Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zum Thema Netzintegration-Photovoltaik


von Matze (Gast)


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Hallo,
ich hätte die ein oder andere Frage zum Thema Netzintegration und 
Photovoltaik und hoffe, dass mir hier jemand weiterhelfen kann. 
Folgendes Szenario: Ich komme aus einer recht abgeschiedenen 600 Seelen 
Gemeinde in Bayern. Mittlerweile hat hier fast jeder irgendwo, sei es 
auf dem Haus oder Stall, eine Photovoltaik-Anlage installiert. Wenn nun 
an einem schönen sonnigen Sommertag die Leute im Garten sitzen, also 
keinen Strom verbrauchen (hier besitzt niemand Klimaanlagen),  wird ja 
hauptsächlich Energie ins lokale NS-Netz gespeist die ja eigentlich kein 
Mensch braucht. Jetzt habe ich mal nachgelesen und gesehen, dass die 
PV-Wechselrichter permanent die Netzspannung messen und für den Fall das 
die Spannung wegläuft, die Einspeisung runterdrosseln. Soweit so gut. 
Nun muss das ja doch auch der Netzbetreiber mitbekommen!?!.

Wie wird eigentlich der momentane Energiebedarf seitens der EVU für 
unser kleines Örtchen gemessen und geregelt. Sind unsere MS-NS 
Transformatorstationen schon so intelligent? Wird hier jede Ecke mit 
Messeinrichtungen ausgestattet, so dass man auf eine Szenario wie oben 
beschrieben reagieren kann.

Bin was das Thema anbelangt absoluter Laie und freue mich über 
Erklärungen. Wenn zudem jemand gute Seiten zu diesem Thema kennt, würde 
ich mich freuen wenn er diese mal postet.

Gruss,
Matze

von Peter II (Gast)


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Matze schrieb:
> Jetzt habe ich mal nachgelesen und gesehen, dass die
> PV-Wechselrichter permanent die Netzspannung messen und für den Fall das
> die Spannung wegläuft, die Einspeisung runterdrosseln. Soweit so gut.

was habt ihr da gemessen? Welche Messwerte gab es?

Eine Einspeissung muss nicht über die Spannung erfolgen, sondern in dem 
man versucht der Frequenz zu erhöhen. (so machen es generatoren, das 
kann man aber auch mit elektronik nachbilden).

Ich kann mir nicht vorstellen das die Spannung zur regelung verwendet 
wird, da hätte man ja den nachteil das der nachbar eventuell eine etwas 
höhere Regelspannung zulässst und damit mehr einspeist als alle anderen.

von Analyzer (Gast)


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Nur als kleiner Denkanstoß:

Die Netztransformatoren funktionieren nicht nur in eine Richtung!


Warum soll also das Zuviel an el. Energie in eurem Dorf verbleiben?

von vn nn (Gast)


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Peter II schrieb:
> Ich kann mir nicht vorstellen das die Spannung zur regelung verwendet
> wird, da hätte man ja den nachteil das der nachbar eventuell eine etwas
> höhere Regelspannung zulässst und damit mehr einspeist als alle anderen.

Er verwechselt damit wohl eine Regelung mit der Tatsache, dass ein 
Wechselrichter (und auch jeder andere Energieerzeuger im öffentlichen 
Netz) nur so lange einspeisen darf, solange die Spannung und die 
Frequenz in gewissen Grenzen ist.

von Amir Troglodym (Gast)


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Eingespiesen wird ueber die Spannung. Wenn der Wechselrichter mehr 
Spannung als das Netz bringt, fliesst der Strom in das Netz.

von Peter II (Gast)


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Amir Troglodym schrieb:
> Eingespiesen wird ueber die Spannung. Wenn der Wechselrichter mehr
> Spannung als das Netz bringt, fliesst der Strom in das Netz.

so leicht ist das leider nicht.

Stell dir einen Generator vor, der erstmal nur als Motor mitläuft. jetzt 
wird mit äußerer Energie (Dampf, Wasser usw.) versucht die Drehzahl vom 
Generator zu erhöhen. Und schon wird energie eingespeist.

