Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung - "regelbare Strombegrenzug" - gesucht


von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Hallo! Ich bin ein "low-level" Elektroniker, der bei folgenden Thema 
aussteigt und Hilfe benötigt:
Ich betreibe im Moment, mit einer vorhandnen Spannungsquelle (Lifepo4 - 
8S) mit ca. 24V, einen Enphase Micro-Wechselrichter IQ7. Der 
Betriebsspannungsbereich des Wechselrichters liegt bei 16-48V. Die min. 
Startspannung sind 22V. Das funktioniert soweit ohne Probleme. Ich 
möchte nun jedoch zwischen Spannungsquelle und Wechselrichter eine 
regelbare Strombegrenzung einbauen, damit ich kontrollieren kann wieviel 
Leistung der Wechselrichter bekommt (im PV-Betrieb bekommt er auch mal 
mehr mal weniger an Strom/Spannung von den PV-Modulen). Dazu lese ich 
per Modbus und Arduino einen Stromzähler aus. Ich habe dann also ein 
Signal (z.B. digital 4 bit) zur Verfügung mit dessen Hilfe ich die 
Strombegrenzung steuern kann. Der maximal mögliche Strom beträgt 10A. 
Ich wäre schon zufrieden, wenn ich die Strombegrenzung von 0 bis 10A in 
1A Schritten regeln könnte. Die Spannung sollte dabei jedoch nicht unter 
die Startspannung des Wechselrichters (22V) sinken. Also muss man 
eventuell mit einen Step-Up-Regler arbeiten? Kann mir ein Profi in 
diesem Forum einen Schaltplan dafür erstellen? Gerne gegen einen 
moderaten Unkostenbeitrag! Danke für Eure Zeit!
LG!

: Verschoben durch Moderator
von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> Die Spannung sollte dabei jedoch nicht unter
> die Startspannung des Wechselrichters (22V) sinken.

Ein Wechselrichter nimmt sich soviel Strom wie er braucht um die 
abgerufene Ausgangsleitung zu bringen.
Eine Stromquelle passt ihre Ausgangsspannung an. Will der Verbraucher 
mehr Strom als die Stromquelle bringt, fällt ihre Ausgangsspannung.
Was du möchtest funktioniert so nicht.

Wenn diese Wechselrichter ein Solarwechselrichter mit MPPT ist, müsste 
man eine Stromquelle bauen, die eine Solarzelle mit einem einstellbaren 
MPP simuliert. Das ist garantiert kein Anfängerprojekt. Ausserdem 
passieren manchmal lustige Dinge wenn zwei Regelungen (die MPP 
Simulation und das MPPT des Wechselrichters) gegeneinander arbeiten.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> Ich möchte nun jedoch zwischen Spannungsquelle und
> Wechselrichter eine regelbare Strombegrenzung einbauen

"Strom begrenzen" heißt konkret, die Spannung so weit zu reduzieren bis 
der maximal gewünschte Strom fließt. Wie reagiert denn dein 
Wechselrichter auf sinkende Spannung? Wahrscheinlich wird er noch mehr 
Strom aufnehmen.

> damit ich kontrollieren kann wieviel Leistung der Wechselrichter bekommt

Der "bekommt" nicht Leistung, sondern er nimmt so viel Leistung auf,wie 
er will.

> Die Spannung sollte dabei jedoch nicht unter
> die Startspannung des Wechselrichters (22V) sinken.

Das muss aber passieren, weil du sonst keine Strombegrenzung hast.

> Also muss man eventuell mit einen Step-Up-Regler arbeiten?

Je geringer dessen Eingangsspannung ist, umso mehr Strom nimmt er auf. 
Damit erreichst du das Gegenteil von dem, was du willst.

Ich denke du brauchst einen Wechselrichter, der sich entsprechend 
steuern/konfigurieren lässt. Durch einen externen Vorbau ist das nicht 
zu machen.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> ...damit ich kontrollieren kann, wieviel Leistung der Wechselrichter bekommt.

Dafür ist ein eingeschleiftes Amperemeter besser geeignet. Oder einen 
0,1 Ohm Widerstand in die Leitung legen und mit einem 
Operationsverstärker den Spannungsfall so weit verstärken, dass man ihn 
für andere Zwecke nutzen kann (Datenlogger).

von Hermann S. (diphtong)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hier ist mal eine Schaltung für ein analoges Labornetzgerät. Hab ich 
selbst iwo aus dem Internet.

