Balkonkraftwerk auf der Garage. Wohin geht der Strom...?

[schlaufon]

@werner_1

Ich habe mir diese 2 Seiten aus dem 1935 Buch mal rangezoomt und ausgedruckt.
Vom Text verstehe ich höchstens die Hälfte. a) wegen den Begrifflichkeiten, die man heute nicht mehr benutzt (nein Rohre und Röhre meine ich nicht ) und b) Elektrotechnik-Theorie nicht mein Ding ist/war.



Ich bin dann über 3-phasiges Netz und 6-phasigen Wechselrichter gestolpert. Kleine Recherche ergibt im englischen Wiki (Link: Polyphase system - Wikipedia ) zumindest eine Ahnung wie man z.B. 6 Phasen erzeugt.
Da wird nichts "verschoben" oder addiert, sondern es werden 2(!) Stromkreise mit 3 Phasen genutzt (= 6 phasiges System):

Der Balkonkraftwerkswechselrichter gibt über 1 Phase ab (= Energie, siehe Abb. 276) . D.h. aber IM Wechselrichter sind 2 Phasen notwendig, die zwar verschoben sind, aber eben 2 echte Phasen sind. Die durch diese 2 "verschobenen" Phasen (sind um 180° (=pi) verschoben) erzeugte Energie ist Überschuss und wird am AUSGANG des WR als 1 (eine) mit dem Netz synchronisierte Phase (gleiche Frequenz, Spannung, Amplitude) ins Netz gespeist.

Anm.: dass die gemessene Spannung am Ausgang des WR höher ist als am Einspeisepunkt des Zählers ist logisch. Es ist die Mehr-Spannung, die notwendig ist um die Strecke von Ausgang WR bis Zähler zu überwinden. Wäre die Strecke ideal und verlustfrei (R=0, keine Erwärmung etc.) wäre die Spannung Asugang WR identisch mit Spannung Einspeisepunkt. Diese gemessene Spanung ist für unsere Betrachtungen irrelevant.

Wie falsch ist meine Erklärung?

 

[Pumukel]

Der Wechselrichter gibt nur eine Phase ab und diese eilt der Phase des Netzes gering voraus.
Durch die Überlagerung der Netzphase und der Phase des WR entsteht die Höhere Spannung die den Strom ins Netz treibt. Würde der WR da um 180 Grad Phasenverschoben einspeisen gibt es einen Knall . Denn Netzstrom und Strom vom WR sind dann gegeneinander gepoolt.
Als Beispiel kannst du dir die Entstehung vom Drehstrom anschauen. Das sind 3 um jeweils 120 Grad phasenverschobene Wechselspannungen . Wenn du diese Spannungen addierst entsteht eine neue Spannung mit 400V

 

[Pumukel]

Schau dir mal diesen Link An.
http://www.reiter1.com/Drehstrom/Drehstrom_07.htmHier wird dir erklärt wie aus 3 Wechselspannungen mit gleicher Spannung und gleicher Frequenz ein Drehstromnetz entsteht durch die Phasenverschiebung von 120 Grad. Beachte dabei auch das die 400V Spannung gegenüber der 230 V Spannung auch Phasenverschoben ist.

 

[schlaufon]

Der Wechselrichter gibt nur eine Phase ab und diese eilt der Phase des Netzes gering voraus.
Durch die Überlagerung der Netzphase und der Phase des WR entsteht die Höhere Spannung die den Strom ins Netz treibt. Würde der WR da um 180 Grad Phasenverschoben einspeisen gibt es einen Knall . Denn Netzstrom und Strom vom WR sind dann gegeneinander gepoolt.
Als Beispiel kannst du dir die Entstehung vom Drehstrom anschauen. Das sind 3 um jeweils 120 Grad phasenverschobene Wechselspannungen . Wenn du diese Spannungen addierst entsteht eine neue Spannung mit 400V

So weit liegen wir -glaube ich- gar nicht auseinander. Der einzige -OK, nicht der einzige aber gravierende- Unterschied zwischen Deiner Erklärung und meiner ist, dass ich sage: es findet INNERHALB des WR statt und eben nicht am Ausgang. Am Ausgang muss Synchronität herrschen. Beim 1 Phasen BalkonWR mit einer Phase des Netzes, bei größeren WR mit den 3 Phasen des Netzes. Bei 180° gibt es keinen Knall bei 2(zwei) unabhängigen 1-phasigen Wechselstromkreisen (vgl. mein Beitrag #141, 2. Absatz).

