Geschätztes Forum, dieses einfache Prinzip soll den hochtransformierten Solarstrom in das eigene Wohnungsstromnetz / Hausnetz einspeisen. Bitte darauf achten, das sich der Stromzähler dabei nicht rückwärts dreht und sich mit dem Versorgungsunternehmen abstimmen. Achtung: liegt keine externe 230V Versorgungsspannung an, muss sich das Gerät automatisch abschalten ! Prinzip: Liefert das Solarpanel bzw. Solarpanele genügend Spannung, dann steuert der Steuertrafo die Brückenschaltung an. Und der Leistungstrafo wird wechselweise mit ca. 12V bestromt und moduliert seinen Strom auf Netzspannung auf. Der aufmodulierte Strom ist kein idealer Sinus, als trapezförmig würde ich es bezeichnen. Hinweis: Solarpanele liefern keine konstante Spannung, 12V Panele können im Leerlauf ohne weiteres mahr als 22V liefern. bei Belastung bricht die Spnnung zusammen, die maximale Ausgangsleistung wird erziehlt, wenn MPP (Maximum Power Point) erreicht ist. Für konstruktive und hilfreiche Antworten bin ich sehr dankbar. Bernhard
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Der Steuertrafo steuert die Brücke immer an, aber schlecht. Das wird sehr heiß. Wirkungsgrad gefühlt so 50%.
Bernhard S. schrieb: > Geschätztes Forum, > > dieses einfache Prinzip soll den hochtransformierten Solarstrom in das > eigene Wohnungsstromnetz / Hausnetz einspeisen. Genial. Hättest du noch Bilder vom Testaufbau für uns? Wirkungsgradkurven? Welche Mosfets verwendest du, welcher Leistungsbereich? Ist Kühlung erforderlich? Uwe
Helge schrieb: > Der Steuertrafo steuert die Brücke immer an Wirklich immer ? Bei der einen Halbwelle eine Brückenhälfte bei der anderen Halbwelle die andere Brückehälfte. Kurz vor und nach dem Nulldurchgang sind die Brücken stromlos. Mit Rechteck wollte ich den Trafo nicht ansteuen, wegen der unangenehmen Oberwellen.
Lass es sein, die Anforderungen und Normen für Netzeinspeisung sind viel komplexer. Eigenbau ist unzulässig und wird teurer als ein zugelassenes Gerät.
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Uwe B. schrieb: > Genial. > Hättest du noch Bilder vom Testaufbau für uns? Wirkungsgradkurven? > Welche Mosfets verwendest du, welcher Leistungsbereich? > Ist Kühlung erforderlich? > > Uwe Momentan besitze ich nur einen Leistungstrafo aus einer defekten 425 Watt USV. 425 Watt, lt. Angabe, ist nach meiner Meinung stark übertrieben, 100 Watt wäre realistischer ;-) Paul schrieb: > Lass es sein, die Anforderungen und Normen für Netzeinspeisung sind viel > komplexer. Eigenbau ist unzulässig Paul, da gebe ich sogar Recht !
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Nit ungeregelter Ansteuerung und ohne extra Drossel kriegst du nur solche "Katzenohren" eingespeist. Das tut zwar irgendwas, unterstützt das Netz aber genau um das Leistungmaximum herum nicht.
Danke Helge für die Zuarbeit. Wie und an welcher Stelle entstehen die "Katzenohren"? Diesen Effekt kann ich lt. Schaltung nicht nachvollziehen. Womit hast Du Deine "katzenohren.png" erzeugt? Würdest Du uns Deine Simulationsdatei zur Verfügung stellen? Wo kommen die 100 Hz her?
Mit Komparatoren die Ausgangsspannung erst dann einschalten, wenn sie größer als die Netzspannung ist, und dann abschalten, wenn der Strom in die falsche Richtung fließt bzw. bei 0-Durchgang des Stroms. (Würden dass nicht alles beides SSRs oder gar Thyristoren oder Triacs ohne Zusatzschaltung perfekt erledigen?) Dann sind die Katzenohren weg, und, positiver Nebeneffekt, das Netz wird dann unterstützt, wenn andere Verbraucher mit einfacher Gleichrichter/Elko-Schaltung die Spitzen kappen. Das E-Werk freut sich. Ein ordentlicher Stützkondensator muss natürlich genug Energie für die Abgabe von kurzen Spitzenströmen speichern. Nicht, dass ich glauben würde, dass dadurch alle Probleme bei diesem Konzept gelöst wären... Nein, so einfach ist es nicht.
