elektronische Zuschaltung eines PV Strings

OP #7920630
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Guten Tag, ich bin neu hier und hoffe, den richtigen Folder erwischt zu haben. Wenn nicht, bitte ich einen Admin, den Post entsprechend zu verschieben.

Mein Problem: Ich habe ein 800W Balkonkraftwerk und 2 PV Strings zu je etwa 800W. Nun will ich den 800 W Inverter möglichst auslasten. Heißt morgens und abends beide PV Strings (parallel) laufen lassen, zur Mittagszeit nur ein String. Bin ursprünglich davon ausgegangen, dass der Inverter sich nur die Leistung zieht, die er max. umsetzen kann (800W), aber wenn beide Strings aktiv sind und zusammen mehr als ca. 1000 W liefern, schaltet das Teil auf Überlast und ich muss einen String abklemmen bis die Gesamtlast beider Strings nicht mehr als ca. 1000W hergibt.

Nun die Frage: Wie lässt sich das Schalten (Zu/Abschalten) des 2. PV Strings elektronisch einfach und günstig umsetzen ? Ein DC SSR ist mir bekannt aber für den Zweck zu teuer. DC Spannung des Strings, der an den anderen parallel geschaltet werden soll ist etwa 120V. Es geht nur um die Hardware, den String zu schalten. (Die Leistungserkennung bzw. den Schaltzeitpunkt zu erkennen ist kein Problem!)

beste Grüße, Heinz M.

#7920634
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Heinz schrieb:

Nun die Frage: Wie lässt sich das Schalten (Zu/Abschalten) des 2. PV Strings elektronisch einfach und günstig umsetzen ? Ein DC SSR ist mir bekannt aber für den Zweck zu teuer.

Wie billig soll's denn sein? Ein SSR für die Leistung (120V*8A) kriegt man für 10 Euro auf Ebay.

https://www.ebay.de/itm/196962747374

Allerdings ist mir unklar, wieso der Inverter Überlast meldet. Denn der kann sich ja aussuchen, wieviel Leistung er ziehen will. Es sei denn, der MPPT Algorithmus ist so doof, daß er immer das absolute Maximum sucht, was die Solarpanele hergeben.

#7920638
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Prinzipiell könnte man den zweiten String am Minuspol mit einem n-Kanal MOSFET schalten. Das Problem ist halt nur, dass die Eingänge des Wechselrichters nicht potentialfrei sind. Ja nach Wechselrichter liegt hier sogar Netzspannung an, so dass die ganze Ansteuerschaltung isoliert und berührungsgeschützt aufgebaut werden müsste. Da nicht häufig geschaltet werden muss, wären evtl. Photovoltaic MOSFET Driver möglich. Ohne Erfahrung mit Netzspannungselektronik würde ich mich da nicht rantrauen.

#7920644
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Heinz schrieb:

Bin ursprünglich davon ausgegangen, dass der Inverter sich nur die Leistung zieht, die er max. umsetzen kann (800W), aber wenn beide Strings aktiv sind und zusammen mehr als ca. 1000 W liefern, schaltet das Teil auf Überlast und ich muss einen String abklemmen bis die Gesamtlast beider Strings nicht mehr als ca. 1000W hergibt.

Entscheidend ist nicht, wovon du ausgehst, sondern wie der Wechselrichter auf hohe verfügbar Leistung von den Modulen reagiert. Wenn deiner in Überlast geht, wäre die erste Frage, was dazu in den technischen Daten steht und ansonsten ein Reklamationsgrund. Gibt es zu dem Wechselrichter eine Typenbezeichnung?

Eigentlich ist es bei einem BKW völlig normal, dass der Wechselrichter gegenüber der Spitzenleistung der Module unterdimensioniert ist und dadurch bei geringerer Einstrahlung einen höheren Wirkungsgrad bietet. Werte von 80..100% der normierten Peakleistung sind üblich. Und billiger wird er dadurch natürlich auch.

