Ich habe ein Problem und zwar will ich mehrere Heizstäbe mit Strom aus Photovoltaikmodulen speisen und hierzu Transistoren als Schalter verwenden. Beispiel Photovoltaikanlage 5 KW 400Volt MPPT-Spannung Problem bei einer Photovoltaikanlage ist dass Spannung und Strom abhängig sind von der Sonneneinstrahlung. Also von 0 Volt bis zb. 450 Volt. Wenn jetzt die Sonne aufgeht oder Wolken den Himmel bedecken dann bringt die Photovoltaikanlage sehr wenig Leistung So dass ein 2Kw Heizstab die Spannung so runterzieht dass er nicht warm wird. Meine Überlegung war dass ich mehrere Heizstäbe mit jeweils 100 Watt je nach Spannung parallel dazuschalte je nachdem wie hoch die erreichte Solarmodulspannung ist. So kann ich je nach vorhandener Solarleistung die Heizstäbe dann bis zur Maximalleistung aller Heizstäbe (1 KW dazuschalten) Hierfür selle ich mir für jeden Heizstab einen Transistorschalter vor der ab einer bestimmten Solarspannung den jeweiligen Heizstab dazuschaltet. Beispiel: Heizstab 1 ab 150V Solarspannung , Heizstab 2 ab 200V Solarspannung, Heizstab 3 ab 220V Solarspannun, Heizstab 3 ab 220V Solarspannung............ usw. bis die Maximalanzahl der Heizstäbe zugeschaltet ist. Anbei habe ich einen Schaltplan zur Übersicht mitgeschickt. Jetzt meine Frage: kann das funktionieren? oder ist das möglich die Transistorschalter in Abhängigkeit von der Spannung zu schalten?
Komparator. oder einfach einen buck auf mppt regeln. Spart viel verdrahtung und transistoren, es braucht nur 2 Mosfets und eine drossel
Andreas schrieb: > So kann ich je nach vorhandener Solarleistung die Heizstäbe dann bis zur > Maximalleistung aller Heizstäbe (1 KW dazuschalten) Ja schon, aber das ändert überhaupt nichts an der gesamten Heizleistung. Ob ein Heizstab viel heiß wird oder zwei Heizstäbe wenig ist gehopst wie gesprungen.
Flip B. schrieb: > Komparator. oder einfach einen buck auf mppt regeln. Spart viel > verdrahtung und transistoren, es braucht nur 2 Mosfets und eine drossel Das hört sich sehr einfach und gut an. kannst du mir das erklären? oder wie kann ich das bauen ?
Stefan ⛄ F. schrieb: > Ob ein Heizstab viel heiß wird oder zwei Heizstäbe wenig ist gehopst wie > gesprungen. Genau. Deswegen kannst du alle 9 Heizstäbe einfach parallel schalten und alle gleichzeitig aufheizen lassen. Das spart die komplette Elektronik und kommt am Ende auf's Gleiche raus.
Enrico Eichelhardt schrieb: > Stefan ⛄ F. schrieb: >> Ob ein Heizstab viel heiß wird oder zwei Heizstäbe wenig ist gehopst wie >> gesprungen. > > Genau. Deswegen kannst du alle 9 Heizstäbe einfach parallel schalten und > alle gleichzeitig aufheizen lassen. Das spart die komplette Elektronik > und kommt am Ende auf's Gleiche raus. Ja das ist mir schon klar. Aber wenn ich bei 200 Watt Solarleistung einen 2KW Heizstab anschliese dann wird der meiner Meinung nach die Solarspannung auf 0 runterziehen und garnicht warm. ?
Andreas schrieb: > Aber wenn ich bei 200 Watt Solarleistung > einen 2KW Heizstab anschliese dann wird der meiner Meinung nach die > Solarspannung auf 0 runterziehen und garnicht warm. ? Doch der wird schon warm. Wenn die Solarzellen 10W liefern, dann kommen die auch im Heizstab an. Da Heizstäbe 100% Wirkungsgrad haben wird diese Energie optimal in Wärme umgesetzt. Dabei ist es völlig egal, ob dein Heizstab maximal 100 Watt oder maximal 1000 Watt verträgt (solange er nicht durchbrennt). Ein kleiner Heizstab mit wenig Oberfläche wird mit wenig Energie natürlich heißer. Aber dein Ziel ist ja nicht, den Heizstab glühen zu lassen, sondern irgend etwas damit aufzuwärmen. Solange dieses etwas nicht weniger wird, bringt es gar nichts, den Heizstab zu verkleinern. Wenn das so einfach wäre, würde niemand seine Wohnung mit einer 20 kW Heizung erwärmen, sondern einfach ein Teelicht auf den Wohnzimmertisch stellen. Das verbraucht nur 50 Watt und ist sogar brennend heiß. Aber davon wird die Wohnung trotzdem nicht warm.
