Forum: Haus & Smart Home PV Module - Stromkreise schalten und Induktionspannung vermeiden ?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von David (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,
bastle in letzter Zeit mit 2 alten PV Strings (je ca 150 V DC
Leerlaufspannung, max. 6A Kurzschlussstrom je String) , die über ca. 25
Meter lange Kabel mit einem Wechselrichter (String 1) angeschlossen sind 
und zum anderen direkt an eine Elektroheizung (1KW) (String 2). Die 
Masse/MinusPole der beiden Strings sind schon an den Strings miteinander 
verbunden. Damit gehen nur 3 Kabel (1 je Pluspol der beiden Strings + 1 
gemeinsame MinusPolleitung) von den beiden Strings weg.

Die Elektzroheizung ist temperaturgesteuert, d.h. der String für die
Heizung wird per DC Relais abgeschaltet, wenn eine bestimmte
Raumtemperatur erreicht ist.

Problem: Beim Schalten der Heizung scheint eine so hohe
Induktionsspannung zu entstehen, dass es in dem anderen Stromkreis
(String) mit dem Wechselrichter zu Überspannungen/Störungen kommt. Wie
erwähnt sind beide Kreise nur durch die gemeinsame
Masseletimg/Minusleitung der beiden Strings miteinander gekoppelt. Wie
kann sich die Induktionsspannung beim Schalten der Heizung auf den
anderen Kreis auswirken ? Wie kann man das unterbinden ?

Thanks
David

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

David schrieb:
> Wie kann man das unterbinden ?

Du kannst mit einer Freilaufdiode verhindern, dass sich eine 
nennenswerte Induktionsspannung aufbaut. Das Thema Auswirkung auf einen 
anderen Kreis erübrigt sich dann von selbst.

Wahrscheinlich laufen bei dir die Kabel parallel.

: Bearbeitet durch User
von David (Gast)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> David schrieb:
>> Wie kann man das unterbinden ?
>
> Du kannst mit einer Freilaufdiode verhindern,

Aber wohin die Diode platzieren ? Die Induktivität wird ja 
wahrscheinlich durch die lange Leitung(en) verursacht.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

David schrieb:
> Aber wohin die Diode platzieren ?

Dort, wo du schaltest. Sinn der Diode ist, dass der Strom nicht abrupt 
unterbrochen wird, sondern weiter fließen kann.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

David schrieb:
> Beim Schalten der Heizung scheint eine so hohe
> Induktionsspannung zu entstehen, dass es in dem anderen Stromkreis
> (String) mit dem Wechselrichter zu Überspannungen/Störungen kommt

Es dürfte keine Induktionsspannung sein, dafür fehlt die Induktivität, 
aber es kann ein Spannungssprung auf Leerlaufspannung sein.

Schalte einen grösseren Elko dauerhaft an den String, z.B. 470uF/200V.

von Wolf17 (wolf17)


Lesenswert?

Hoffentlich ist das Relais für 150VDC 6A geeignet.

Gegen Induktionsspitzen helfen Varistoren:
EPC B72220-S 15 Reichelt 44ct (200VDC), oder die 13er Variante mit 
170VDC

von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Wie wird die Heizung geschaltet?

von Manfred P. (pruckelfred)


Lesenswert?

Wolf17 schrieb:
> Gegen Induktionsspitzen helfen Varistoren:

-1 !

von Wolf17 (wolf17)


Lesenswert?

Manfred P. schrieb:
>> Gegen Induktionsspitzen helfen Varistoren:
> -1 !

Bitte nicht nur seine Meinung ausdrücken, sondern auch fundierte 
Erklärung und Links liefern, damit man es nachvollziehenn kann, warum 
VDRs nicht gegen Induktionsspannungsspitzen helfen. Ich lerne gerne 
dazu.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Wolf17 schrieb:
> Ich lerne gerne dazu.

Warum willst du bei jedem Schaltvorgang die Energie aus dem Magnetfeld 
in einem Varistor verheizen, statt es langsamer abzubauen. Es ist meist 
günstiger, den Grund für ein Problem zu beseitigen (hohes dI/dt), statt 
an den Symptomen (Induktionsspannung) rumzudoktern, z.
B. wegen der EMV.

