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Forum: Haus & Smart Home Energieflussrichtung bei Wechselstrom bestimmen


Autor: Spoe N. (elkoo)
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Guten Tag allerseits.

Wie kann man die Energieflussrichtung in einer Wechselstrom-Leitung 
bestimmen, wenn diese unbekannt ist?

Es geht um folgendes Szenario:
Wenn ein Gebäude mit einer Solaranlage ausgestattet ist, kann entweder 
der Fall auftreten, dass mehr Strom in der Anlage entsteht, als im Haus 
verbraucht wird.
Es wird Strom eingespeist (Energiefluss in Richtung Stromnetz).

Am Abend (wenn die Sonne untergeht) tritt der Fall auf, dass irgendwann 
der Verbrauch im Haus höher ist als der Ertrag der Anlage.
Strom aus dem Netz wird gezogen (somit Energiefluss in Richtung Haus).

Kann dies berührungsfrei (ähnlich wie mit einer Stromzange) gemessen 
werden? Wenn ja, wie sieht die technische Lösung dafür aus?

Danke im Voraus & freundliche Grüsse

Autor: Peter II (Gast)
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Spoe N. schrieb:
> Kann dies berührungsfrei (ähnlich wie mit einer Stromzange) gemessen
> werden? Wenn ja, wie sieht die technische Lösung dafür aus?

nicht wirklich. Strom lässt sich berührungsfrei messen, Spannung leider 
nicht.

Leistung = Strom mal Spannung.  Wenn die Leistung Positiv ist, geht der 
Strom in eine Richtung, wenn negativ in die andere Richtung.

Autor: Timo N. (tnn85)
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Er müsste quasi wissen, ob gerade eine negative (-325V) oder positive 
(+325V) Halbwelle auf der Phase ist, um dem berührungslos gemessenen 
Stromwert eine Richtung (dieser wechselt ja genauso) zuzuordnen. Nur das 
Vorzeichen der Leistung ist für alle Perioden in einem Betriebsmodus 
immer das Gleiche.

Autor: Andi B. (andi_b2)
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Spoe N. schrieb:
> Wie kann man die Energieflussrichtung in einer Wechselstrom-Leitung
> bestimmen, wenn diese unbekannt ist?

Jeder "Stromzähler" (genauer Energiemesser) wie z.B. der alte Ferraris 
Zähler ohne Rücklaufsperre, oder aber auch neuere Energiezähler welche 
dafür ausgelegt sind, können das. Müssen halt leider in die Leitung(en) 
geklemmt werden.

1) Ein Ansatz für dein Problem wäre ein Stromzähler von welchen man 
Momentanwerte auslesen kann. Das geht leider nicht bei allen und da der 
Zähler vom Versorger bereitgestellt wird, kannst du nur hoffen, dass das 
deiner kann.

2) Eine andere Möglichkeit wäre einen eigenen Zähler den man auslesen 
kann dem Hauptzähler nachschalten. Blöd nur, dass gerade diejenigen die 
dreiphasig zwei Richtungen können und auch die im Eigenheim üblichen 
40-65A können, ziemlich teuer sind.

3) Auch eine Möglichkeit wäre vom Solarwechselrichter die 
Momentanleistung auslesen (können die meisten) und gleichzeitig ein 
Leistungsmessgerät in den Strang zu den Verbrauchern. Der bräuchte dann 
"nur" mehr eine Richtung messen können. Dann kann man rechnerisch die 
Energieflussrichtung bestimmen.

Wie du siehst, kommts darauf an welche Möglichkeiten dir dein 
derzeitiger "Stromzähler" bietet, bzw. was du wo einbauen kannst. Leider 
sind alle Lösungen außer 1) ziemlich teuer.

Autor: Sven L. (sven_rvbg)
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Wechselrichterhersteller bieten zum Feststellen der Energieflussrichtung 
sog. Smartmeter an, das sind Bausteine die nach dem 
Abrechnungsrelevanten Zähler des Netzbetreibers gesetzt werden, um genau 
das was Du willst zu realiiseren.

Das ganze benötigt man sobald man mit der PV-Anlage Speicher laden will 
oder zum erfüllen der 70% Regelung (dynamisch) nach EEG.

Autor: Elektrofan (Gast)
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> Nur das
> Vorzeichen der Leistung ist für alle Perioden in einem Betriebsmodus
> immer das Gleiche.

Im Verlauf einer Periode kann das Vorzeichen aber wechseln.
(Wenn der Leistungsfaktor  cos φ  kleiner als 1 ist.)

Autor: Peter II (Gast)
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Elektrofan schrieb:
> Im Verlauf einer Periode kann das Vorzeichen aber wechseln.
> (Wenn der Leistungsfaktor  cos φ  kleiner als 1 ist.)

stört aber nicht, weil man mindestens über eine komplette Periode misst.