Wenn dir die Verlustleistung "egal" ist, lässt sich damit bestimmt was 
anfangen. Alles andere dürfte komplizierter sein.

: Bearbeitet durch User
von emhopa (Gast)


Lesenswert?


von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Hermann S. schrieb:
> Wenn dir die Verlustleistung "egal" ist,

Lese mal das erste Posting vollständig. Er liest seine Stromzähler aus, 
er hat Solarmodule die (auch) am Wechselrichter laufen und er will über 
den gemessenen Strom am Zähler sein Eigenstromanteil über die in den 
Akkus gespeicherte Energie optimieren.

Das letzte was ihm "egal" ist ist verschwendete Energie durch eine hier 
aus verschiedenen schon genannten Gründen ungeeignete lineare 
Stromregelung.

: Bearbeitet durch User
von Hermann S. (diphtong)


Lesenswert?

Hab ich mir schon fast gedacht...aber...

Mario M. schrieb:
> Hallo! Ich bin ein "low-level" Elektroniker, der bei folgenden Thema
> aussteigt und Hilfe benötigt:

Ja dann wirds aber schwierig...v. a. er will ja nicht nur stellen, 
sondern auch regeln...

Uns wenns ein step-down sein soll...der Aufbau an sich ist ja 
einfach...aber da fängts ja schon beim richtigen Transistor an, 
Treiberschaltung, Dimensionierung der Spule/Kondensator...
Und dann noch die Regelung dazu. Um regeln zu können muss er auch 
erstmal was messen...reichen da die 4 bit für eine zuverlässige 
Messung?^^ Also das ist schon ein schönes Projekt ;-)
Entweder er fuchst sich da richtig rein, das kostet Zeit...oder was 
fertiges.

ODER...jemand hat schon einen fertigen Schaltplan mit richtig 
dimensionierten Bauteilen...was schwierig sein dürfte, wenn er das mit 
einem Arduino regeln will...genau sowas wird keiner im Petto haben?!

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6975738 wurde vom Autor gelöscht.
von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Udo S. schrieb:
> Mario M. schrieb:
>> Die Spannung sollte dabei jedoch nicht unter
>> die Startspannung des Wechselrichters (22V) sinken.
>
> Ein Wechselrichter nimmt sich soviel Strom wie er braucht um die
> abgerufene Ausgangsleitung zu bringen.
> Eine Stromquelle passt ihre Ausgangsspannung an. Will der Verbraucher
> mehr Strom als die Stromquelle bringt, fällt ihre Ausgangsspannung.
> Was du möchtest funktioniert so nicht.
>
> Wenn diese Wechselrichter ein Solarwechselrichter mit MPPT ist, müsste
> man eine Stromquelle bauen, die eine Solarzelle mit einem einstellbaren
> MPP simuliert. Das ist garantiert kein Anfängerprojekt. Ausserdem
> passieren manchmal lustige Dinge wenn zwei Regelungen (die MPP
> Simulation und das MPPT des Wechselrichters) gegeneinander arbeiten.

Danke für den Input!

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Stefan ⛄ F. schrieb:
.....

>> Also muss man eventuell mit einen Step-Up-Regler arbeiten?
>
> Je geringer dessen Eingangsspannung ist, umso mehr Strom nimmt er auf.
> Damit erreichst du das Gegenteil von dem, was du willst.
>
> Ich denke du brauchst einen Wechselrichter, der sich entsprechend
> steuern/konfigurieren lässt. Durch einen externen Vorbau ist das nicht
> zu machen.

Danke für die Erklärungen!

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Hermann S. schrieb:
> Hier ist mal eine Schaltung für ein analoges Labornetzgerät. Hab ich
> selbst iwo aus dem Internet.
>
> Wenn dir die Verlustleistung "egal" ist, lässt sich damit bestimmt was
> anfangen. Alles andere dürfte komplizierter sein.

Die Verlustleistung sollte so gering wie möglich sein ... ich möchte 
meinen Solarstrom ja als Grundlastabdeckung einspeisen, nicht verbraten 
:-)
Aber Danke für die Mühe!