Solche trafos sind schwer und teuer. Wenn du auf der trafo niederspannungsseite eine mittenezapfung hast kannst du dir die "top side" der H-brücke sparen. Die inverter die ich angeschaut habe machen das so.
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ohne Steuertrafo und mit M-Schaltung zur Einfachheit, ändert aber am Ergebnis kaum was. Z-Dioden machen das Schalten etwas schneller, aber die Verlustleistung im linearen Bereich grillt das Ding trotzdem. 50Hz-L auf die 230V-Seite geht nur mit "schlechten Drosseln" mit Verlusten, sonst schwingt das ganze wild. Also mit Controller Sinusnachbildung, Speicherdrossel auf die Schaltfrequenz ausgelegt.
Pepe schrieb: > Solche trafos sind schwer und teuer. > > Wenn du auf der trafo niederspannungsseite eine mittenezapfung hast > kannst du dir die "top side" der H-brücke sparen. Die inverter die ich > angeschaut habe machen das so. Du hast Recht :-) Mir stehen leider nur Trafos ohne Mittelanzapfung zur Verfügung.
Hallo Helge, könnest Du mal bitte den Steuertrafo in Deiner Simuation durch 4 Sinusgeneratoren (incl. 180° Phasenverschiebung) und 4 Fets ersetzen. Auf das Ergebnis bin ich gespannt :-) Danke
@alle Wie würdet Ihr die maximale Übertragungsleistung eines Trafos messtechnisch ermitteln?
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb: > Mit Komparatoren die Ausgangsspannung erst dann einschalten, wenn sie > größer als die Netzspannung ist, und dann abschalten, wenn der Strom in > die falsche Richtung fließt bzw. bei 0-Durchgang des Stroms. (Würden > dass nicht alles beides SSRs oder gar Thyristoren oder Triacs ohne > Zusatzschaltung perfekt erledigen?) gute Idee. Primär, oder sekundärseitig?
Bei der Überschrift dachte ich nicht gleich an einen Wechselrichter Eigenbau. Allerdings sehr interessant! Mir fehlen nur irgendwie die Details wie sich das ganze mit dem Versorger abstimmen soll?
Bernhard S. schrieb: > 4 Sinusgeneratoren Ein kleiner Steuertrafo verhält sich wesentlich anders als 4 (5! Ausgangsspannung ja auch noch!) phasenstarre Sinusgeneratoren. Steuerung und Leistung muß über den gleichen eng gekoppelten Trafo gehen, sonst hast du zusätzlich noch viel Spaß mit Phasenverschiebungen. Für Kleintrafos muß ich mal suchen, ob ich da Spice-Modelle finde. Ich hatte auch mal 4 FET + 4 Schaltquellen simuliert, hat ganz ähnlich ausgeschaut. Ist aber schon lang gelöscht. fun fact: China-Inverter der 40€-Klasse machen in Teillast fast das gleiche mit dem Stromnetz.
Teufelszeug was ihr da macht! Das Umrichter Gedöns gibt es mittlerweile so günstig und vor allem zuverlässig das sich ein Eigenbau nicht rentiert. Wie wird die Leistung überwacht? Hört der Umrichter innerhalb einer Periode ohne externe Spannung auf zu generieren? Leckstromüberwachung? Phasenlagenüberwachung? Fehlerstromüberwachung Netzseitig? Kann das Teil einen PV Ri Bereich von 100R...1R ausnutzen MppT? Wie geht es mit sich langsam verändernden Eingangsleistungen um? Was macht es bei schneller Verschattung? Hab ich noch etwas vergessen? Solche Basteleien sind der Grund warum der Energieversorger seine über scharfen und teilweise doofen Vorschiften hat.