Dabei ist die Spannung der Phase von Netz etwas vorrauseilent, damit 
fließt der Strom. Die Spannung kann aber auch je nach Phasenwinkel 
niedriger sein, damit fließt der STrom in den ander Richtigung (deswegen 
nemmt man es auch Welchselstrom!)

Dabei wird also nicht versucht die Spannung anzuheben, sondern die 
Frequenz. Das netzt ist also Frequenzgesteuert.

von Na Sowas (Gast)


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Leider nicht. Falls die Phase nicht stimmt, dh gleich Null ist, fliesst 
Blindleistung.wenn der Strom voreilend ist, nennt man's kapazitiv, wenn 
der Strom nacheilened ist, nennt man's induktiv.

von Peter II (Gast)


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Na Sowas schrieb:
> Leider nicht. Falls die Phase nicht stimmt, dh gleich Null ist, fliesst
> Blindleistung.wenn der Strom voreilend ist, nennt man's kapazitiv, wenn
> der Strom nacheilened ist, nennt man's induktiv.

und was willst du uns damit sagen? Das Generatoren nicht funktionieren?

von Der Don (Gast)


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@Peter II

Bei einem PV-Wechselrichter wird nicht über die Frequwnz eingespeisst!

von Peter II (Gast)


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Der Don schrieb:
> Bei einem PV-Wechselrichter wird nicht über die Frequwnz eingespeisst!

vielleicht bei kleinen nicht, bei großen geht es gar nicht anders. Und 
mittlerweile müssen die PV anlagen auch Blindleistung zur verfügung 
stellen - das geht meines wissens nur über die Frequenz.

http://www.photovoltaikforum.com/wechselrichter-f3/faq-ab-2012-neue-schieflast-leistungsbegrenz-blind-t70334.html

von Amir Troglodym (Gast)


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von Christian S. (christianstr)


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Eingespeist wird über die Frequenz, über die Spannung erzeugt 
Blindleistung, die man nicht unbedingt haben will. Und soweit ich weiß, 
speisen die PV-Anlagen immer ein, was dazu führt, dass der Netzbetreiber 
schön seine Kraftwerke runterfahren muss...bei dem kommt natürlich auch 
Freude auf, wenn seine schöne Neubausiedlung, die einige Jahre lang 
immer schön 100MW gezogen hat,auf einmal einspeist :P

Amir Troglodym schrieb:
> Ich empfehl mal :
> http://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom-Synchronmaschine

Ähm...ja?

von Frank X. (flt)


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Amir Troglodym schrieb:
> Ich empfehl mal :
> http://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom-Synchronmaschine

Lies erst mal Deine eigenen Links durch...

von Amir Troglodym (Gast)


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Es gibt zwei Aspekte. Den elektrischen, sowie den mechanischen.
Die mechanische Leistung ist Dremoment mal Drehzahl. Wir lassen die 
Drehzahl fest. Die Leistung ist dann proportional zum Drehmoment. Wenn 
die Maschine nur mitlaeuft, dann ist das uebertragene Drehmoment bist 
auf die Reibung gleich Null. Wir koennen nun eingespiesene 
Leistung(Generator) als positives Drehmoment definieren und daher 
negatives Drehmoment als aufgenommene Leistung(Motor). Das Drehmoment 
erwirkt bei der Maschine eine Aenderung des Polradwinkel. Das kann man 
sich als Rotationsfederkonstante der Maschine vorstehen. Der 
Polradwinkel ist die Verdrehung des Rotors zum Magnetfeld.

von Christian S. (christianstr)


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Ändert nichts an der Tatsache, dass die Drehzahl, sprich Frequenz, am 
einspeisenden Objekt erhöht wird, damit WIRKleistung eingespeist wird.

von Peter II (Gast)


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Christian Str schrieb:
> Ändert nichts an der Tatsache, dass die Drehzahl, sprich Frequenz, am
> einspeisenden Objekt erhöht wird, damit WIRKleistung eingespeist wird.