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Udo S. schrieb:
> Hermann S. schrieb:
>> Wenn dir die Verlustleistung "egal" ist,
>
> Lese mal das erste Posting vollständig. Er liest seine Stromzähler aus,
> er hat Solarmodule die (auch) am Wechselrichter laufen und er will über
> den gemessenen Strom am Zähler sein Eigenstromanteil über die in den
> Akkus gespeicherte Energie optimieren.
>
> Das letzte was ihm "egal" ist ist verschwendete Energie durch eine hier
> aus verschiedenen schon genannten Gründen ungeeignete lineare
> Stromregelung.

Genau, gut erkannt :-)   Dake!

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

emhopa schrieb:
> Hallo Mario M.
>
> Schau Dir doch mal in diesem Link den Beitrag #72 an.
>
> 
https://www.photovoltaikforum.com/thread/127713-modulwechselrichter-am-akku-betreiben/?postID=2094360#post2094360

Danke, schaue ich mir mal an ...

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


Lesenswert?

Als Info:

Wechselrichter, für Solarzellen, sollten eigentlich so eingestellt sein, 
dass sie auf dem Optimum der U/I Kurve der Solarzelle arbeiten,
Damit erreicht man den höchsten Wirkungsgrad.
Aber das war ja nicht deine Frage.

Ansonsten ja, ist es nicht gut wen 2 Regelungen hintereinander an den 
Ampere rumspielen, das gibt sonst ein richtiges Regelchaos ;-)

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> Das funktioniert soweit ohne Probleme. Ich
> möchte nun jedoch zwischen Spannungsquelle und Wechselrichter eine
> regelbare Strombegrenzung einbauen, damit ich kontrollieren kann wieviel
> Leistung der Wechselrichter bekommt

Hallo

ganz schlechte Idee. Die Probleme schaffst Du Dir dann erst. Bei 
verminderter Spannung, die bei Begrenzung des Stromes auftreten muß, 
wird die Stromaufnahme des Wechselrichter noch größer und die 
Strombegrenzung vermindert die Spannung um so mehr. Dieses Ziel 
erreichst Du nur durch Eingriff in den Wechselrichter, damit er von sich 
aus weniger Stom aufnimmt. Aber anscheinend möchtest Du eher die 
Stromaufnahme messen anstatt zu begrenzen.

> Durch einen externen Vorbau
Nein, der ist für anderes gut.


mFG

: Bearbeitet durch User
von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Was hält ihr davon?

https://icplan.de/seite35/

von Pepe T. (pepe_t)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Warum kaufst du nicht den SoyoSource bei dem du per RS485 die leistung 
einstellen kannst? Den kannst du auch auf "batterie" stellen damit er 
das MPP tracking ausschaltet, kannst aber auch die solarleistung 
begrenzen. Der 24V schafft 800W dauer, der 48V soll 1.2kw machen.
Meiner war mit porto und fernmessgerät SFR 190.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> ich möchte meinen Solarstrom ja als Grundlastabdeckung einspeisen, nicht
> verbraten

Das kann aktuell wohl nur der Soyo Source GTN-1200/1000 Wechselrichter, 
gesteuert über ModBus, aus einem Modbus-Zähler.

Und der hat kein CE, wird offenbar nicht mehr hergestellt, und macht 
keinen langlebigen Eindruck.

Oder kennst du einen anderen in der Leistung begrenzbaren GridTie 
Wechselrichter ?

Nein, vorweg, am Eingang, kann man nicht begrenzen. Obwohl, direkt aus 
Solarpanels per MPPT einspeisende Wechselrichter können auch nicht mehr 
einspeisen als sie bekommen. Nur die Vorschaltung die aus der konstanten 
Akkuspannung eine einbrechende Photovoltaikstromquelle zu machen ist 
noch aufwändiger, als der ganze Wechselrichter.

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Mario M. schrieb:

> Das kann aktuell wohl nur der Soyo Source GTN-1200/1000 Wechselrichter,
> gesteuert über ModBus, aus einem Modbus-Zähler.
>
> Und der hat kein CE, wird offenbar nicht mehr hergestellt, und macht
> keinen langlebigen Eindruck.
>
> Oder kennst du einen anderen in der Leistung begrenzbaren GridTie
> Wechselrichter ?
>
> Nein, vorweg, am Eingang, kann man nicht begrenzen. Obwohl, direkt aus
> Solarpanels per MPPT einspeisende Wechselrichter können auch nicht mehr
> einspeisen als sie bekommen. Nur die Vorschaltung die aus der konstanten
> Akkuspannung eine einbrechende Photovoltaikstromquelle zu machen ist
> noch aufwändiger, als der ganze Wechselrichter.