Erstmal wäre es an David festzustellen, ab es sich wirklich um eine 
Induktionsspannung handelt (Selbstinduktion oder induktive Kopplung auf 
den anderen Leiter) oder, wie von Laberkopp vermutet, ein Sprung auf die 
Leerlaufspannung des Strings, der dann wohl kapazitiv auf den Leiter vom 
anderen String überkoppeln müsste.
Wegen der Zellkapazität kann der Sprung aber eigentlich nicht sonderlich 
steil sein. Die Änderung des Stromes auf dem Masseleiter wird durch den 
sich ändernden Spannungsanfall ebenfalls zu einem Spannungssprung am WR 
führen. Da hilft es nur, die Ursache für den Fehler durch Messung zu 
ergründen.

p.s.

David schrieb:
> Die Elektzroheizung ist temperaturgesteuert, d.h. der String für die
> Heizung wird per DC Relais abgeschaltet, wenn eine bestimmte
> Raumtemperatur erreicht ist.

Warum schließt du die Heizung nicht einfach  kurz, statt sie 
abzuschalten, wenn die Temperatur erreicht ist?

: Bearbeitet durch User
von David (Gast)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:

> Warum schließt du die Heizung nicht einfach  kurz, statt sie
> abzuschalten, wenn die Temperatur erreicht ist?

Hmm. Welchen Vorteil hätte ein Kurzschluss der PV Module bzw. des 
jeweiligen Strings ? Dann würde doch Imax durch Leitung (25 Meter) + 
Panels fließen und die gesmate Panelleistung irgendwo in Wärme umgesetzt 
werden. Ist da eine Unterbrechung und auf Leerlaufspannung zu gehen 
nicht besser, da dann keine Verlustleistung anfällt bzw. irgednwo 
umgesetzt werden muss ?

Gruß
David

von David (Gast)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> David schrieb:
>> Beim Schalten der Heizung scheint eine so hohe
>> Induktionsspannung zu entstehen, dass es in dem anderen Stromkreis
>> (String) mit dem Wechselrichter zu Überspannungen/Störungen kommt
>
> Es dürfte keine Induktionsspannung sein, dafür fehlt die Induktivität,
> aber es kann ein Spannungssprung auf Leerlaufspannung sein.
>
> Schalte einen grösseren Elko dauerhaft an den String, z.B. 470uF/200V.

Michael, das ist ein ganz neuer, interessanter Aspekt. Ich muss noch 
etwas ausholen, weil die Vorgeschichte nicht bekannt ist und das Problem 
offenbar komplexer ist als es scheint.

Ich hatte ursprünglich mit IGBT den PV String an der Heizung geschaltet. 
Von den IGBTs sind mir aber reihum die Dinger kaputt gegangen, jeweils 
durchlegiert - mittlerweile 4 Stück. Ich hatte nach dem ersten 
Durchlegieren hier auch das Problem gepostet. Das Forum mit vielen 
kompetetnten Antworten meinte, meine Gateansteuerung ist zu hochohmig 
(war 1 MOhm auf Masse von Gate und 10K von Ansteuerspannung zu Gate 
hin). Ok, korrigiert auf 470Ohm zu Masse und 10 Ohm zwischen 
Triggerspannung (15V) und Gate. War super happy und dachte, das Problem 
sei gelöst. Hat dann 2 Tage funktioniert, dann wieder durchlegiert 
zwischen Kollektor und Emitter, analog vorher.(Durch eine zusätzliche 
Ausschaltvorrichtung (via DC Sicherung) im Kollektorkreis/Lastkreis ist 
dann ein IGBT zusätzlich durchlegiert, sogar in alle 3 Richtungen 
(G/K/E)).
Dann IGBT ausgetauscht durch DC Relais (DC Spannung verträglich!) 
ausgetauscht.
Insofern ist das urspüngliche Problem mit dem IGBT als Schalter noch 
nicht gelöst und ich denke, das Problem hat die gleiche Ursache wie das 
aktuelle.
Ich war der Meinung (und auch das Forum des anderen Posts zum IGBT), 
dass es irgendeine Induktionsspannung ist, die durch das Schalten der 
Last entsteht und auf das Gate eine zerstörerische Wirkung hatte und den 
IGBT so zu lange aus dem SOA Bereich brachte.
Interessant ist halt, was du ins Spiel bringst: der Spannungssprung auf 
die Leerlaufspannung. Denn in der Tat ist die Leerlaufspannung (um die 
220V DC)  deutlich höher als die tatsächliche Betriebsspannung, wenn die 
ohmsche Last (ca. 50Ohm) angeschlossen ist. Dann fällt die 
Stringspannung mindestens um dei Hälfte ab (je nach Sonneneinstrahlung). 
Habe ja keinen MPP zwischen geschaltet sondern String direkt am 
Verbraucher.
Aber so ganz verstehe ich die Auswirkung, wenn die PV Spannung durch 
Last ab- bzw. ansteigt nicht, aber irgednwie führte der ursprüngliche 
Ansatz mit der Inudktionsspannung und Umdimensionierung der 
Gatebeschaltung auch nicht weiter.

