Hallo,
meine Frage beläuft sich auf immer häufig anzutreffende und teilweise
recht großen Solaranlagen/Instalationen, bei denen jedes Panel einen
eigenen DC/DC Wandler hat und 400Vdc auf einen gemeinsamen "Bus"
transformiert. Ein zentraler DC/AC Wandler macht dann die Netzanpassung
- mir geht es aber um die DC/DC Wandler.
Wie machen die das, das trotz MPPT da eine konstante Spannung von 400Vdc
raus kommt? Nach meinem Verständnis, kann ich die maximale Leistung aus
der Zelle nur raus hohlen, wenn ich auch die Abnahmemenge habe :/ Sollte
also nicht auf eine feste Ausgangsspannung zu regeln sein.
Und wie schaffen es die DC/DC Wandler parallel zu arbeiten? Ein Load
Sharing über so weite bereiche mit so langen Leitungen halte ich für
nahezu unmöglich da auch zusätzlicher Verkabelungsaufwand betrieben
werden müsste - ich meine die Benutzen wirklich nur zwei Leitungen
(Phase / Masse)
Pfub schrieb:> Wie machen die das, das trotz MPPT da eine konstante Spannung von 400Vdc> raus kommt? Nach meinem Verständnis, kann ich die maximale Leistung aus> der Zelle nur raus hohlen, wenn ich auch die Abnahmemenge habe :/ Sollte> also nicht auf eine feste Ausgangsspannung zu regeln sein.
wenn man die Spannung nicht konstant ist, kann man ja den Strom
anpassen.
Vermutlich versucht jedes Modul einfach die Spannung anzuheben. Aber der
DC/AC Wandler speist dann mehr ins Netzt ein, damit wird die Spannung
konstant gehalten.
Korrekt, bei so modular aufgebauten Anlagen sind das mehrere
Regelkreise.
Die MPPT-Regler an den Solarmodulen regeln Modulstrom*Modulspannung aufs
Maximum ein, egal ob dann hinten am Wandler 350 oder 450 Volt
rauskommen. Das ist ein Wert, der für das MPP-Tracking nicht wichtig
ist, denn da zählen die Eingangsdaten des Wandlers.
Das DC/AC-Board regelt auf eine Sollspannung im Zwischenkreis, bspw.
400Vdc und speist alles was darüber hinausgeht ins Netz ein, unabhängig
davon wieviel Strom dabei nun genau hinten rauskommt.
Ben B. schrieb:> Die MPPT-Regler an den Solarmodulen regeln Modulstrom*Modulspannung aufs> Maximum ein, egal ob dann hinten am Wandler 350 oder 450 Volt
Und was passiert, wenn ein Modul "nicht so viel bringt" (z.B. durch
nicht ideale Ausrichtung) wie die anderen, die den Zwischenkreis schon
auf rund 400V angehoben haben? Wie kann das dann noch effektiv MPPT
betreiben?
Pfub schrieb:> Und was passiert, wenn ein Modul "nicht so viel bringt" (z.B. durch> nicht ideale Ausrichtung) wie die anderen, die den Zwischenkreis schon> auf rund 400V angehoben haben? Wie kann das dann noch effektiv MPPT> betreiben?
man kann jede Solarleistung auf 400V bringen, nur der Strom ist dann
kleiner.
Pfub schrieb:> Und was passiert, wenn ein Modul "nicht so viel bringt" (z.B. durch> nicht ideale Ausrichtung) wie die anderen, die den Zwischenkreis schon> auf rund 400V angehoben haben? Wie kann das dann noch effektiv MPPT> betreiben?
Gar nicht. Dann hat das Modul nicht mal genug Leistung um den mppt
Selbstverbrauch zu bringen. Dieser ist nämlich wie schon gesagt ein
dcdc-Wandler und erzeugt die 400V aus der solarspannung.
Angenommen ein Solarmodul leistet 200 Watt. Dann sind das - Verluste mal
außen vor gelassen - bei 400V 500mA, die durch den MPP-Tracker in den
Zwischenkreis geliefert werden.
Das gleiche Modul bekommt nun weniger Licht, es leistet noch 100 Watt.
Folglich liefert der MPP-Tracker damit bei 400V nur noch 250mA in den
Zwischenkreis.
Das ist auch sehr unproblematisch möglich, erstens kann man den Wandler
so auslegen, daß er mit minimaler Eingangsspannung noch 500Vdc schafft
und diesen hinterher mit 400V am Ausgang betreiben. Zweitens liegt bei
Solarmodulen schon bei sehr wenig Licht die Nennspannung an. Die sich
ändernde Größe ist der Strom, mit der Betriebsspannung des Solarmoduls
stellt man nur dessen Betriebspunkt ein um die höchste Leistung zu
erreichen (MPP-Tracking). Der Wandler arbeitet über seinen
Leistungsbereich also mit einer erstaunlich konstanten Eingangsspannung.