Ich hatte vorher drei Stück GLT2 mit Limiter im Einsatz. Die waren mir 
aber zu laut (Lüfter). Die wurden mit Hilfe eines Stromsensors (an der 
Zuleitung zur Hauselektrik) gesteuert. Jetzt habe ich drei Enphase 
Micro-Wechselrichter IQ7 
(https://www.pv-lieder.de/shop/wechselrichter/enphase/) im Einsatz. Die 
können halt leider nur an oder aus ... Dafür haben die keinen Lüfter und 
sind dadurch leise! Wenn jemand einen lüfterlosen Wechselrichter, für 
Batteriebetrieb (24V) und Netzeinspeisung, mit CE, und mit Möglichkeit 
einer Steuerung (Digital oder Analog) kennt, bitte um Info - Danke!

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> Wenn jemand einen lüfterlosen Wechselrichter, für Batteriebetrieb (24V)
> und Netzeinspeisung, mit CE, und mit Möglichkeit einer Steuerung
> (Digital oder Analog) kennt, bitte um Info

Eben.

Das suchen alle.

Niemand will seinen teuren Akkustrom an die Energieversorger 
verschenken.

Der GLT2 ist nun auch nicht alt. Wenn du den schon entsorgt hast, hat er 
sich niemals amortisiert.

Und GridTieInverter jenseits der 1000 EUR amortisieren sich auch nie.

Eventuell gibt es die Möglichkeit, einen MPPT Inverter intern so zu 
modifizieren, dass er steuerbar auch am Akku als Quelle runterregelt.

Dazu muss man aber dessen Schaltpläne und Regelparameter (unter 10% aus 
?) kennen. Und CE erlischt nach der Modifikation natürlich.

von Pepe T. (pepe_t)


Lesenswert?

Du hast echt drei "SUN-1000GTIL2" 1000W inverter gegen drei 300W 
inverter getauscht? Welche WP leistung hängt denn da dran?

Bei meinem soyo kommt der lüfter bei mageren 300W eigentlich nie. Der 
läuft nur wenn intern mehr als 40 grad sind. Und den hattest du in der 
stube?

MaWin schrieb:
> einen MPPT Inverter intern so zu
> modifizieren, dass er steuerbar

Genau. Hab mir extra einen Y&H 300W 30 eur inverter gekauft um da an den 
3 potis rumzuschrauben. Nie gemacht, das dings läuft zu gut.

BTW: CE ist ausserhalb germanistan völlig unbedeutend.

: Bearbeitet durch User
von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Pepe T. schrieb:
> Du hast echt drei "SUN-1000GTIL2" 1000W inverter gegen drei 300W
> inverter getauscht? Welche WP leistung hängt denn da dran?
>
Ich hatte die drei GTL2 auch auf 350 Watt limitiert, trotzdem kammen die 
Lüfter alle paar Minuten sehr laut. Ja das Ding hängt bei mir im 
Abstellraum und war zu laut. Die Enphase WR laufen mit je 240W (reicht 
als Grundlastabdeckung). Ich benötige vor Mitternacht alle drei, dann 
nur noch 2, und selbst da wird eingespeist .... Daher wollte ich einen 
regelbar haben. Die GLT2 kamen bei meiner 24V Batteriespannung auch nur 
auf maximal 800 Watt. Ich habe sie zwischenzeitlich ich verkauft!

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

MaWin schrieb:

>
> Der GLT2 ist nun auch nicht alt. Wenn du den schon entsorgt hast, hat er
> sich niemals amortisiert.
>
Habe die drei GLT2 mit geringem Verlust zwischenzeitlich verkauft.

: Bearbeitet durch User
von Pepe T. (pepe_t)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> Ich benötige vor Mitternacht alle drei, dann
> nur noch 2, und selbst da wird eingespeist ....