Sie wird versucht zu erhöhen, schaffen tut man es aber nicht.

von Christian S. (christianstr)


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Peter II schrieb:
> Christian Str schrieb:
>> Ändert nichts an der Tatsache, dass die Drehzahl, sprich Frequenz, am
>> einspeisenden Objekt erhöht wird, damit WIRKleistung eingespeist wird.
>
> Sie wird versucht zu erhöhen, schaffen tut man es aber nicht.

Hab grad auch noch meinen Fehler gesehen ;) Die Frequenz am 
einspeisenden Objekt ist niedriger als die Frequenz des Netzes und wird 
langsam richtung Netzfrequenz erhöht, bis die gewünschte Leistung 
eingespeist wird.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Die Frequenz ist im Stromnetz überall gleich; wenn sie das nicht wäre, 
würde die Phase an verschiednen Punkten im Netz auseinanderlaufen und es 
würden sehr große Ausgleichsströme fließen; das will man aber vermeiden.

Deshalb speißen Solarwechselrichter immer mit der Frequenz ins Netz, die 
in dem Netz gerade da ist. Damit Leistung eingespeist werden kann, ist 
die Spannung am Wechselrichter etwas höher als am Trafo; die 
Phasenverschiebung ist üblicherweise annähernd null.


Matze schrieb:
> Wie wird eigentlich der momentane Energiebedarf seitens der EVU für
> unser kleines Örtchen gemessen und geregelt. Sind unsere MS-NS
> Transformatorstationen schon so intelligent? Wird hier jede Ecke mit
> Messeinrichtungen ausgestattet, so dass man auf eine Szenario wie oben
> beschrieben reagieren kann.

Die Frage ist, ob das EVU überhaupt reagieren muss. Die Wechselrichter 
haben gewisse Grenzwerte, wenn die Spannung zu groß wird, regeln sie die 
Leistung selbstständig herunter. Dadurch bleibt die Spannung am Trafo 
immer im erlaubten Bereich.

An den Trafos gibt es natürlich Messeinrichtungen, aber eher zur 
Überwachung und Erkennung von Fehlern. Geregelt wird da normalerweise 
nichts.

Peter II schrieb:
> Ich kann mir nicht vorstellen das die Spannung zur regelung verwendet
> wird, da hätte man ja den nachteil das der nachbar eventuell eine etwas
> höhere Regelspannung zulässst und damit mehr einspeist als alle anderen.

Doch, das ist so. Allerdings sind die Kennlininen in den 
Solarwechselrichtern fest einprogrammiert, da kann der Nachbar nicht so 
einfach die Spannung hochdrehen. Es gibt Ausnahmen, z.B. wenn man eine 
sehr lange Leitung und damit eine hohe Impedanz bis zum 
Netzanschlusspunkt hat; dann ist es möglich, die Spannung am 
Wechselrichter zu erhöhen.

Das muss man sich aber vom EVU genehmigen lassen und die Programmierung 
am Wechselrichter wird dann von einem Installateur gemacht. Dadurch wird 
dann schon einigermaßen sichergestellt, dass sich die Leistung gerecht 
zwischen den Nachbarn aufteilt.

von Hans M. (hansilein)


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Im Normalbetrieb können alle Wechselrichter immer mit voller Leistung 
einspeisen.
Die Abschaltung bei Überfrequenz/Überspannung springt nur bei Fehlern im 
Netz an.

Antwort auf die Ursprungsfrage:
Der Transformator in Eurem Dorf funktioniert auch rückwärts und wird 
einfach ins MS-Netz einspeisen.
Ohne Intelligenz.

von Peter II (Gast)


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Johannes E. schrieb:
> Deshalb speißen Solarwechselrichter immer mit der Frequenz ins Netz, die
> in dem Netz gerade da ist. Damit Leistung eingespeist werden kann, ist
> die Spannung am Wechselrichter etwas höher als am Trafo; die
> Phasenverschiebung ist üblicherweise annähernd null.