 

[Pumukel]

Nein der WR liefert eine Phasenverschobene Ausgangsspannung die der des Netzes gering vorrauseilt.
Du kannst auch sagen der WR muss eine höhere Spannung als die des Netzes liefern.
Da der WR ein Inverter ist erreicht er das durch interne Phasenverschiebung seiner Ausgangsspannung

 

[schlaufon]

WR muss eine höhere Spannung als die des Netzes liefern.

Und genau das bestreite ich. Die gemessene Spannung am Ausgang des WR ist höher, als die des Netzes z.B. am Einspeisepunkt des Zählers.
Aber nennen wir den Ausgang des WR: Punkt X . Diesen Punkt X kann man auch noch als Teil des Netzes betrachten. Dort muss die anstehende Spannung gleich der Netzspannung (einschließl. Punkt X) sein.

 

[Pumukel]

Glaube mir das doch die Ausgangsspannung des WR ist höher als die Netzspannung. Was du da misst ist die Spannung des WR und nicht die des Netzes . Strom fließt nun mal nur von der höheren Spannung zur niedrigeren Spannung. und da der Wr einspeist muss seine Spannung höher sein.
Beispiel Netzspannung 230 V dann muss der WR eine höhere Spannung liefern. Du misst da dann die höhere Spannung.

 

[schlaufon]

ich möchte mich aus der Diskussion verabschieden. Schade, dass es keine zufriedenstellenden Antworten gab, zumindest keine Antwort, die von allen akzeptiert wurde.
Ich darf bezweifeln, dass es hier im Forum Spezialisten gibt, denen daran liegt "Dumme" wie mich zu erleuchten. Ich sage nicht, dass es keine Spezialisten gibt. Aber die sitzen irgendwo im Elfenbeinturm und behalten Ihr Wissen für sich. So sieht das aus. Dann zweifle ich halt an dem Sinn des Forums.

Es gibt bestimmt Dinge, die ich auch weiß, die ich vielleicht sogar besser weiß als manch Teilnehmer hier. auch wenn die meisten Dinge (mit denen ich ich sehr gut auskenne) eben nichts mit Elektrik oder Elektrowissenschaft zu tun haben.

Ich sehe das jetzt so:
Sowohl aus dem Netz als auch am Ausgang eines WR wird elektrisches Potential (Spannungsquelle ) irgendwelchen Verbrauchern zur Verfügung gestellt.
Der Ausgang des netzgebundenen WRs (grid-tied inverter) gehört (ab jetzt für mich) ebenfalls zum Netz. Deshalb schließe ich aus, dass am Ausgang des WR andere Bedingungen herrschen als an dem Punkt wo der Ausgang des WR an eine Leitung angeschlossen ist.

Gleichheit von
- Frequenz,
- Amplitude,
- Phasen
- Spannung
am WR-Ausgangs, synchronisiert und angepasst an das Netz.

Der Ausgang des WR ist einfach eine zusätzliche Quelle (innerhalb des Netzes), die -wenn nirgendwo Verbraucher- halt so da ist.
Und wartet.
Wartet bis irgendwo ein Verbraucher im Netz einen Strom zieht und sich die Elektronen in Bewegung setzen.

Als Verbraucher fasse ich generell alles auf: jeden Draht, Kondensator, Schalter, Sicherung, Maschine, Wärmepumpe usw. Also alles in dem elektrische Energie "kaputt" gemacht wird und in mechanische Energie, Wärmeenergie usw. umgewandelt wird.


Im Netz angeschlossene Verbraucher ziehen aus der Quelle (z.B. WR) Strom. Da sich innerhalb des Netzes Verbrauch und Produktion aufheben fließt der Strom aus dem WR überall dorthin, wo es Verbraucher gibt. Eigenes Haus, Nachbarschaft, eigene Straße usw.:

Ist der "Verbrauch" im eigenen Haus, Nachbarschaft, eigene Straße usw. höher als die vom WR leistbare Energiemenge, dann muss der "Rest vom Netz" mehr elektrische Energie zur Verfügung stellen. Für einen kurzen -aber messbaren- Moment sinkt die Frequenz des Netzes bis die benötigte Energiemenge zur Verfügung steht.