Ben B. schrieb:> Angenommen ein Solarmodul leistet 200 Watt. Dann sind das - Verluste mal> außen vor gelassen - bei 400V 500mA, die durch den MPP-Tracker in den> Zwischenkreis geliefert werden.>> Das gleiche Modul bekommt nun weniger Licht, es leistet noch 100 Watt.> Folglich liefert der MPP-Tracker damit bei 400V nur noch 250mA in den> Zwischenkreis.
Das klingt dann aber für mich so, als wenn es einfach ein "std." Wandler
ohne MPPT ist. Also keine Intelligenz/Algorithmen dahinter... sowas wie
ein einfacher TL494 Push-Pull Wandler...
Die Intelligenz sehe ich dann in dem DC/AC Wandler, der seine
Ausgangsleistung so regelt, das "vorne" immer die 400Vdc anstehen... Ist
das richtig?
Pfub schrieb:> Das klingt dann aber für mich so, als wenn es einfach ein "std." Wandler> ohne MPPT ist. Also keine Intelligenz/Algorithmen dahinter... sowas wie> ein einfacher TL494 Push-Pull Wandler...
und warum? die Ausgangsleitung kann doch frei festgelegt werden in dem
der Strom geregelt wird.
Die MPPT-Wandler maximieren die Eingangsleistung. Kann z.b. ein
Boostconverter sein, dem kannst du die Spannung extern vorgeben. Er
schiebt dann halt mehr oder weniger Strom in den Ausgang. Wenn keine
Last anliegt würde sich der Ausgang natürlich auf höhere Spannungen
aufladen.
Das wiederum verhindert der Wandler zum einspeisen. Dieser passt den
Ausgangsstrom so an (und damit indirekt den Eingangsstrom) dass die 400V
gehalten werden. Sind zwei separate Regelkreise wie schon erwähnt wurde.
Die Wandler an den Solarpanelen werden nicht "dumm" sein, da sie MPP
tracking machen müssen. Außerdem werden sie eine Overvoltage-protection
haben damit die Spannung eben nicht beliebig ansteigt.
Der MPPT-DC/DC-Wandler selber ist natürlich ein Standard-Wandler,
entweder als StepUp - sind die meisten weil einfache Ansteuerung des
Leistungstransistors und hoher Wirkungsgrad - oder ein
transformatorischer Wandler mit galvanischer Trennung.
Die Intelligenz kommt daher, daß der Wandler nicht wie ein normales
Netzteil auf eine konstante Ausgangsspannung geregelt wird, sondern auf
eine konstante Eingangsspannung, egal wieviel dann hinten wieder
rauskommt. Diese Eingangsspannung kann ein Controller festlegen und
bestimmt damit den Arbeitspunkt des Solarmoduls. Er misst fortlaufend
Leistung des Solarmoduls und verschiebt den Arbeitspunkt durch Änderung
dieser Eingansspannung bis der MPP gefunden ist.
Dazu kommt natürlich eine Fehlerüberwachung. Wenn z.B. im
Leistungsbetrieb das Netz ausfällt und dadurch kein Strom mehr
eingespeist werden kann, würde die Zwischenkreisspannung hochlaufen.
Eine Schutzschaltung kann den DC/DC-Wandler bei bswp. 450V abschalten
und somit eine Beschädigung vermeiden. Oder wenn die Leistung des
Solarmoduls so weit absinkt, daß die Zwischenkreisspannung infolge
Eigenverbrauch nicht mehr erreicht wird, wird der Wandler ebenfalls
abgeschaltet.
Dabei ist anzumerken, daß beim StepUp-Wandler nicht weniger Spannung
herauskommen kann, als man hineinschickt. Damit bei StepUp-Wandlern ein
MPP-Tracking möglich ist, muß die Zwischenkreisspannung ein Stück über
der Modulspannung liegen.
Es gibt auch Wechselrichter mit Modulspannung gleich
Zwischenkreisspannung, die erledigen MPP-Tracking und DC/AC-Wandlung mit
einer einzigen Vollbrücke. Damit erreicht man den höchsten Wirkungsgrad,
allerdings ist eine hohe Modulspannung bzw. Stringspannung zwingend (bei
Großanlagen knapp unter 1000V) und eine galvanische Trennung ist nicht
möglich. Ebenso ist ein modularer Aufbau (mehrere MPPT-Wandler arbeiten
mit verschiedenen Eingangsspannungen auf einen gemeinsamen
Zwischenkreis) nicht möglich.