Man speist aber Welchselspannung ein und dabei wird zwar mit der 
netzfrequenz grechnet aber mit einen voreilenden Phase. Damit ergibt 
sich eine Spannungsdifferenz, dabei ist die Spannung aber nicht immer 
höher. Die Einspeisende Spannung ereicht vorher ihren Scheitelpunkt und 
damit is die Spannung nach dem Scheitelpunkt sogar niedriger.

Welche Spannung willst du denn bei den Nulldurchgang einspeisen?


Wenn die Kennlinien fest sind, wie erfolgt dann dan Anpassnung an den 
Standort? Die netzspannung ist doch überall anders? Es gibt doch 
bestimmt Orte wo 230V schon eine "erhöhte" Spannung darstellt und andere 
wo das der Normalfall ist.

Und was ist wenn der Trafo im Ort getauscht wird und danach 2V mehr 
vorhanden sind, dann müsste ja die Kennlinien neu angepasst werden?

von Ludger (Gast)


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@Peter

Ich speise mit meinem  Wechselrichter ohne Phasenverschiebung ein, ich 
wil gar keine
Blindleistung. Ich erhoehe die Ausgangsspannung, bis meine Solarenergie 
komplett eingespeist wird.

Ludger

von Amir Troglodym (Gast)


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>Man speist aber Welchselspannung ein und dabei wird zwar mit der
netzfrequenz grechnet aber mit einen voreilenden Phase. Damit ergibt
sich eine Spannungsdifferenz, dabei ist die Spannung aber nicht immer
höher. Die Einspeisende Spannung ereicht vorher ihren Scheitelpunkt und
damit is die Spannung nach dem Scheitelpunkt sogar niedriger.

Welche Spannung willst du denn bei den Nulldurchgang einspeisen?

.....

Ne.. Vergiss es, glaub es einfach. Es wird ohne Phasenverschiebung 
eingespiesen.

Beim Nulldurchgang wird mit einem einphasigen Wechselrichter natuerlich 
nichts eingespiesen. Das ist aber nicht effizient, da man grosse 
Kondenser brauchen wuerde. Ein vernuenftiger Wechselrichter ist 
natuerlich dreiphasig.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Peter II schrieb:
> Johannes E. schrieb:
>> Deshalb speißen Solarwechselrichter immer mit der Frequenz ins Netz, die
>> in dem Netz gerade da ist. Damit Leistung eingespeist werden kann, ist
>> die Spannung am Wechselrichter etwas höher als am Trafo; die
>> Phasenverschiebung ist üblicherweise annähernd null.
>
> Man speist aber Welchselspannung ein und dabei wird zwar mit der
> netzfrequenz grechnet aber mit einen voreilenden Phase. Damit ergibt
> sich eine Spannungsdifferenz, dabei ist die Spannung aber nicht immer
> höher. Die Einspeisende Spannung ereicht vorher ihren Scheitelpunkt und
> damit is die Spannung nach dem Scheitelpunkt sogar niedriger.

Die Wirk-Leistung ist relativ unabhängig von der Phasenlage. Mann kann 
auch mit einer "nacheilenden Phase" Leistung einspeisen. Es ist 
eigentlich ganz einfach: wenn die Spannung am Wechselrichter 
betragsmäsig größer ist als am Trafo, wird Leistung ins Netz 
eingespeist; wenn die Spannung am Wechselrichter betragsmäsig kleiner 
ist als am Trafo, kommt die Leistung aus dem Stromnetz.

Damit im Mittel Leistung (also Wirkleistung) ins Stromnetz eingespeist 
werden kann, muss die Spannungsamplitude am Wechselrichter größer als am 
Trafo sein. Wenn man zusätzlich noch eine Phasenverschiebung zwischen 
Spannung und Strom hat, wird zusätzlich noch Blindleistung ins Netz 
eingespeist.

