Wie drosseln Wechselrichter?

Diskutiere Wie drosseln Wechselrichter? im Forum Photovoltaik- / Windkraft-Forum im Bereich DIVERSES - Moin, moin zusammen. Ich bin relativ neu in der Elektro/ PV Anlagen - branche und habe eine frage zu Wechselrichtern. Und zwar weiss ich das es...
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Luggas

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Moin, moin zusammen.
Ich bin relativ neu in der Elektro/ PV Anlagen - branche und habe eine frage zu Wechselrichtern. Und zwar weiss ich das es möglich ist die AC Power zu drosseln. Aber wie funktioniert das? Wohin geht die Energie?
Würde mich über Antworten freuen.
LG Lukas
 
Wenn du den Umrichter drosselst geht die Energie nirgendwohin.
Der Umrichter senkt seine erzeugte Spannung so weit ab, bis so wenig Energie fließt wie gewünscht.
 
Im Detail kann das niemand sagen, weil niemand Deinen WR kennt.
Prinzipiell ist zu sagen, dass eine Drosselung kein Problem ist.
Die Thyristoren/Transistoren/MOSFETS (was immer da auch verbaut ist) werden halt nur zu gewissen Zeitpunkten angesteuert und leitend.

Das Integral über diese Ansteuerzeit (die sich aufgrund einer Drosselung eben ändert) ist proportional zur Leistung (sagen wir mal annähernd und für eine prinzipielle Betrachtung ausreichend).

(Ob der WR seine Spannung senkt (wie oben behauptet) mag dahingestellt sein. Wäre m mir neu, aber ich lerne ja gerne dazu.)
 
Um einen Energiefluß zu erzeugen benötigst Du in der Elektrik eine Spannung zwischen zwei Punkten.
Auch mit einem Wechselrichter ist das so.
Und der Strom fließt nun mal von dem Punkt mit dem höheren Potential zu dem mit dem niedrigeren Potential.

Wie soll das sonst funktionieren?
 
Nirgends. Die Solarzelle ist, wenn die Sonne scheint ähnlich einer Batterie.

Die nicht als elektrische Energie entnommene führt dann zu mehr Erwärmung der Solarzelle.

Sagen wir mal so:

Ein nicht angeschlossenes Solarmodul steht in der prallen Sonne und erwärmt sich z.B. auf 50 Grad Celsius. Es stellt sich ein Gleichgewicht ein, wenn die umgebende Luft durch Kühlung des Moduls genau so viel Leistung entzieht, wie durch Sonnenstrahlung zugeführt wird. Reflektierte Leistung vernachlässigen wir mal.

Wenn der Wechselrichter die maximal mögliche elektrische Leistung entzieht, erwärmt sich das Panel vielleicht nur auf 45 Grad.

Bei Drosselung der Leistung eben irgendwo auf zwischen 45 und 50 Grad.

Letztendlich erwärmt die nicht als elektrische Leistung entzogene Energie die Luft.
 
(Ob der WR seine Spannung senkt (wie oben behauptet) mag dahingestellt sein. Wäre m mir neu, aber ich lerne ja gerne dazu.)

Dieser Regelungsvorgang läuft in der Praxis auch auf eine Absenkung der Spannung hinaus. Aber was wirklich abläuft, sind Berechnungen der Software im WR.

Die Kiste misst ja Spannung und Strom am Ausgang, daraus errechnet sie die Leistung. Im normalen, nicht gedrosselten Betrieb, wird durch den MPP-Tracker auf der Strom-Spannungs-Kennlinie der Module der Punkt maximaler Leistung angefahren. Gleichzeitig vergleicht die Software ständig, ob die maximal zulässige Leistung schon erreicht wird, egal ob jetzt die Nennleistung des WR oder ein Wert, den eine Drosselung vorgibt.

Das Ganze arbeitet ja wie ein Schaltnetzteil, im hochfrequenten Bereich von vielen Kilohertz. Die umgesetzte Leistung ist abhängig vom Pause / Takt - Verhältnis in dem die IGBT-Transistoren ein und ausgeschaltet werden. Je mehr "Ein-Zeit" innerhalb der Periode der hochfrequenten Schwingung durch die Ansteuerung definiert wird, desto mehr Energieumsetzung. Es ist also eine Impulsbreitenmodulation, deren Ergebnis der 50Hz - Strom am Ausgang ist. Natürlich liegen da Siebglieder aus Drosseln und Kondensatoren dazwischen, damit eine annähernd 50Hz - sinusförmige Spannung am Ausgang entsteht, mit ganz feinen Treppenstufen, mehr oder weniger abgerundet.
 
Nö, weniger Strom, weniger Strom-wärme

Aber man muss immer von der, von der Sonne eingestrahlten Leistung ausgehen, die das Modul erwärmt. Und wenn ich elektrische Energie dem System entziehe, bleibt weniger Leistung von der Strahlung übrig, die die Platte erwärmt.

Oder denke ich da falsch?