#7920656
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Falk B. schrieb:

Allerdings ist mir unklar, wieso der Inverter Überlast meldet

Du kennst dich scheinbar so rein gar nicht aus, wie viele verschiedene Modelle mit unterschiedlichem Verhalten es auf dem Markt gibt.

Ebenso kennst du dich scheinbar gar nicht damit aus, welche Leistungsangaben auf chinesischen billig-SSR notiert werden.

Aber schön, dass du einen unpassenden Vorschlag hattest.

(Firma: Funkenflug Industries) #7920661
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Man könnte auch einfach ein mechanisches Relais nehmen, was die PV-Spannung DC-mäßig trennen kann. Wäre zwar nicht komplett elektronisch, aber dafür super einfach und potentialfrei bei der Ansteuerung.

Bin aber auch der Meinung, daß man für wenig Geld einen passenden Wechselrichter kaufen sollte. Ansonsten gibt das ein nerviges hin- und her-Geschalte wenn mal Wolken vorbeiziehen und wenn man dabei einmal nicht schnell genug ist, schaltet der Wechselrichter wieder auf Überlast. Weg damit.

#7920670
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Also du hast 4 PV Module. Kauf einen "hoymiles hms-1600-4t", klemm die 4 Module an, Drossel das Ding auf 800W und sei glücklich. Die Dinger kosten aktuell 160€, alles was du jetzt bauen willst ist teurer. Den anderen verkaufst du für 50€ und kaufst du dir für 40€ den DTU USB Stick dazu. Dann kannst du ihn sogar selbst drosseln und siehst in der App auch die Daten deiner Anlage.

OP #7920710
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Der MPPT scheint einfach das zu machen, wozu er da ist - den Arbeitspunkt auf die maximale Leistung zu stellen. Der Inverter hat aber (leider) maximale zulässige Eingangsströme, die im MPP bei 2 Strings und Sonne überschritten werden. Und es ist definitiv keine Überspannung sondern zu viel Leistung (zu viel Strom) im MPP. Di ebeiden Strings sind identisch und werden einfach parallel geschaltet, passt soweit alles. Nur ist der WR nur für max. 800 W ausgelegt.

(Firma: matzetronics) #7920713
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Ben B. schrieb:

Man könnte auch einfach ein mechanisches Relais nehmen, was die PV-Spannung DC-mäßig trennen kann.

Wir wissen allerdings nichts von der Strangsspannung und ab etwa 80V gibts eher Lichtbögen als zuverlässige Abschaltung. Aber warum nicht die Panels einfach mit Dioden verodern? Nix Umschalten.

Udo S. schrieb:

Der Growatt Neo 1600 M hat das WLAN meines Wissens schon eingebaut.

Für meinen Growatt MIC gibts alternative Firmware für den WLAN Stick, die nicht mehr nach Hause telefoniert und selbst umgetippt werden kann.

#7920721
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Falk B. schrieb:

Da hab ich ja Glück, daß mein Toaster intelligenter ist, denn der verkraftet nur 500W, obwohl ein 100MW Kraftwerk an der anderen Seite der Netzleitung hängt!

Du weißt ganz genau, dass der Toaster an der Steckdose spannungsangepasst ist (R_Generator möglichst klein), während die Solarzellen am Wechselrichter in Leistungsanpassung betrieben werden (R_Gen = R_Last). Die Impedanzanpassung an das niederimpedante Netzt übernimmt dann halt der Wechselrichter.

Der unbekannte Wechselrichter versucht die Kennlinie der Solarzellen abzufahren, indem er den Laststrom immer weiter erhöht. Dabei bemerkt er, dass die Spannung nicht wesentlich zusammenbringt und die entnommene Leistung monoton steigt, ohne eine waagrechte Tangente zu finden. Irgendwann hat er seinen maximalen Eingangsstrom erreicht und meldet "Überlast".

#7920732
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Marek N. schrieb:

Dabei bemerkt er, dass die Spannung nicht wesentlich zusammenbringt und die entnommene Leistung monoton steigt, ohne eine waagrechte Tangente zu finden. Irgendwann hat er seinen maximalen Eingangsstrom erreicht und meldet "Überlast".