Ich bin jetzt echt total ratlos !!??

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

David schrieb:
> Habe ja keinen MPP zwischen geschaltet sondern String direkt am
> Verbraucher.

Ist bei ohm'schem Verbraucher natürlich die beste Art, den Wirkungsgrad 
komplett in den Keller zu ziehen, statt halber Leistung nur viertel 
Leistung, statt viertel nur sechzehntel etc.

Na ja, PV.

David schrieb:
> Ich bin jetzt echt total ratlos !!??

Deine (falsche) Analyse kann hier nicht richtig geraten werden, weil 
Alles, Schaltung inkl. Bauteilen inkl. deren Daten, fehlt

von David (Gast)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> David schrieb:
>> Habe ja keinen MPP zwischen geschaltet sondern String direkt am
>> Verbraucher.
>
> Ist bei ohm'schem Verbraucher natürlich die beste Art, den Wirkungsgrad
> komplett in den Keller zu ziehen, statt halber Leistung nur viertel
> Leistung, statt viertel nur sechzehntel etc.
>
> Na ja, PV.
>
> David schrieb:
>> Ich bin jetzt echt total ratlos !!??
>
> Deine (falsche) Analyse kann hier nicht richtig geraten werden, weil
> Alles, Schaltung inkl. Bauteilen inkl. deren Daten, fehlt

Hier in dem Post Beitrag "IGBT (mit Diode) geht immer wieder defekt" ist 
alles (inkl. Schaltung) beschrieben . Final hat es aber nichts geholfen. 
Das Problem besteht immer noch. Habe es deshalb hier im PV/Home Umfeld 
nochmals gepostet in der Hoffnung, dass hier jemand ein ähnliches 
Problem schon mal hatten oder wissen, woran es wirklich liegen könnte. 
Sollte ja kein einmaliger Fall sein, dass man PV Leistung/Module direkt 
am Verbraucher schalten will.

Danke für jeden weiteren Hinweis/Hilfe/Tipp....
David

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


Lesenswert?

Hast Du eine Doublette im HF-Unterforum angelegt ?!
Beitrag "Induktionsspannung - wie, wann, wo Wie vermeiden ?"

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

David schrieb:
> Dann würde doch Imax durch Leitung (25 Meter) +
> Panels fließen und die gesmate Panelleistung irgendwo in Wärme umgesetzt
> werden.

Bei einem Kurzschluss ist die Panelleistung 0W.
1
P = I * U
Guck dir die Kennlinie eines Solarpanels an.

Bradward B. schrieb:
> Hast Du eine Doublette im HF-Unterforum angelegt ?!

Die Doublette ist wohl eher dieser Thread.

: Bearbeitet durch User
von David (Gast)


Lesenswert?

>Hast Du eine Doublette im HF-Unterforum angelegt ?!
>Beitrag "Induktionsspannung - wie, wann, wo Wie vermeiden ?"

Ja, wusste nicht, ob es wegen der Induktionsspannung dort eher passt... 
wollte es dort wieder löschen, geht aber nicht

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Deine (falsche) Analyse kann hier nicht richtig geraten werden, weil
> Alles, Schaltung inkl. Bauteilen inkl. deren Daten, fehlt

Er ist auf dem Holzweg, aber zu stur, um das zu kapieren.

von David (Gast)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Bei einem Kurzschluss ist die Panelleistung 0W.P = I * U
> Guck dir die Kennlinie eines Solarpanels an.

Aber auch bei Leerlauf ist die Panelleistung 0W, allerdings wird bei 
Kurzschluss dann irgendwo die Leistung im bestehenden Stromkreis 
verbraten -> Leitung mit x Ohm und etwas sicher auch in den Panels, da 
deren Widerstand nicht ganz 0 ist und ja Kurzschlussstrom fließt.

> Bradward B. schrieb:
>> Hast Du eine Doublette im HF-Unterforum angelegt ?!
>
> Die Doublette ist wohl eher dieser Thread.
Ja, aber dieser hier ist wohl eher passend. Den anderen (im HF Forum) 
wollte ich löschen, geht leider nicht

von David (Gast)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Deine (falsche) Analyse kann hier nicht richtig geraten werden, weil
>> Alles, Schaltung inkl. Bauteilen inkl. deren Daten, fehlt
>
> Er ist auf dem Holzweg, aber zu stur, um das zu kapieren.