Natürlich wird ein höherer Stromfluß auch bestimmte Strukturen auf dem Modul mehr erwärmen. Aber insgesamt betrachtet, müsste ein Modul, dem elektrische Leistung entzogen wird, kühler bleiben, als eines, das im Leerlauf in der Sonne liegt.
 
Das kann ich aus der Solarthermie nur bestätigen.

Leprechaun
 
Danke für die bisherigen antworten. Definitiv einige neue denkansätze denen ich nachgerhen werde.
 
Das Integral über diese Ansteuerzeit (die sich aufgrund einer Drosselung eben ändert) ist proportional zur Leistung (sagen wir mal annähernd und für eine prinzipielle Betrachtung ausreichend).

anders ausgedrückt:

Die umgesetzte Leistung ist abhängig vom Pause / Takt - Verhältnis in dem die IGBT-Transistoren ein und ausgeschaltet werden. Je mehr "Ein-Zeit" innerhalb der Periode der hochfrequenten Schwingung durch die Ansteuerung definiert wird, desto mehr Energieumsetzung.
 
so läuft das im Innersten des FU.
An den Anschlußklemmen darf das aber so nicht vorkommen.
Ansonsten ergeben sich im Netz erhebliche Störungen durch Oberwellen.
An den Anschlußklemmen des FU muß eine reine Sinuswelle mit Netzfrequenz anliegen.
 
so läuft das im Innersten des FU.
An den Anschlußklemmen darf das aber so nicht vorkommen.
Ansonsten ergeben sich im Netz erhebliche Störungen durch Oberwellen.
An den Anschlußklemmen des FU muß eine reine Sinuswelle mit Netzfrequenz anliegen.

deshalb schrieb ich auch in #8:

Natürlich liegen da Siebglieder aus Drosseln und Kondensatoren dazwischen, damit eine annähernd 50Hz - sinusförmige Spannung am Ausgang entsteht, mit ganz feinen Treppenstufen, mehr oder weniger abgerundet.


100 prozentig rein wird sie sicher nicht sein, da ein gewisser sehr kleiner Anteil dieser Taktfrequenz am Ausgang sicher noch vorhanden ist. Habe aber keine Zahlen, welcher Prozentsatz.
 
Dieser Regelungsvorgang läuft in der Praxis auch auf eine Absenkung der Spannung hinaus. Aber was wirklich abläuft, sind Berechnungen der Software im WR.

Die Kiste misst ja Spannung und Strom am Ausgang, daraus errechnet sie die Leistung. Im normalen, nicht gedrosselten Betrieb, wird durch den MPP-Tracker auf der Strom-Spannungs-Kennlinie der Module der Punkt maximaler Leistung angefahren. Gleichzeitig vergleicht die Software ständig, ob die maximal zulässige Leistung schon erreicht wird, egal ob jetzt die Nennleistung des WR oder ein Wert, den eine Drosselung vorgibt.

Das Ganze arbeitet ja wie ein Schaltnetzteil, im hochfrequenten Bereich von vielen Kilohertz. Die umgesetzte Leistung ist abhängig vom Pause / Takt - Verhältnis in dem die IGBT-Transistoren ein und ausgeschaltet werden. Je mehr "Ein-Zeit" innerhalb der Periode der hochfrequenten Schwingung durch die Ansteuerung definiert wird, desto mehr Energieumsetzung. Es ist also eine Impulsbreitenmodulation, deren Ergebnis der 50Hz - Strom am Ausgang ist. Natürlich liegen da Siebglieder aus Drosseln und Kondensatoren dazwischen, damit eine annähernd 50Hz - sinusförmige Spannung am Ausgang entsteht, mit ganz feinen Treppenstufen, mehr oder weniger abgerundet.

ich würde gerne nochmal einsteigen, weil es meiner Frage sehr nahe kommt.
Sorry für den Doppelpost.

Ich würde gerne meinen Micro WR (DS3) von APsystems etwas „tunen“. Dazu habe ich inzwischen eine Möglichkeit gefunden über Registereinträge die Ausgangsleistung nach oben zu setzen.

Die Frage ist nun, wie weit sollte man hier gehen und ab wann ist ein
Schaden vorprogrammiert. Leider finde ich nur den Hinweis auf insbesondere maximale
Eingangsspannungen, nicht aber was auf der Inverter Seite passiert.

Dazu ist zu sagen, dass es den DS3 in verschieden Ausprägungen gibt. Sie unterscheiden sich äußerlich nicht, auch sind viele Werte identisch. Hauptsächlich sind die Ausgangsleistungen unterschiedlich.

Sie schwanken zwischen
600VA, 730VA für den DS3-s und -l
800VA, 880VA, 960VA für den DS3-m, DS3, und den -h

Auf den Datenblätter ähneln sich der -s und-l sehr. Auch das Innenleben scheint identisch zu sein, das zeigen geöffnete Gehöuse der beiden Modelle. Daher vermute ich, dass das Branding der Modelle über die SW geschieht, die HW jedoch identisch ist.