Also schlicht und einfach ein dicker Fehler im Algorithmus.

Er nimmt sich den Mund zu voll und erstickt dann daran. Jedes Kleinkind lernt, dass es nicht alles Essen, dass auf dem Teller liegt, auf einmal in den Mund stecken soll.

#7920747
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Falk B. schrieb:

Da hab ich ja Glück, daß mein Toaster intelligenter ist, denn der verkraftet nur 500W, obwohl ein 100MW Kraftwerk an der anderen Seite der Netzleitung hängt!

Du hast Glück, das dein Kraftwerk die Leistung regelt. Sonst würde dein 500W Toaster ganz schön doof gucken, wenn er die vollen 0,1GW von deinem Kraftwerk bekommt.

OP #7920761
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Falk B. schrieb:

Heinz schrieb:

Nun die Frage: Wie lässt sich das Schalten (Zu/Abschalten) des 2. PV Strings elektronisch einfach und günstig umsetzen ? Ein DC SSR ist mir bekannt aber für den Zweck zu teuer.

Wie billig soll's denn sein? Ein SSR für die Leistung (120V*8A) kriegt man für 10 Euro auf Ebay.

https://www.ebay.de/itm/196962747374

Allerdings ist mir unklar, wieso der Inverter Überlast meldet. Denn der kann sich ja aussuchen, wieviel Leistung er ziehen will. Es sei denn, der MPPT Algorithmus ist so doof, daß er immer das absolute Maximum sucht, was die Solarpanele hergeben.

Das Ebay-Teil scheint mir laut Datenblatt ein reines AC SSR zu sein, das zwar mit DC (3-32V) angesteuert werden kann, aber die Schaltspannung (Last) ist rein AC, was ich nicht brauchen kann.

OP #7920768
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Thomas B. schrieb:

Prinzipiell könnte man den zweiten String am Minuspol mit einem n-Kanal MOSFET schalten. Das Problem ist halt nur, dass die Eingänge des Wechselrichters nicht potentialfrei sind. Ja nach Wechselrichter liegt hier sogar Netzspannung an, so dass die ganze Ansteuerschaltung isoliert und berührungsgeschützt aufgebaut werden müsste. Da nicht häufig geschaltet werden muss, wären evtl. Photovoltaic MOSFET Driver möglich. Ohne Erfahrung mit Netzspannungselektronik würde ich mich da nicht rantrauen.

Thomas, genaus das sind die Punkte/Fragen/Probleme, auf die ich auch gestoßen bin bei der Lösungssuche. Der Inverter scheint trafolos zu sein und ich messe eine AC Netzspannung gegen Erde (nicht zwischen den DC Anschlüssen, dort sind es ca. 120 V DC). Insofern triffst du mit deinen Punkten genau ins Schwarze. Ich kann zu jedem zeitpunkt ide aktuelle Ausgangs-Leistung digital ermitteln, ist sie unter ca. 400W, schalte ich manuell (Solarstecker MC4 oder wie die Dinger heißen) den String hinzu und der MPPT ist ruckzuck bei doppelter Leistung und läuft... aber das muss irgendwie automatisiert (elektronisch) geschehen

#7920780
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Heinz schrieb:

Ich habe ein 800W Balkonkraftwerk und 2 PV Strings zu je etwa 800W.

Zwei Strings zu je 800 Watt MÜSSEN aus mindestens zwei in Reihe geschalteten Panels bestehen, also weit über 30 Volt DC was als untere Grenze für die Bildung von Lichtbögen angesehen wird. Das geht also auf gar keinen Fall mit einem "einfachen Relais" sondern nur mit einem DC SSR (DC Relais mit Löschmagneten will keiner bezahlen).

Falk hat das richtige Teil rausgesucht....

OP #7920782
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H. H. schrieb:

Heinz schrieb:

https://www.ebay.de/itm/196962747374

Das Ebay-Teil

Da werden 18 verschiedene Modelle angeboten!