Autor: Elektrofan (Gast)
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>> Im Verlauf einer Periode kann das Vorzeichen aber wechseln.
>> (Wenn der Leistungsfaktor  cos φ  kleiner als 1 ist.)

> stört aber nicht, weil man mindestens über eine komplette Periode misst.

Sollte man.

---

Macht man aber Momentaufnahmen, geht folgendes u.U. schief:

>> Er müsste quasi wissen, ob gerade eine negative (-325V) oder positive
                              ******
>> (+325V) Halbwelle auf der Phase ist, um dem berührungslos gemessenen
>> Stromwert eine Richtung (dieser wechselt ja genauso) zuzuordnen.

Autor: MaWin (Gast)
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Spoe N. schrieb:
> kann man die Energieflussrichtung in einer Wechselstrom-Leitung
> bestimmen

Ja.

Spoe N. schrieb:
> Kann dies berührungsfrei (ähnlich wie mit einer Stromzange) gemessen
> werden?

Nein.

> wie sieht die technische Lösung dafür aus?

Perry Netzanalysator schaltet ein Relais.

http://m.pollin.de/item/353530393935

Man sollte auch noch bedenken, ob man nur eine Phase betrachtet oder 3, 
und was bei 3 passiert, wenn auf einer Phase zwar ein Überschuss ins 
Netz eingespeist wird, auf den beiden anderen aber gezogen wird. Unsere 
Energiekostenzähler zählen den Summenstrom, mit Rücklaufsperre unter 0VA 
Summe, daher verteilt das Netz kostenlos die Leistung je nach Bedarf auf 
die 3 Phasen.

Autor: Timo N. (tnn85)
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Elektrofan schrieb:
> Macht man aber Momentaufnahmen, geht folgendes u.U. schief:

Recht hast du. Wollte es nur etwas vereinfacht darstellen für den Fall 
cos phi = 1.
Für alle anderen Fälle muss man über eine Periode die Momentanwerte 
integrieren  und durch 1/f_Netz = T_Netz teilen.

MaWin schrieb:
> Man sollte auch noch bedenken, ob man nur eine Phase betrachtet oder 3,
> und was bei 3 passiert, wenn auf einer Phase zwar ein Überschuss ins
> Netz eingespeist wird, auf den beiden anderen aber gezogen wird. Unsere
> Energiekostenzähler zählen den Summenstrom, mit Rücklaufsperre unter 0VA
> Summe, daher verteilt das Netz kostenlos die Leistung je nach Bedarf auf
> die 3 Phasen.

Das stimmt. So können dich Netzbetreiber bei Einspeisung legal heftig 
verar...en. Siehe auch:

http://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/eigenv...

Für den Fall, dass aktuell eingespeist wird, reicht also die Betrachtung 
einer Phase (an der der WR hängt) nicht aus.


Eventuell können zwei von diesen hier verwendet werden:
Eltako DSZ12E-3x80A

Autor: Josef T. (t_joe)
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Wenn du zwei "alte" Zähler hast (mit Drehscheibe) und es nicht ganz so 
genau sein muss, dann könnte man es sogar relativ einfach auswerten!
Es gibt Energiezähler, die man auf die Glasscheibe klebt, die mittels 
LED und Photowiederstand (oder so ähnlich) die Markierung der Scheibe 
erkennt! Wenn man sich nun zwei solcher Sensoren baut oder kauft, kann 
man die Zeit für eine Umdrehung messen (je Zähler) und je nachdem welche 
schneller und langsamer dreht weiss man die Energierichtung!
Wäre mit nem yC recht einfach zu machen, und die Richtung dann mittels 
LEDs anzeigen lassen! Man könnte auch ein Display ranhängen, welches den 
aktuellen Energieverbrauch, -erzeugung anzeigt, oder man mittelt die 
letzten zehn Messungen,..!
Wäre halt ne billige und einfache Lösung, dafür aber nicht so genau!
Mit den neuen elektronischen gehts evtl sogar noch leichter, die haben 
glaube ich sogar a LED, die alle 0,1kWh einmal blinkt, bin mir da aber 
nicht sicher ob das so stimmt!? Vielleicht weiss ja da jemand anders 
mehr oder google befragen!

Autor: temp (Gast)
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z.B. SDM630
Damit kannst du alle relevanten Daten wie 
Spannung,Strom,Wirkleistung,Scheinleistung,Leistungsfaktor,Frequenz und 
Klirrfaktor messen.

http://bg-etech.de/os/product_info.php/cPath/25_28...

Autor: Spoe N. (elkoo)
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Hallo allerseits!!

Vielen Dank für die Zahlreichen & hilfreichen Kommentare!
Ich sehe nun schon wesentlich klarer.
Werde mich mal schlau machen, ob ich meinen Zähler (ein digitaler) 
allenfalls anzapfen kann, da dies vermutlich die einfachste Option wäre.