Hinz&Kunz, dann sag mir mal was der richtige Weg ist ? Immer noch 
Induktionsspannung (was ja offenbar der falsche Weg ist, weil alle 
Maßnahmen nicht gewirkt haben) oder welcher Weg gibt es noch ?

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

David schrieb:
> Hinz&Kunz, dann sag mir mal was der richtige Weg ist ?

Scher dich zum Teufel!

EOT

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

David schrieb:
> Hier in dem Post Beitrag "IGBT (mit Diode) geht immer wieder defekt" ist
> alles (inkl. Schaltung) beschrieben

Nein. Ich sehe dort einen IGBT, kein DC Relais (unbekannten Typs)

David schrieb:
> die Heizung wird per DC Relais abgeschaltet

Hier sagst du

David schrieb:
> je ca 150 V DC Leerlaufspannung

dort 240V.

Hier schreibst du

David schrieb:
> Die Masse/MinusPole der beiden Strings sind schon an den Strings
> miteinander verbunden

dort im Schaltplan sieht man 50 Ohm ohne weitere Verbindung.

Wenn du glaubst, dass bei Elektronik alles scheissegal ist, dann kommt 
halt Scheisse raus.

von Ludger (ludger_m)


Lesenswert?

Hallo David,

Was für ein Typ von Wechselrichter hast Du denn ?
Und was genau passiert bei einer "Störung" ?
Welcher Typ von Relay ist verbaut ?

Ludger

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Ludger schrieb:
> Typ ...

Jetzt haben wir hier den Salat. Nachdem hier nach so sensiblen streng 
geheimen Daten, wie Typ/Modell, gefragt wurde, blieb dem TO nur noch 
übrig sich abzumelden bevor 007 ihn kurz einen Besuch abstattet.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Die Doublette ist wohl eher dieser Thread.

Damit sind diese beiden gemeint:
Beitrag "PV Module - Stromkreise schalten und Induktionspannung vermeiden ?"
Beitrag "Induktionsspannung - wie, wann, wo Wie vermeiden ?"

Ich verlinke diese mal, damit die Zuordnung später noch auffindbar 
bleibt.

von Nevs (noname_user)


Lesenswert?

Wieviel Geld und Zeit für Material und hier wie vor Ort sind da 
eigentlich drauf gegangen, und welche Kabel wurden da mit welchem 
Querschnitt so sparsam verwendet?
Sowas kommt von sowas, sich da einen Leiter sparen und dann wundern wenn 
beide Kreise sich gegenseitig beeinflussen.
Das sieht so ähnlich oder gar gleich wie bei einer 
Sternpunktverschiebung aus? Physik ist eigentlich in der E-Technik nicht 
so schwer, man kann mit Messen und Testen schon vorher viele Fehler 
ausbügeln.
Die Impedanz oder der Ri so eines PV-Modules ist natürlich was ganz 
anderes als die des öffentlichen Stromnetzes

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Wieso jetzt Gastbeiträge?

von Nevs (noname_user)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Es ist meist
> günstiger, den Grund für ein Problem zu beseitigen (hohes dI/dt), statt
> an den Symptomen (Induktionsspannung) rumzudoktern,

Rainer W. schrieb:
> Du kannst mit einer Freilaufdiode verhindern, dass sich eine
> nennenswerte Induktionsspannung aufbaut. Das Thema Auswirkung auf einen
> anderen Kreis erübrigt sich dann von selbst.

Rainer W. schrieb:
> Dort, wo du schaltest. Sinn der Diode ist, dass der Strom nicht abrupt
> unterbrochen wird, sondern weiter fließen kann.

Rainer W. schrieb:
> der dann wohl kapazitiv auf den Leiter vom anderen String überkoppeln
> müsste.
kapazitive Spannungen lassen einen IGBT eher nicht durchlegieren, dafür 
reicht deren Leistung nicht aus,
Dem Wolf17 wirfst du vor, andere Bauteile für das gleiche Problem oder 
Lösung zu verwenden wie du selber, so richtig hast du das Thema auch 
noch nie verstanden?
Wie eine Freilaufdiode geschaltet wird ist dir sicher auch gänzlich 
unklar, und in welchem Zusammenhang!

von Nevs (noname_user)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Wieso jetzt Gastbeiträge?
Die Frage erklärt auch wie fit man hier im Forum selber ist, und kann 
man auf das reale Leben übertragen ....
Das hat sogar der Dieter verstanden oder kapiert ...;-)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.