Stimmt, danke, hab nach den ersten paar (rein AC) aufgegeben. Aber könnte passen und der Preis ist mit 7€+Porto auch ok. Das könnte die einfachste und billigste Lösung sein, wenn keine Einwände kommen... Das SSR dürfte intern auch einen Optokoppler haben, passt dann alles !?

Danke Falk B. und H.H. für den Hinweis...!

OP #7920790
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Thomas R. schrieb:

Heinz schrieb:

Ich habe ein 800W Balkonkraftwerk und 2 PV Strings zu je etwa 800W.

Zwei Strings zu je 800 Watt MÜSSEN aus mindestens zwei in Reihe geschalteten Panels bestehen, also weit über 30 Volt DC was als untere Grenze für die Bildung von Lichtbögen angesehen wird. Das geht also auf gar keinen Fall mit einem "einfachen Relais" sondern nur mit einem DC SSR (DC Relais mit Löschmagneten will keiner bezahlen).

Falk hat das richtige Teil rausgesucht....

Yep, hab es zu spät gesehen. Das würde auch die Problematik mit der AC Spannung /Potentialfreiheit etc. lösen - oder siehst du da noch Einwände, Thomas ?

#7920820
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Heinz schrieb:

Der MPPT scheint einfach das zu machen, wozu er da ist - den Arbeitspunkt auf die maximale Leistung zu stellen.

Nur halb richtig. Seine zweite Aufgabe ist es, dafür zu sorgen, dass auf der DC-Seite keinesfalls mehr Strom aufgenommen wird, als es bei der jeweiligen Eingangsspannung 800 Watt plus Wirkungsgradverluste entspricht.

Und es ist definitiv keine Überspannung sondern zu viel Leistung (zu viel Strom) im MPP.

Komische Logik. Solange die DC-Eingangsspannung nicht über dem für den Wechselrichter spezifizierten Maximalwert liegt, MUSS er mit beliebigen PV-Panels klarkommen – selbst wenn die 1 Megawatt liefern können. Andernfalls ist er fehlerhaft.

#7920824
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Heinz schrieb:

Ich habe ein 800W Balkonkraftwerk und 2 PV Strings zu je etwa 800W. Nun will ich den 800 W Inverter möglichst auslasten. Heißt morgens und abends beide PV Strings (parallel) laufen lassen, ...

Welche Schaltung für dich sinnvoll ist, hängt davon ab, wann du den Strom brauchst (bzw. in einen Speicher schieben kannst). Die Panele gleich auszurichten und eines ganz wegzuschalten, sobald die Einzelleistung an die 500W geht, hört sich jedenfalls nicht toll an. Die Panele in Ost- und Westrichtung aufzustellen und bei Überproduktion die jeweils schwächere Seite weg zu nehmen, könnte als Workaround für den Fehler im Algorithmus eine sinnvolle Alternative sein. Wie hoch ist denn die Nennleistung deiner Module?

OP #7920844
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Rolf schrieb:

Heinz schrieb:

Der MPPT scheint einfach das zu machen, wozu er da ist - den Arbeitspunkt auf die maximale Leistung zu stellen.

Komische Logik. Solange die DC-Eingangsspannung nicht über dem für den Wechselrichter spezifizierten Maximalwert liegt, MUSS er mit beliebigen PV-Panels klarkommen – selbst wenn die 1 Megawatt liefern können. Andernfalls ist er fehlerhaft.

Hätte ich wie im ersten Post beschrieben auch so erwartet, aber es ist kein Batteriewechselrichter; insofern muss man es nicht erwarten. Will auch nicht speichern bzw. kein Akkubetrieb im Spiel oder vorgesehen.

(Firma: Funkenflug Industries) #7920922
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Da hab ich ja Glück, daß mein Toaster intelligenter ist, denn der verkraftet nur 500W, obwohl ein 100MW Kraftwerk an der anderen Seite der Netzleitung hängt!

Ach komm, nach so einer kleinen Supernova auf dem Küchentisch ist man wenigstens wach!

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