Schaltest du das von hand oder hast du was automatisches?
Ich hätte bei den GTIL2 die lüfter abgeändert. Silent modelle rein. Wenn 
nur 350W drübergehen reicht auch ein langsamläufer.

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

Pepe T. schrieb:


> Schaltest du das von hand oder hast du was automatisches?

Im Moment mache ich das Zeitgesteuert über Homematic IP. Ich baue aber 
diese Woche um - Zähler auslesen über Modbus und ein Arduino schaltet 
dann bei Bedarf sehr träge einen oder zwei ein und aus.

> Ich hätte bei den GTIL2 die lüfter abgeändert. Silent modelle rein. Wenn
> nur 350W drübergehen reicht auch ein langsamläufer.

Ich hatte die Lüfter (eigentlich ging es nur um den kleinen - es gibt ja 
zwei große, die waren nicht so sehr das Problem, und einen lauten 
kleinen) sogar mechanisch entkopplt. Das brachte aber so gut wie nichts 
...

von ulf (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
ich habe einen INV315-50 mit Hilfe eines DPS8005 StepDown-Wandlers an 
einem 48V-Akku betrieben. Dabei lässt sich die dem Wechselrichter 
zugeführte Leistung ganz einfach ohne jegliche zusätzliche Hard/Software 
mit einem Drehknopf einstellen. Der Wechselrichter folgt dabei ohne 
merklichen Verzug. Den DPS8005 habe ich genommen, da er mit 90V die 
Leerlaufspannung zweier serieller 60-Module von 80V verträgt. Dafür 
liefert er maximal 5,1A (ohne Lüfter). Ist die Spannung auf Werte unter 
60V beschränkt, so eignet sich z.B. der DPS5015 mit maximal 15A (mit 
Lüfter). Und das Beste ist: die DC-Konverter lassen sich per ModBus RTU 
auch direkt fremdsteuern (0W-Einspeisung).

von Mario M. (meki01)


Lesenswert?

ulf schrieb:
> Hallo,
> ich habe einen INV315-50 mit Hilfe eines DPS8005 StepDown-Wandlers an
> einem 48V-Akku betrieben. Dabei lässt sich die dem Wechselrichter
> zugeführte Leistung ganz einfach ohne jegliche zusätzliche Hard/Software
> mit einem Drehknopf einstellen. Der Wechselrichter folgt dabei ohne
> merklichen Verzug. Den DPS8005 habe ich genommen, da er mit 90V die
> Leerlaufspannung zweier serieller 60-Module von 80V verträgt. Dafür
> liefert er maximal 5,1A (ohne Lüfter). Ist die Spannung auf Werte unter
> 60V beschränkt, so eignet sich z.B. der DPS5015 mit maximal 15A (mit
> Lüfter). Und das Beste ist: die DC-Konverter lassen sich per ModBus RTU
> auch direkt fremdsteuern (0W-Einspeisung).

Hallo!
Hört sich gut an. Wie sieht es mit der Verlustleistung aus?
Ich werde mir das mal genauer ansehen - Danke!

von ulf (Gast)


Lesenswert?

Gemessen hab ich die Effizienz nicht. Wenn man den Konverter aber 
60V->50V mit 5,1A am Ausgang eine Stunde laufen lässt, so kann man sich 
am (unbelüfteten!) mini-Kühlkörper die Finger verbrennen (60-70C). Ich 
habe den Kühlkörper mit einem Kupferblech erweitert, und jetzt wird er 
maximal Handwarm. Ich schätze, dass der Konverter bei Maximalauslastung 
unter 10W in Wärme umsetzt. Das schöne an der Umsetzung ist, dass man 
erst einmal ohne jegliche Bastelei die Wechselrichterleistung an einer 
Batterie drosseln kann. Die Batterie sollte aber min. 2V mehr als die 
minimale Wechselrichterspannung haben.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


Lesenswert?

Mario M. schrieb:
> Hört sich gut an. Wie sieht es mit der Verlustleistung aus?
> Ich werde mir das mal genauer ansehen - Danke!

Du meins den Wirkungsgrad?
liegt im Optimum über 95%, sie machen wenig abwärme.

Wir setzen diese auch ein bzw der große Bruder davon: DPH5005.

Und nutzen sie über die Schnittstelle in Akkumessgeräten.

Preis-Leistung stimmt zu 100%

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.