Bei mir speist der Wechselrichter auf 3 Phasen ein und es wird auch jede 
Phase getrennt abgerechnet auf meiner Rechnung. Heisst, vermutlich zahle 
ich im Endeffekt effektiv, sobald ich auf einer Phase mehr Leistung 
ziehe, als zeitgleich eingespeist wird, auch wenn im Totalen von der 
PV-Anlage viel mehr Dampf zur Verfügung steht, als ich in der Summe 
benötige...

Grüsse
Elkooo

Autor: Peter II (Gast)
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Spoe N. schrieb:
> Bei mir speist der Wechselrichter auf 3 Phasen ein und es wird auch jede
> Phase getrennt abgerechnet auf meiner Rechnung

sehr ungewöhnlich. Musst du auch jeden Phase getrennt ablesen? Was ist 
du denn für einen Zähler?

Autor: ● J-A V. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite
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Flussrichtung?

von L zu einem anderen L,
nach N
oder PE

-und weg hehehe ;)

Autor: Grrrr (Gast)
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Kauf dir einen fertigen datenlogger von Fluke, der das kann.

Autor: Timo N. (tnn85)
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Spoe N. schrieb:
> es wird auch jede
> Phase getrennt abgerechnet auf meiner Rechnung

Finde ich auch ungewöhnlich. Dann müssten ja drei Zähler existieren.
Das meinte ich mit meinem Link nicht!

Es kann nur sein, dass jede Phase vom Zähler getrennt betrachtet wird 
und sobald eine Phase unterm Strich einspeist, der Einspeisezähler 
steigt, auch wenn gleichzeitig mehr Verbraucht wird und somit der 
Verbrauchszähler auch steigt.
Das ist natürlich gerade bei einer Einspeisevergütung von < Strompreis 
nachteilig für dich.

Auf der Rechnung sollte trotzdem nur der Einspeisezählerwert und der 
Verbrauchszählerwert eine Rolle spielen, egal ob 1- oder 3-phasige 
Einspeisung.

Autor: MaWin (Gast)
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Spoe N. schrieb:
> Bei mir speist der Wechselrichter auf 3 Phasen ein und es wird auch jede
> Phase getrennt abgerechnet auf meiner Rechnung.

Welches Land soll denn das sein ?

Autor: PV (Gast)
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Falls du je nach Überschuss oder Bezug Verbraucher zu oder weg schalten 
willst dann wäre der Smartfox was für dich. Google mal nach Smartfox.
Macht dann Sinn wenn du nur 3-4 Cent für die kWh bekommst, da ist es 
dann besser den Strom selber zu verbrauchen wenn er zur Verfügung steht.

Autor: juergen (Gast)
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Spoe N. schrieb:
> Guten Tag allerseits.
>
> Wie kann man die Energieflussrichtung in einer Wechselstrom-Leitung
> bestimmen, wenn diese unbekannt ist?
>
> Es geht um folgendes Szenario:
> Wenn ein Gebäude mit einer Solaranlage ausgestattet ist, kann entweder
> der Fall auftreten, dass mehr Strom in der Anlage entsteht, als im Haus
> verbraucht wird.
> Es wird Strom eingespeist (Energiefluss in Richtung Stromnetz).
>
> Am Abend (wenn die Sonne untergeht) tritt der Fall auf, dass irgendwann
> der Verbrauch im Haus höher ist als der Ertrag der Anlage.
> Strom aus dem Netz wird gezogen (somit Energiefluss in Richtung Haus).
>
> Kann dies berührungsfrei (ähnlich wie mit einer Stromzange) gemessen
> werden? Wenn ja, wie sieht die technische Lösung dafür aus?
>
> Danke im Voraus & freundliche Grüsse

Interessante Frage!

Ich kann mir nicht vorstellen, wie das berührungsfreie Ausmessen der 
Stromrichtung schaltungstechnisch zu realisieren wäre.

Die Elektronen bewegen sich, abhängig vom Querschnitt und Material, 
ziemlich langsam mit einigen Zentimetern pro Sekunde in der 
Lichtleitung. Wenn ich mich recht erinnere. Wir hatten das mal in der 
Schule ausgerechnet. Atome in einem Volumenstück usw.). Bei Wechselstrom 
werden im Takt der Frequenz während des Fließvorganges die Elektronen 
etwas beschleunigt in ihrer Geschwindigkeit auch wieder ein wenig 
abgebremst. Je nach positiver oder negativer Halbwelle. In welcher 
Größenordnung Flußgeschwindigkeit und Beschleunigung zueinander stehen, 
weiß ich nicht (könnte man aber ausrechnen).