Gibt es zwischen WR und nächstem Niedertvolttrafohäuschen keine Verbraucher, dann wird dort die anstehende Spannung umgespannt und steht als Potential umgespannt am Ausgang des Trafohäuschens zur Verfügung. Und wartet....

Dass hier das Argument kommt, dass die Spannung am WR Ausgang höher als im Netz ist, stimmt halt nur insofern, wenn man an 2 verschiedenen Punkten misst.


Ich kann mit dieser Erkenntnis jetzt leben. Hätte ich früher drauf kommen können. Aber als ich den Thread eröffnete, habe ich das Netz nicht als gesamtes betrachtet, sondern eben den WR als Einspeisevehikel, das es nicht ist.

Anders gesagt, wenn keiner, niemand, niirgendwo elektrische Energie "verbraucht", nützt die PV Anlage auf dem Dach (wenn keine Insellösung) gar nichts.
Es findet in diesem Fall kein Stromfluss statt, da kann man noch soviel Gleichstrom mit Photonen "produzieren".

Insofern ist eigentlich auch die Vokabel "Einspeisevergütung" falsch. Weil es wird nichts eingespeist. Man stellt im eigenen Haus nur eine Spannungsquelle zur Verfügung- Müsste Miete heißen oder Pacht. E.ON mietet sich eine Spannungsquelle...

P.S: damit ich nicht falsch verstanden werde. Ich bedanke mich herzlich bei grundsätzlichen Allen, die hier im Thtead kommentiert haben. Nur durch Euren Input hier bin in der Lage gewesen gedanklich einen Step in eine andere Denkrichtung zu gehen. Danke dafür!

 

[werner_1]

Weitestgehend sind deine Argumentationen richtig. Dass das ganze Thema sehr komplex ist, siehst du ja an den unterschiedlichen Kommentaren.

Ist der "Verbrauch" im eigenen Haus, Nachbarschaft, eigene Straße usw. höher als die vom WR leistbare Energiemenge, dann muss der "Rest vom Netz" mehr elektrische Energie zur Verfügung stellen. Für einen kurzen -aber messbaren- Moment sinkt die Frequenz des Netzes bis die benötigte Energiemenge zur Verfügung steht.

Das Netz ist so "riesig", dass auch eine kurzfristige Frequenzänderung dadurch nicht messbar ist.

 

[Hemapri]

Anders gesagt, wenn keiner, niemand, niirgendwo elektrische Energie "verbraucht", nützt die PV Anlage auf dem Dach (wenn keine Insellösung) gar nichts.
Es findet in diesem Fall kein Stromfluss statt, da kann man noch soviel Gleichstrom mit Photonen "produzieren".

Absolut richtig erkannt, aber wie wahrscheinlich wird das sein?

 

[schlaufon]

Absolut richtig erkannt, aber wie wahrscheinlich wird das sein?

Ganz einfach, wir sind doch dabei mehr Verbraucher anzuschaffen, Wärmepumpe, E-Auto, Smart Home usw.
Die Politik der Grünen ist eigentlich purer (staatverordneter) Kapitalismus, der systembedingt ewiges Wachstum fordert.
Wenn der "Verbraucher" (hier ist mal der Mensch gemeint) aber keine Kohle (hier ist mal Asche, Geld, Knete gemeint) mehr hat, dann brauchen wir den ganzen Kram eigentlich gar nicht.....
Da hat man sich eine tolle Spannungsquelle ins Haus gebaut und der Markt bricht weg....
Die Welt ist böse

Notiz für mich: Werde mich ab sofort mit der Inselllösung beschäftigen.....