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Bernhard S. schrieb: > Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb: >> Mit Komparatoren die Ausgangsspannung... > gute Idee. Primär, oder sekundärseitig? Nein, leider eine totale Schnapsidee, wie mir später im Bett einfiel. Ich kann es ja nicht mehr löschen. Peinlich. Hat zum Glück noch niemand bemerkt: Die Spannung aus dem Rechteckausgang muss größer als die Netz-Spitzenspannung sein und ist damit immer größer, als die Netzspannung. Aber es geht noch viel einfacher, und wird damit sogar sinnvoll und m.E. technisch machbar: Jeder Schaltung ohne induktiven Zwischenspeicher wird bei der Produktion eines sinusförmigen Stroms aus DC erhebliche Verluste produzieren. Wie bei den klassischen analogen Gegentaktendstufen der Audiotechnik. Also auch dein Wandler hier. Diese Verluste könnten im Trafo oder in den Transistoren entstehen, aber elegant wäre es, wenn die Panels im Konstantstrombetrieb arbeiten. Dann entstehen die Verluste dann im Panel - was sie auch dürfen(!). Also mit genau deiner Schaltung(!), die Ausgangsspannung muss größer als die Netz-Spitzenspannung sein, dann wird in jeder Halbwelle über die gesamte Zeit so viel (weitgehend konstanter) Strom ins Netz eingespeist, wie die Panels gerade hergeben. Die Spannung an den Panels ist halbwellenförmig, 100 Hz. Darüber hinaus lässt sich die Schaltung noch leicht auf 2 Transistoren reduzieren. Also die Trafo-Gegentaktschaltung: Die Trafo-Primärseite ist in der Mitte angezapft (z. B. Netztrafo, 2 x 24 V), die Ansteuerung der beiden Schalttransistoren (FET oder BJT) kann aus einer einfachen, weitere, z. B. 10 V-Wicklung erfolgen. So ein Trafo sollte "von der Stange" erhältlich sein. Für 2 x 15 V habe ich sie z. B. hier. Das das natürlich keine tolle oder gar professionelle Lösung ist, wie sie hier (fast) jeder als ganz unbedingt erforderlich fordert, ist klar. Aber es wird funktionieren.
Hallo Forum, ich bin der Ansicht, das das Vorhaben wesentlich leichter umsetzbar ist, wenn man nicht ins Versorgernetz einspeist. Ich verfolge bei mir einen anderen Ansatz. Am Balkon habe ich eine Stckdose, die mit den Steckdosen im Wohnzimmer verbunden ist. Diesen Strang kann ich am Sicherungskasten abklemmen. In die Balkonsteckdose kommt mein 3000W WR (Ausgang 230V), der an vier 100Ah/12V Akkus hängt und die wiederum vom 6x 60W Solar Modulen geladen werden. (Ausbeute an sonnigen Tagen über 5Std. ca. 24Ah/12V/Std.) Damit brauche ich mindestens vier volle sonnige Tage um die Akkus komplett zu laden. Damit kann ich bei Bedarf an den Wohnzimmersteckdosen neben dem Fernseher auch meinen 1700W Wasserkocher anschließen. Das ist aber nur eine Notlösung und reduzier die Stromkosten nur geringfügig. Sind ja nur ca. 16Ah/230V und die sind relativ schnell verbraucht. Als Backup habe ich noch einen leisen 2.5kW Generator, falls es mal länger dauern sollte bis der Strom wieder fließt. Aber generell ist das alles eher eine kostspielige Spielerei, die sich wohl nie amortisieren wird und nur kurzzeitige Blackouts kompensieren kann. Wenn man aber das als Wissenserweiterung ansieht ist das Bauvorhaben vom TO durchaus interessant, wenn auch ambitioniert. Das war mein werte Meinung dazu. Markus
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Mit Aufwand und experimentieren kann man wahrscheinlich wenigstens halbwegs phasenrichtig einkoppeln, aber: 1. schwingt das ganze weiter über Trafosättigung, wenn ausgesteckt wird. 2. verlagern sich die Verluste in die von mir eher schlecht als recht abgeschätzten Drosseln und ins Solarpanel. 3. ist das nicht annähernd Sinusähnlich. Ich könnte mir aber vorstellen, daß sich ein Klasse-D-Verstärker zum Trafotreiber mißbrauchen läßt. Dann hat man wenigstens die Verluste klein und einen Sinus.