> Welche Spannung willst du denn bei den Nulldurchgang einspeisen?

Meinst du jetzt den Spannungs-Nulldurchgang oder den Stromnulldurchgang. 
Ohne Phasenverschiebung fallen beide Nulldurchgänge auf den gleichen 
Zeitpunkt. Im Spannungs-Nulldurchgang ist der Strom also auch 0.


> Wenn die Kennlinien fest sind, wie erfolgt dann dan Anpassnung an den
> Standort? Die netzspannung ist doch überall anders? Es gibt doch
> bestimmt Orte wo 230V schon eine "erhöhte" Spannung darstellt und andere
> wo das der Normalfall ist.

Die Kennlinien sind so definiert, dass die Leistung erst deutlich 
oberhalb von 230V zurückgeregelt wird. Wenn also die Spannung im 
Normalfall deutlich unterhalb 230V liegt, dann hat man bei Sonnenschein 
mehr Reserve, das ist dann gut für die Besitzer der Solaranlagen.

Wenn die Spanung auch bei wenig Sonnenschein schon sehr hoch ist, dann 
können die Solarwechselrichter bei viel Sonne eben nicht mehr so viel 
einspeisen. Es ist dann Aufgabe des EVU, dafür zu sorgen, dass die 
Spannung gesenkt wird; z.B. in dem kräftigere Leitungen installiert 
werden.

> Und was ist wenn der Trafo im Ort getauscht wird und danach 2V mehr
> vorhanden sind, dann müsste ja die Kennlinien neu angepasst werden?

Nein, das ist unabhängig vom Trafo. Die Kennlinien sind in erster Linie 
dazu da, dass die Spannung an Verbrauchern, die am selben 
Niederspannugnsnetz angeschlossen sind, nicht zu hoch wird.

von Matze (Gast)


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Erst einmal danke für die Antworten. Daraus kann ich doch schon mal 
Einiges entnehmen. Was mich schlussendlich noch fuchst ist der Umstand, 
wie das EVU den Energiebedarf für ein Segment im Niederspannungsnetz 
'''ermittelt''' unter der Annahme, dass sich auch einspeisende Elemente 
wie PV oder Windkraft in diesem Netz befinden.
Gruss,
Matthias

von Analyzer (Gast)


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Matze schrieb:
> Was mich schlussendlich noch fuchst ist der Umstand,
> wie das EVU den Energiebedarf für ein Segment im Niederspannungsnetz
> '''ermittelt''' unter der Annahme, dass sich auch einspeisende Elemente
> wie PV oder Windkraft in diesem Netz befinden.

Die Frage ist doch, wozu diese "Ermittlung" dienen soll? Als Regelgröße 
wird diese sicherlich nicht gebraucht. Das ausgleichende Element ist 
immer noch der Transformator, über welchen die Niederspannungsseite 
starr mit der Mittelspannungsebene verbunden ist. - Geregelt wird auf 
der Versorgerseite weitherhin nach der Netzfrequenz.

Oder geht es dir speziell um Messtechnik, welche in den Trafostationen 
zum Einsatz kommt?

von Matze (Gast)


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Vielleicht habe ich hier auch falsche Vorstellungen bzw. fehlen mir hier 
einfach Grundkenntnisse!

Das EVU muss doch in irgendeiner Weise mitbekommen, dass mehr Energie 
erzeugt wird wie benötigt wird (ich beziehe mich noch einmal auf das 
Szenario: Sonnentag-hohe PV Einspeisung-kein Verbrauch).

In diesem Fall muss das EVU doch die eigenen Kapazitäten runterfahren. 
Und dafür muss doch der Energiebedarf seitens der Verbraucher ermittelt 
werden und bekannt sein !???

von Analyzer (Gast)


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Regelgröße:

http://www.netzfrequenzmessung.de/

Erklärung zum Zusammenhang zwischen Frequenz und Last:

http://www.amprion.de/netzfrequenz

von Matze (Gast)


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@Analyzer
Super, vielen Dank!

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