 

[Pumukel]

Wie du schon richtig erkannt hast sind im Netz mehrere Generatoren parallel geschaltet. Auch mehrere Verbraucher sind da parallel.
Die Summe der erzeugten Energie und die der verbrauchten Energie muss immer gleich sein.
Wird jetzt mehr Energie erzeugt steigt die Frequenz im Netz ( die Generatoren drehen leichter)
Wird mehr Verbraucht als Erzeugt wird sinkt die Frequenz. ( Die Generatoren drehen schwerer.)
Um die Frequenz stabil zu halten gibt es die sogenannte Regelleistung. Diese liefern zusätzlich Energie oder entziehen sie dem Netz.
Dein WR ist natürlich ein Teil des Netzes. Damit dieser WR ins Netz einspeisen kann muss seine Spannung höher sein ( wenige mV bis einige V. ) Zusätzlich kommt im Netz natürlich auch der Widerstand der Leitungen ins Spiel.
Beispiel der Trafo speist mit 235 V ein durch den Leitungswiderstand singt auf Grund des Spannungsfalls die Spannung an deinem Zähler auf 230 V.
Kommt nun dein WR ins Spiel dann liefert der eine Spannung von 231 V und der Strom fließt ins Netz . Zwischen Trafo und deinem Zähler liegen aber immer Verbraucher. Wäre das nicht so müsste dein WR da 236 V liefern damit die Leistung auf die Primärseite übertragen wird.
Nehmen wir mal eine Ringleitung an . Diese Leitung ist mit beiden Enden an der Sicherung angeschlossen.
Somit ist da die Spannung absolut gleich.
Der Ring sei 200 m lang und bei 20 m hängt ein Verbraucher. (also 20 m +180 m) Jetzt kommt der Spannungsfall ins Spiel. Der ist natürlich auf 20 m deutlich geringer als auf 180 m. Die Spannung nach 20 m ist höher als die Spannung nach 180 . ( wenn du den Ring da auftrennst). Der strom für den Verbraucher fließt zum Löwenanteil über die 20 m. aber auch ein geringerer Strom fließt über die 180 m. Der Grund dafür ist der das der Spannungsfall abhängig vom Widerstand und dem Strom ist.
Jetzt kannst du den Ring auch an der Sicherung auftrennen und von beiden Seiten Einspeisen. Der Tiefpunkt der Spannung liegt am Verbraucher. Damit der Strom vom WR den Verbraucher versorgt muss seine Spannung höher als die vom Netz sein. Das trifft auch zu wenn da kein Verbraucher vorhanden ist . Dann ist der Trafo des Netzes der Verbraucher.

 

[eFuchsi]

Weil mich das Thema interessiert, habe ich den Hersteller Fronius dazu befragt:

Frage
Damit ein netzgeführter WR einspeisen kann, muss ja die vom WR erzeuget Spannung höher sein, als die Netzspannung.

Hier gibt es in dem Forum 2 Meinungen

1. Spannunsgerhöhung der Amplitude. Die Spannung ist Frequenz- und Phasengleich zur Netzspannung.
2. Die Spannungshöhe ist gleich. Die erzeugte Spannung ist lediglich um wenige Grad phasenverschoben zur Netzspannung und erzeugt damit eine treibende Spannungsdifferenz.

Antwort von Fronius
beim Einspeisen muss die Zwischenkreisspannung minimal höher sein, als die Netzspannung. Ohne Potentialdifferenz könnte es keinen Stromfluss geben, daher wird Variante 1 verwendet.

 

[schlaufon]

Kommt nun dein WR ins Spiel dann liefert der eine Spannung von 231 V und der Strom fließt ins Netz . Zwischen Trafo und deinem Zähler liegen aber immer Verbraucher. Wäre das nicht so müsste dein WR da 236 V liefern damit die Leistung auf die Primärseite übertragen wird.

Das ist ja nicht falsch, was Du schreibst. Aber Du gehst immer von verschiedenen Messpunkten aus und nicht demselben Messpunkt zur selben Zeit(t) und am selben Ort (x).

