwischen 0° und 90° hat man sowohl einen Wirk- als 
auch einen Blindleistungsanteil. Mit Hilfe der Additionstheoreme der 
trigonometrischen Funktionen kannst du dir das mal in Ruhe durchrechnen 
und vor Augen führen.

Bei meiner Theseis galt es nun den Betrieb des 
Blindleistungswechselrichters nahe der 90° Phasenverscheibung so zu 
realisieren, dass die Spannung auf dem "Zwischenkreiskondensator" von 0V 
auf 450V ansteitgt und dann bei bei ca. 450V gehalten wird. Aufgrund der 
unweigerlichen Verluste schwankt die Zwischenkreisspannung und muss 
geregelt werden. Dies wiederum gelingt durch gezielte, leichte 
Phasenverscheibung um die 90° herum. Der cos-phi beträgt also nicht 
exakt Null sondern vielleicht 0,02 (Nur ein Beispiel).

Das ist im prinzip auch das was blindleistungsfähige Solarwechselrichter 
bei Nacht machen, sofern deren Schaltungstopologie dies erlaubt und der 
Netzbetreiber dies fordert.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.