Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC-Spannung halbieren, Strom verdoppeln (Synchronwandler?)


von SunOne M. (sunone_m)


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Hallo Forum,
ich habe eine PV-Anlage auf dem Dach und möchte nun einen neuen 
Wechselrichter verbauen.

Die Eckdaten zu meiner Anlage:
- 21x390Wp Hyundai Halbzellenmodule (8,19kW DC-Leistung)
- MPP-Spannung je Modul 38,5 V
- MPP-Strom 10,1 A
- Die Anlage hat nur einen String, d.h. alle Module sind in Reihe 
geschalten

Somit komme ich je nach Zelltemperatur auf eine Spannung von ca. 900V. 
Der neue Wechselrichter kann aber maximal 800 V Eingangsspannung 
verarbeiten.
Mein Ziel ist es mit minimalen Umwandlungsverlusten die Spannung auf 
unter 800V zu reduzieren. Man könnte jetzt natürlich ein Modul aus dem 
String entfernen und den String teilen (2x10 Module, da die beiden neuen 
Strings parallel geschaltet werden müssen). Dann hätte ich die Spannung 
halbiert und den Strom verdoppelt. Ich könnte den Wechselrichter 
parallel anfahren und das Thema wäre erledigt. Allerdings möchte ich das 
nur sehr ungerne tun, da ich somit ein Modul verliere und die Anlage 
teilweise demontieren muss um die neuen Kabel zu verlegen.
Ich habe mich im Netz mal ein bisschen schlau gemacht und bin auf den 
Synchronwandler gestoßen. Auf den ersten Blick sieht das für mich schon 
ziemlich vielversprechend aus. Allerdings habe ich vom Synchronwandler 
nie in Zusammenhang mit so ,,großen“ Leistungen gelesen, wie ich ihn 
benötigen würde.
Daher meine Fragen an euch:
- Ist eine Halbierung der Spannung und Verdopplung des Stroms mit einem 
Synchronwandler sinnvoll? Oder würdet ihr stattdessen auf etwas anderes 
zurückgreifen?
- Der Wechselrichter hat einen MPP-Tracker, d.h. er fährt alle 10 
Minuten eine Kennlinie ab um seinen Innenwiderstand mit dem 
Innenwiderstand der Photovoltaikmodule abzugleichen 
(Leistungsanpassung). Könnte sich ein Synchronwandler hier störend 
auswirken?
- Die wichtigste Frage zum Schluss: Kennt jemand eine Firma oder einen 
Bastler, bei dem man ein solches Produkt kaufen kann? Oder kann man das 
auch selbst bauen? Schaltpläne findet man im Netz zwar zu Genüge, 
allerdings weiß ich nicht wie man die Bauelemente auslegt.

Vielen Dank & beste Grüße

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Teilen oder anderer Wechselrichter.

von Dieter (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Teilen oder anderer Wechselrichter.

Genau das sind die beiden Alternativen, die es hierfür als Lösung gibt.

von SunOne M. (sunone_m)


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Eine Begründung wäre nett. Warum kann ich keinen DC DC Wandler nehmen?

von MaWin (Gast)


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SunOne M. schrieb:
> Eine Begründung wäre nett. Warum kann ich keinen DC DC Wandler
> nehmen?

Man kann keinen Wandler nehmen  der eine GEREGELTE Ausgangsspannung 
produziert.
Denn der erhöht seine Stromaufnahme, wenn die Solarspannung wegen 
mangelnder Sinnenleistung sinkt, und würgt damit die Solaratromerzeugung 
ab. Daher braucht man an Solarzellen MPPT Regler und die funktionieren 
nur mit einem Akku (oder Heizstab) als Last, also einer Last die alle 
Leistung ohne Widerwillen aufnimmt.

Es geht, einen Tiefsetzsteller (ohne Regelung) mit exakt 50% PWM 
Tastverhaltnis (oder waren es 33%?) an eine Solarzelle anzuschliessen, 
der halbiert die Spannung und verdoppelt den Strom (mit kleinen 
Verlusten). Aber er muss über den ganzen Solarspannungsbereich arbeiten, 
das ist eine klügere Schaltung als bloss was zusammengestöpseltes

Und die Schaltung ist nicht handelsüblich, weil niemand so was braucht. 
Es kauft doch sonst keiner die falschen Solarladeregler zusammen zu den 
falschen Solarpanels. Am ehesten gibt es das fertig als Motorsteller, 
mit Unterspannungsabschaltung. Aber nicht für 900V.

von Helge (Gast)


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Das läßt sich theoretisch bauen. Nur daß 10kW und 1000V weit außerhalb 
von "mal schnell zambasteln" ist. Die Wandlungsverluste dürften so viel 
ausmachen wie das eine extra-Modul.

Auswege:
21 Module lassen sich auch als 3x7 verschalten.
Noch ein Modul mehr, falls möglich.

von Textextext (Gast)


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Hier kann man seriös nur zu einen anderen Wechselrichter raten.
Das Problem bei Basteleien mit so hohen DC-Spannungen ist, dass man mit 
Absteänden und dergleichen höllisch aufpassen muss, und Lichtbögen bei 
Solar erheblichen Schaden anrichten können.

Abgesehen davon ist das bei so hohen Leistungen auch nicht mehr trivial.

Ich persönlich würde einen passenden Wechselrichtern nehmen.

Alles andere wäre mir persönlich zu riskant. Ich bin Hardwareentwickler 
und haben schon Leistungselektronik für DC-Spannungen jenseits von 300V 
entwickelt (Hauptsächlich PFCs), und trotzdem würde ich tunlichst die 
Finger davon lassen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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SunOne M. schrieb:
> Eine Begründung wäre nett. Warum kann ich keinen DC DC Wandler nehmen?

Deswegen:

SunOne M. schrieb:
> Mein Ziel ist es mit minimalen Umwandlungsverlusten

10KW wandelt man nicht mal eben mit "minimalen" Verlusten.
Selbst bei 99% Wirkunggrad produziert man so bis 100W Abwärme.


SunOne M. schrieb:
> Somit komme ich je nach Zelltemperatur auf eine Spannung von ca. 900V.
> Der neue Wechselrichter kann aber maximal 800 V Eingangsspannung
> verarbeiten.

Weil es noch niemand gesagt hat: typischer Fall von nicht nachgedacht. 
Erfahrene Menschen denken erst und kaufen dann. Weniger erfahrene 
denken später (oder gar nicht) und bezahlen am Ende mehr.

von Christian M. (likeme)


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es gibt nur eine Lösung, die Platten umverdrahten oder neuen WR kaufen, 
sorry...

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Dein neuer WR sollte auch die Leerlaufspannung des Strangs vertragen. 
Wollte es nur erwähnen.

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