In der Skizze ist der Zähler (Punkt 3) mit einer 25 Meter Leitung mit dem Ausgang des Wechselrichters (Punkt 1) verbunden.
Der WR "misst" ununterbrochen (soweit das physikalisch halt geht ohne Pause zu messen ;-) ) am Punkt (1) die Spannung, die Frequenz, Amplitude und Phase und modeliert eine Sinuskurve, die zu den Messwerten passt,
Hört sich einfach an, ist aber wenn man dem gescheiterten Bachelor (aus meinem Beitrag #..... oben), glaubt, eher ein technisches Wunderwerk, das man mal nicht so ebenmal nachbasteln kann.(Nulldurchgänge scheinen da schwierig zu sein).
Wie kurz die Zeitabstände sind zur Messung kann ich nicht sagen, aber nehmen wir an, man könnte diese Werte ständig messen und dann die Sinuskurve endsprechend modulieren, dann gibt nie und zu keiner Zeit einen Spannungsunterschied an dem Punkt (1). Weil Punkt (1) ist sowohl der Ausgang des WR und natürlich auch der Eingang ins Netz.) Punkt (1) gibt es nur 1x.

Messe ich an verschiedenen Stellen (x), also entlang der Leitung, messe ich an jeder Stelle (2), (3) (in der realen Welt, Leitung aus Kupferdraht=ohmscher Widerstand I=const, U(x)=R(x)*I , R(x) ist (Ohm/Meter) eine andere (niedrigere) Spannung.

x ist die positive (Stromfluß-) Richtung, WR ist eine Quelle, keine Senke. Also wird R mit zunehmenden Abstand vom Punkt (1) größer. Aber nichts anderes beschreibst DU ja mit Deiner Ringleitung. Ich mag Dein Beispiel.

Am Punkt (3) ist der Messpunkt am Zählereingang. Natürlich ist hier die Spannung niedriger als am Punkt (1). Klar.
Wo ist denn jetzt das Netz., wo fängt es an? Na, am Ausgang des WR. Es keinen Spannungsunterschied an der Stelle 1.

Der WR als Quelle im Netz/ des Netzes muss/darf gar kein Überschuss-Potential erzeugen.

 

[schlaufon]

Weil mich das Thema interessiert, habe ich den Hersteller Fronius dazu befragt:

Soweit ich den Aufbau eines WR verstanden habe, ist der Zwischenkreis und somit sein Spannungszustand innerhalb der Black Box und nicht am Ausgang des WR.
Und wie wären wieder an dem Punkt, wo ist denn für Fronius "das Netz". M.E. ist der Ausgang des WR Teil des Netzes.

Aber ich finde es toll, dass Du Informationen dort eingeholt hast. Danke Dir!

 

[eFuchsi]

Einen Wechselrichter darf man anscheinnd nicht nur an seinem Anschlusspunkt betrachten.

 

[Pumukel]

Du musst das Netz als Ganzes sehen. Nimm als Beispiel mal zwei Batterien eine mit 5 V und eine mit 6 V
Pluspol an Pluspol und Minuspol an Minuspol . Das stellt dein Netz mit zwei Spannungsquellen dar.
Der Strom der 6 V Bakterie speist einen Ladestrom in die 5 V Quelle. Die Spannung die du da zwischen + und - Pol misst ist die Netzspannung und wie hoch ist diese da ? Und weiter setz da einen Verbraucher zwischen + und - ändert sich da was ?
Ja die Spannung am Verbraucher bricht ein und deine 6 V Bakterie liefert den Strom durch den Verbraucher und einen Ladestrom ins Netz . Nur wenn die 6 V Bakterie soweit einbricht bis die Spannung da 5 V erreicht speisen beide Quellen den Verbraucher . Sinkt die Spannung an der 6 V bakterie auf 5 V ab kann diese keinen Strom mehr liefern. Deshalb liefert nur das Netz den Strom.

 

[Pumukel]

in Deinem Beitrag 154 hast du das Netz vor dem Zähler vergessen!

 

[werner_1]

Hier kann man die Netzfrequenz "messen" und auch beobachten, welche Regelleistung in MW (Millionen Watt) erforderlich sind, um die Frequenz zu beeinflussen: Online-Messung der Netzfrequenz

 

[schlaufon]

Hier kann man die Netzfrequenz "messen" und auch beobachten, welche Regelleistung in MW (Millionen Watt) erforderlich sind, um die Frequenz zu beeinflussen: Online-Messung der Netzfrequenz

Ich ärgere mich ständig, dass mein chinesischer 1 Phasen-Nicht MID-Zähler, ständig 49,99 Hz anzeigt, Sieht echt blöd aus. Mittlerweile weiß ich, dass er richtig anzeigt.....
50Hz ist tatsächlich eher selten