Andreas schrieb: > Ich habe ein Problem Glaube ich dir. Vor allem, dass du nicht die geringste Ahnung von Photovoltaik hast. Ein PV Panel liefert einen Strom (je nach Sonneneinstrahlung), ist keine Spannungsquelle. So bald du an ein (z.B. 170V lieferndes) PV Panel einen Heizstab als stromverbrauchenden Lastwiderstand dranschaltest, bricht die Spannung (z.B. auf 120C) ein (und du müsstest den Heizstab gleich wieder ausschalten). Deine Idee taugt nichts ist nicht funktional. Du kannst immer alle Heizstäbe an alle Solarpaneele drangeschaltet lassen, allen Strom den die Sonne bringt wird dann zum Heizen verwendet. Da würde schon mal funktionieren, nutzt die PV aber nicht optimal. Optimalerweise regelt man die Belastung auf MPP maximum power point. Dan kann man entweder mit EINEM Schalter machen der als step down Schaltwandler arbeitet, ODER in dem man je nach Sonne ein Panel dazu- oder wegschaltet Damit man auf MPP regeln kann, reicht es aber nicht, die Spannung zu messen, man muss entweder auch den Strom messen oder aus der Spannung und der bekannten Widerstand der aktuell drangeschalteten Heizstäbe den Strom errechnen und damit dann die Leistung errechnen. up/down Vorgehensweise: Man misst die Spannung und berechnet die Leistung unter der aktuellen Anzahl angeklemmter Heizstäbe. Dann schaltet man einen Heizstab dazu und ermittelt wieder die Leistung. Ist sie höher, schaltet man noch einen Heizstab hinzu, war sie niedriger, schaltet man Heizstäbe wieder weg, man ändert also die Richtung (hinzu- oder wegschalten) wenn die Leistung absank und behält die Richtung bei, wenn die Leistung stieg. Als Schalter tun es ausreichend spannungsfeste (400V) MOSFETs, die über Gate-Treiber mit 10V von einem Arduino aus gesteuert werden können. Ein Heizstab kann dauernd dran sein, also fest verdrahtet, denn 0-Leistung macht keinen Sinn. ABER: deine Zeichnung enthält einen Einspeisewechselrichter, aber keinen Akku. Vergiss also alles, du brauchst einen Akku, und bei dem schaltet man Heizelemente erst zu, wenn er voll ist und droht, überladen zu werden. Das erfolgt dann bei einer Spannung. Der MPP wäre zwischen Solarpanel und Akku.
Andreas schrieb: > Meine Überlegung war dass ich mehrere Heizstäbe mit jeweils 100 Watt je > nach Spannung parallel dazuschalte je nachdem wie hoch die erreichte > Solarmodulspannung ist. Schau dir mal eine MPPT-Kurvenschar (unschwer im Netz aufzufinden) an. Dann siehst du, dass sich beginnend von 0 W Einstrahlung bis max. Einstrahlung die Modulspannung sehr wenig ändert, jedoch die Stromstärke, die das Modul liefern kann, erheblich . Überdenke vielleicht nochmal deinen Lösungs-Ansatz. ;-)
Enrico Eichelhardt schrieb: > Genau. Deswegen kannst du alle 9 Heizstäbe einfach parallel schalten und > alle gleichzeitig aufheizen lassen. Das spart die komplette Elektronik > und kommt am Ende auf's Gleiche raus. Dann guck dir mal die Kennlinie einer Solarzelle an. Wenn du da immer die volle Last dran hängen hast, rutscht die Zelle vom MPP weg. Nix mit "kommt am Ende auf's Gleiche raus".
Ich hab versucht ob mir ein Profi hierzu eine elektronische Schaltung aufzeigen kann damit die Module bei Last nicht unter den MPPT-Bereich fallen und so die volle Leistung der Module genützt werden kann. Leider hab ich Laut MaWin der schrieb: "Vor allem, dass du nicht die geringste Ahnung von Photovoltaik hast" nicht die geringste Ahnung von PV ..... Schade dass hier so wenige Leute Antworten wie Wolfgang (der wohl sehr große Ahnung hat von PV) Nun ja vielleicht gibt es doch den ein oder anderen der mir einen einfachen Weg für diese Problem aufzeigen kann. Der Wechserichter in diesem Schaltplan ist nur dazu da, dass wenn der Wasserspeicher komplett aufgeheizt ist, der Solarstrom dann ins Netz eingespeist werden kann. Da brauche ich keine solchen Komiker die hier noch eine Batterie dazu bauen und diese laden wollen.
Andreas schrieb: > Schade dass hier so wenige Leute Antworten wie Wolfgang (der wohl sehr > große Ahnung hat von PV) Nun, zumindest der "echte" MaWin hat zwar einen rauhen Ton am Leib, hat aber trotzdem gut erklärt, warum Du mit Deiner Lösung falsch liegst.