M. E. müßte also während der pos. Halbwelle die Elektronenbewegung 
relativ
zu einem Bezugspunkt an der Leitung größer sein als die für die neg. 
Halbwelle. Ob ein solch kleiner Unterschied induktiv meßbar ist mit 
einem sehr empfindlichen und schaltungstechnisch speziell konstruierten 
Wandler , bezweifle ich. Wenn, vielleicht so, daß die Nullinie der 
Wechselspannung nach dem Wandler nicht mehr direkt mittig liegt, sondern 
je nach Stromrichtung mehr im positiven oder negativen Bereich.
Ich glaube aber nicht, daß das funktioniert. Das war auch nur mal so ein 
Gedankengang zur Problematik, vermutlich aber falsch.

Autor: Peter II (Gast)
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juergen schrieb:
> Ich kann mir nicht vorstellen, wie das berührungsfreie Ausmessen der
> Stromrichtung schaltungstechnisch zu realisieren wäre.

was glaubst du was eine Stromzange/Stromwandler macht?

Das messen der Stromrichtung ist kein Problem, für das bestimmen der 
Energierichtung braucht man aber noch die Spannung und die kann man 
schlecht berührungsfrei messen.

Autor: juergen (Gast)
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Kann man das eventuell wieder löschen?
Ich glaube, ich habe Unsinn geschrieben.

Die Elektronen fließen ja bei Wechselstrom nicht durch die Leitung in 
vorwiegend einer Richtung, sondern bleiben an Ort und Stelle und bewegen 
sich nur vor und zurück im Takt der Frequenz.

Autor: juergen (Gast)
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Peter II schrieb:
> juergen schrieb:
>> Ich kann mir nicht vorstellen, wie das berührungsfreie Ausmessen der
>> Stromrichtung schaltungstechnisch zu realisieren wäre.
>
> was glaubst du was eine Stromzange/Stromwandler macht?

Der Stromwandler mißt den Strom, aber nicht die Stromrichtung.

Autor: Peter II (Gast)
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juergen schrieb:
> Der Stromwandler mißt den Strom, aber nicht die Stromrichtung.

er misst beides. Bei Wechselstrom kommt ein Wechselstrom aus dem Wandler 
und diese hat eine Richtung die sich ständig wie auch die Quelle ändert.

Es gibt auch Wandler für Gleichstrom und dort kann man auch die Richtung 
ablesen.

Autor: juergen (Gast)
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Peter II schrieb:
> juergen schrieb:
>> Der Stromwandler mißt den Strom, aber nicht die Stromrichtung.
>
> er misst beides. Bei Wechselstrom kommt ein Wechselstrom aus dem Wandler
> und diese hat eine Richtung die sich ständig wie auch die Quelle ändert.
Da habe ich Verständnisschwierigkeiten.

Wenn ich ein Stück Draht nehme und Wechselstrom darüber fließen lassen;
entweder von rechts oder von links, dann dürfte die Stromzange beide 
Male
den gleichen Wert anzeigen und sich im Ergebnis durch nichts 
unterscheiden.

Autor: Peter II (Gast)
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juergen schrieb:
> den gleichen Wert anzeigen und sich im Ergebnis durch nichts
> unterscheiden.

der gleiche Wert ja, aber eine andere Phasenlange.

Wenn es DC ist, hast du dann ein andere Vorzeichen. Bei AC gibt es 
keinen negativen Strom!

Autor: juergen (Gast)
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Peter II schrieb:
> juergen schrieb:
>> den gleichen Wert anzeigen und sich im Ergebnis durch nichts
>> unterscheiden.
>
> der gleiche Wert ja, aber eine andere Phasenlange.

Wenn rechts, oder links, abwechselnd, aber gleich eingespeißt wird, ist 
die Phasenlage auch gleich.


>
> Wenn es DC ist, hast du dann ein andere Vorzeichen.

Das ist klar.

Bei AC gibt es > keinen negativen Strom!

Autor: juergen (Gast)
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juergen schrieb:
> Peter II schrieb:
>> juergen schrieb:
>>> den gleichen Wert anzeigen und sich im Ergebnis durch nichts
>>> unterscheiden.
>>
>> der gleiche Wert ja, aber eine andere Phasenlange.
>
> Wenn rechts, oder links, abwechselnd, aber gleich eingespeißt wird, ist
> die Phasenlage auch gleich, bzw. wird nicht zur Anzeige gebracht.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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juergen schrieb:

> Kann man das eventuell wieder löschen?
> Ich glaube, ich habe Unsinn geschrieben.

Tja, das Internet vergisst nichts. Deine Sätze wird man
also noch nach tausenden von Jahren nachlesen können. :-)

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Peter II schrieb:

> Bei AC gibt es keinen negativen Strom!

Genausowenig, wie es einen Blindstromm gibt. "Blindstrom" ist
nur ein Denkmodell. Existent ist allein Blindleistung.

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