Jetzt nimm mal an dass die versorgungsspannung, deine V2, aus phasenrichtigen sinus-halbwellen besteht. V2 ist modulierte DC So machen das die china $40 inverter. Allerdings nicht auf 12V, die schalten 340V. Die 340V werden vom hochsetzer mit phasenrichtigen halbwellen-sinus moduliert. Dieser hochsetzer ist ein boost converter mit einem kleinen 100khz ferrittrafo. Da wird also nicht 340V DC eingekoppelt und deshalb hat es auch keine "katzenohren".
Dasselbe könnte OP mit seinem trafo auch machen. Nicht dass er extra V2 moduliert, aber er kann die sinus halbwelle mit pwm zum trafo-schalt-fet nachbilden. D.H eine 100khz pwm erzeugt eine 50hz sinus halbwelle.
deswegen der hinweis auf einen klasse d verstärker.
Bernhard S. schrieb: > @alle > > Wie würdet Ihr die maximale Übertragungsleistung eines Trafos > messtechnisch ermitteln? Mit der Schieblehre, die Blechgrösse gibt die Maximale Leistung.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb: > Also mit genau deiner Schaltung(!), die Ausgangsspannung muss größer als > die Netz-Spitzenspannung sein, dann wird in jeder Halbwelle über die > gesamte Zeit so viel (weitgehend konstanter) Strom ins Netz eingespeist, > wie die Panels gerade hergeben. Die Spannung an den Panels ist > halbwellenförmig, 100 Hz. Bestechende Idee! Ist die Frage welchen Wirkungsgrad die Panel dann noch erreichen. Und was der Stromzähler dazu sagt, nicht daß er das falsch mißt.
Abdul K. schrieb: > Bestechende Idee! Ist die Frage welchen Wirkungsgrad die Panel dann noch > erreichen. Und was der Stromzähler dazu sagt, nicht daß er das falsch > mißt. Wenn das Übersetzungsverhältnis des Trafos optimal ist, müsste der Wirkungsgrad theoretisch bei ca. 70% liegen, genauso, wie bei analoge Gegentaktendstufen bei voller Ausgangsleistung Sinus. Natürlich weniger in der Praxis. Wenn ein Stromzähler das falsch misst, gehört er auf den Schrott :-) Es ist ja ein Rechteckstrom, der da eingespeist wird. Das wirkt sich genauso so aus, wie eine Konstantstromsenke hinter einem Gleichrichter, nur mit anderem Vorzeichen. Das kann der Zähler natürlich auch. Erweiterung der Schaltung: Würde man die beiden Schalttransistoren mit einem Emitterwiderstand versehen, könnte man sehr leicht einen sinus-ähnlichen Strom einspeisen. Die Verluste würden nicht im Panel, sondern in den Transistoren entstehen. Aber: Es würde noch eine Regelung hinzu kommen, die den Strom über die Transistoren passend zur momentanen Leistung der Panels einstellt. Das ist aber gar nicht mehr so trivial und nicht im Sinne dieses Threads.
Paul schrieb: > Lass es sein, die Anforderungen und Normen für Netzeinspeisung sind viel > komplexer. Eigenbau ist unzulässig und wird teurer als ein zugelassenes > Gerät. die einzig richtige Antwort. Markus W. schrieb: > ich bin der Ansicht, das das Vorhaben wesentlich leichter > umsetzbar ist, wenn man nicht ins Versorgernetz einspeist. absolut - die ganze Einspeisung rechnet sich mit 4 Modulen? wohl kaum? Markus W. schrieb: > Damit brauche ich mindestens vier volle sonnige Tage um die Akkus > komplett zu laden. > > Damit kann ich bei Bedarf an den Wohnzimmersteckdosen neben dem > Fernseher auch meinen 1700W Wasserkocher anschließen. das ist sehr günstig gerechnet bzw. hängt ja auch von der Zahl der Solarmodule ab - Balkon, 4 Stück? Markus W. schrieb: > Das ist aber nur eine Notlösung und reduzier die Stromkosten nur > geringfügig. Sind ja nur ca. 16Ah/230V und die sind relativ schnell > verbraucht. genau so ist es Markus W. schrieb: > Aber generell ist das alles eher eine kostspielige Spielerei, die > sich wohl nie amortisieren wird und nur kurzzeitige Blackouts > kompensieren kann. Lohnt sich eigentlich nicht, höchstens für Kleinstverbraucher, die ebenfalls auf dem Balkon betrieben werden (z.B. Ventilator, Kühlschrank) und auch nur im Sommer - im Winter sind die Sonnentage mau, da wird die Batterie schlecht nachgeladen. Wenn es die eigene Eigentumswohnung oder Haus ist, dann okay. Ansonsten lieber nicht bzw. nur mobil installieren.