Wie sensibel würdet ihr den WR bzgl Erhöhung der Ausgangsleistung (und
damit vermutlich nur den Strom einschätzen? Die Spannung regelt der WR dabei ja konstant auf die vorgegebene Netzspannung, solange er einspeisen möchte/kann

Getestet habe ich meinen 600VA DS3-s bisher schon von 600VA bis 800VA und damit von 2,6
auf 3,5A. Keine Probleme, schöner geradliniger Ertrags-Verlauf ohne Auffälligkeiten.
Habe ich Glück gehabt oder ist diese Leistungserhöhung vermutlich
unkritisch. Die Temp. hat sich dabei um ca. 5 Grad am Gehäuse erhöht.
 

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Ob das Dein Gerät aushält kann dir maximal der Hersteller beantworten, was er vermutlich nicht machen wird.
Garantie, Gewährleistung und Produkthaftung werden dabei sicher eingeschränkt werden.
 
danke.
Natürlich gibt der Herteller keine Infos dazu. Und das mit der Garantie ist auch klar.
Ich hoffe von den erfahrenen Usern hier ein Gefühl zu bekommen, wieviel Spielraum hier im System grundsätzlich zu erwarten ist. Daneben möchte ich gerne etwas dazulernen, wie so ein Wechselrichter aufgebaut ist und wie er sich regelt.
 
Ich schätze, dass die Frage zu nicht-dokumentierten Überlastungstoleranzen unbeantwortet bleiben wird.
Daher würde ich gerne auf das Thema "Wie drosseln Wechselrichter?" zurück kommen:

Für Balkonkraftwerke werden oft Mikrowechselrichter mit 2 oder 4 Eingängen+MPPTs genutzt. Man kann dann z.B. am ersten MPPT ein Modul auf der Südseite und am zweiten MPPT ein Modul auf der Westseite anschließen, um die Nachteile einer Reihenschaltung bei Teilverschattung zu umgehen.

Für die Auslegung des Systems spielt es dann aber eine große Rolle, ob
A) die Drosselung in jedem MPPT separat erfolgt
oder
B) die Drosselung nach der Zusammenführung der MPPT-Outputs, also eher am Ausgang des WR erfolgt.

Warum das eine Rolle spielt:
A) würde bedeuten, dass ein "auf 600 W gedrosselter WR mit 2 MPPTs" von vornherein nur 300 W an jedem MPPT annimmt. Man wird in einer Konfiguration mit einem 450W-Süd- und einem 450W-West-Modul also kaum über 300 W am WR-Ausgang kommen. (Es sei denn, die beiden MPPTs kommunizieren miteinander nach dem Motto: Der eine MPPT schafft gerade maximal 100 W, also darf der andere MPPT auf 500W hoch gehen. Glaubt ihr dass es so eine MPPT-Kommunikation gibt und üblich ist?)
B) würde hingegen bedeuten, dass beim beschriebenen System bei praller Sonne von Süden tatsächlich die 450W vom Süd-Modul abgerufen werden können.

Die Kiste misst ja Spannung und Strom am Ausgang, daraus errechnet sie die Leistung. Im normalen, nicht gedrosselten Betrieb, wird durch den MPP-Tracker auf der Strom-Spannungs-Kennlinie der Module der Punkt maximaler Leistung angefahren. Gleichzeitig vergleicht die Software ständig, ob die maximal zulässige Leistung schon erreicht wird, egal ob jetzt die Nennleistung des WR oder ein Wert, den eine Drosselung vorgibt.
-> Das klingt für mich sehr nach A). Könnt ihr das bestätigen?

Und noch eine Zusatzfrage: Spielt es dabei eine Rolle, ob wir von der Drosselung gemäß Datenblatt sprechen ("Das ist ein 800W-Wechselrichter"), oder ob das Gerät nachträglich noch mit SW-Update und Zertifikat heruntergedrosselt wurde ("Den 800W-WR habe ich auf 600W drosseln lassen")?

Und dann noch die Extra-Bonus-Rätselfrage: Angenommen ein MPPT hat SW-seitig die Vorgabe auf 300W zu drosseln und der MPP liegt bei 450W, dann wird der Peak der P-U-Leistungskurve ja quasi auf 300W geclippt. Dadurch ergibt sich ein Plateau. Wie entscheidet der MPPT ob er auf dem Plateau eine eher höhere oder eher niedriegere Spannung auswählt?
 
die Drosselung aufgrund der Einspeisebeschränkungen macht ein Wechselrichter immer als Summe am Ausgang.
Ansonsten passt das nicht zur entsprechenden Gesetzgebung.
Auf der anderen Seite wird dann aber der Umrichter auf jeden Fall versuchen diese eingestellte Grenze voll aus zu nutzen, egal ob die beiden Eingänge dann unterschiedlich belastet werden.
 
Thema: Wie drosseln Wechselrichter?
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