Die Spannung deines Strings wird durch deinen Einspeisewechselrichter vermutlich auf folgenden Wert geregelt : U_MPP (steht im Datenblatt deiner PV-Module) X Anzahl Module in deinem String. In den angehängten Beispielbildern siehst du, dass sich die DC-Spannung am Eingang des Wechselrichters kaum ändert, obwohl im gleichen Zeitraum der Strom des Strings aufgrund der Einstrahlungsverhältnisse stark fluktuiert (mit einer Spitze in der Mittagszeit). Ich kenne die Regelungsstrategie der WR-Hersteller nicht. Ich kann mir aber vorstellen, dass so geregelt wird. Abgebildet auf den Bildern sind hier 2 unabhängige Strings. Die Module haben ca. 34V U_Mpp. String 1 hat 18 Module (in Reihe) und String 2 hat 12 Module (in Reihe). Wenn du nun direkt noch eine (variable) Last an den String legst, müsste der WR eigentlich seine Einspeisung automatisch drosseln und damit auch den Strombezug aus dem String zu Gunsten deiner Last reduzieren, damit die Stringspannung wieder im Bereich U_MPP gehalten wird. Das wird aber nur so lange funktionieren, wie die Einspeisung - Last >> 0, da für den WR ja sonst nichts mehr übrig bleibt. Die Frage ist, ob der Regelalgorithmus des Wechselrichters in so einem Fall dann trotzdem noch so schnell auf Lastsprünge reagieren kann. Ich glaube es kaum.
Andreas schrieb: > einen einfachen Weg für diese Problem aufzeigen Weil es so einen "einfachen" Weg nicht gibt. Deine Idee geht so nicht. Schon gar nicht wenn parallel wie in deinem Bildchen eine Einspeisewechselrichter hängt. Entweder du eigenest dir mehr Wissen an, oder du lässt das. So ein Projekt ist nix für einen Anfänger der sich letzte Woche einen Lötkolben gekauft hat. 400V machen klein schwarz und hässlich. MaWin hat dir aufgezeigt, was man bedenken muss, es ist bezeichnend dass du ihn "Komiker" nennst. Auch Timo gibt dir Hinweise. Fakt ist ja kann man machen, aber dazu braucht es eine "intelligente" Steuerung, die Spannung und Strom ermittelt und den Wechselrichter ggf. an und abschalten können muss. Plus Temperatusüberwachung des Pufferspeichers. Plus Leistungsschalter die mit 450V und einigen Ampere umgehen können ohne sich oder das Haus in Rauch zu verwandeln. Das ist nicht ein "einfach so" wenn man absolut keine Ahnung hat.
von Andreas schrieb: >Nun ja vielleicht gibt es doch den ein oder anderen der mir einen >einfachen Weg für diese Problem aufzeigen kann. >Der Wechserichter in >diesem Schaltplan ist nur dazu da, dass wenn der Wasserspeicher komplett >aufgeheizt ist, der Solarstrom dann ins Netz eingespeist werden kann. Dieser Wechselrichter wird wohl mit Maximum Power Point Tracking arbeiten. Schalte einfach deine Heizung hinter diesen Wechselrichter und dein Problem ist gelöst. Ansonsten brauchst du noch einen zweiten Wechselrichter mit Maximum Power Point Tracking. Du kannst sie aber dann nicht gleichzeitig betreiben und mußt über einen Schalter hin und her schalten. Oder schließe die Heizung einfach direkt an, ohne igendwelchen Regler. Die Maximale Leistung erzielst du dann wenn der Innenwiderstend des Solarmoduls gleich des Widerstands der Heizung ist. Ermittle den mittleren Innenwiderstand des Solarmoduls. https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung Da der Innenwiderstand eines Solarmuduls nicht konstant ist, wurde "Maximum_Power_Point_Tracking" erfunden. https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking von Andreas schrieb: >Beispiel Photovoltaikanlage 5 KW 400Volt MPPT-Spannung Sollte deine Photovoltaikanlage sowieso schon MPPT haben, sind deine Überlegungen vollkommen überflüssig, schließe deine Heizung direkt an, fertig.
Hallo Andreas, ich habe so eine Schaltung zum Verheizen von PV Energie im Brauchwasserspeicher zuhause erfolgreich aufgebaut. Allerdings benutze ich die PV Panels alle parallel bei einer VMPP von 34V. Ich habe 2x 36V Heizstäbe mit 1200W mit jeweils 3x ca. 3,3Ohm pro Heizstab. Ich verheize die Energie also als DC-Spannung komplett ohne Wechselricher. Man muss nur zusehen, dass man mit Arduino und Relais, durch paralleles Zuschalten von den Heizstab Widerständen schaut, dass man möglichst den VMPP Spannungsabfall am Heizstab zusammen bekommt, sonst hat man weniger Leistungsabfall am Wiederstand. D.h. bei schlechtem Wetter ist nur 1 von 6 Wiederständen durchgeschalten, je besser das Wetter wird, steigt die Spannung an R oberhalb von VMPP, dann schaltet man wieder einen weiteren parallel usw. Ich habe 10 Panels parallel mit je 375W an unserer Hausfassade, und heize erst wenn der Akku voll ist. Viele Grüße Stefan
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