Ich bezog mich auf ein Panel mit Serientransistor direkt aufs Netz. Der Transistor wird nur in der passenden Halbwelle durchgeschaltet. Dann würde das Panel in seiner Halbwelle seine Lastkennlinie halbsinusmäßig komplett durchfahren. In der anderen Halbwelle wäre das Panel abgeklemmt. Der FET müßte Uss der Netzspannung aushalten. Zusätzlich noch die erhöhte Spannung durch Leerlauf des Panels. Also so 800V Typ aufwärts.
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@von Robert K. das ganze ist soweit mobil, in dem Sinne, dass wenn man den Stecker aus der Balkon-Steckdose zieht die Anlage autark ist und nur bis zum Akku reicht. Und ob man Akkus am Balkon Lädt oder nicht kann ja jedem egal sein. Da gibt es auch keine Vorschriften diesbezüglich, zumindest sind mir keine bekannt. Was die Panels angeht, so sind es sechs Stück zu je 60W laut Hersteller (offgridtec). Ich wollte keine zu großen habe, da ich sie sie auch für den mobilen/portablen Einsatz verwenden will. An guten Tagen liefern sie 80% der versprochenen Leistung 4A++ an einer elektronischen Last. Am WR habe ich noch nicht gemessen Habe erst vor kurzem A/V/P-Module erhalten, die die Leistung jeder Zelle anzeigen. Da muss ich noch Erfahrungswerte sammeln. Wie es im Winter aussehen wird, wo auch die Kapazität der Akkus Temperatur bedingt leidet muss sich noch zeigen. Ich überlege mir die Panels ausfahrbar, wie eine Markise zu machen. In der Nacht und beim Sturm/Regen sind sie unter der Tarrassendecke versteckt und fahren bei bedarf heraus. Das hätte auch den Vorteil, dass man den Winkel zur Sonne anpassen kann. Da der Balkon ehe nach Süden ausgerichtet ist, wäre nur die Elevation von Bedeutung. Markus
Christian M. schrieb: > Wie wird die Leistung überwacht? > Hört der Umrichter innerhalb einer Periode ohne externe Spannung auf zu > generieren? > Leckstromüberwachung? > Phasenlagenüberwachung? > Fehlerstromüberwachung Netzseitig? > Kann das Teil einen PV Ri Bereich von 100R...1R ausnutzen MppT? > Wie geht es mit sich langsam verändernden Eingangsleistungen um? > Was macht es bei schneller Verschattung? > > Hab ich noch etwas vergessen? ja EMV-Verträglichkeit, Tempeatur-Überwachung, Strom-Überwachung usw.
> EMV-Verträglichkeit, Tempeatur-Überwachung, Strom-Überwachung usw.
Stimmt, nach wochenlangen Suchen, warum der DAB Radio bei Sonne nicht
mehr geht, stellte ich fest, meine Schaltung war das! Was mache ich nun
mit den neu gekauften Radios? Verkaufen und mir eine WR holen ;-)
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@Helge, Du scheinst ein LTspice-Profi zu sein :-) Kannst Du mal bitte meine Vorlage verwenden und statt RL einen Trafo einbinden, ich bekomme das noch nicht hin. Den Steuertrafo habe ich mit 4x Wechselspannungquellen ersetzt. Wie man eine Phasenverschiebung von 180° in diesen Wechselspannungsquellen einstellt, habe ich leider noch nicht herausgefungen. Danke Bernhard
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Messungen an einer Brückenschaltung...
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Bernhard S. schrieb: > Phasenverschiebung von 180° Paßt schon wie du das gemacht hast. Oder wie im Bild.
Du Helge, könntest Du noch einen Trafo mit einbauen?
Bernhard S. schrieb: > könntest Du noch einen Trafo mit einbauen? Trafos sind in LT-Spice ganz einfach: zeichne 2 Spulen und schreib eine Direktive mit dem Koppelfaktor dazu. So wie dort: Beitrag "Flash wie programmieren" und ganz genau geht es dort zur Sache: https://ltwiki.org/?title=Transformers
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