Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik (Schulprojekt) Simulation eines Wechselrichters für eine PV-Anlagen-Modell


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 Dieter (dibujo1)


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Liebes Forum,

ich bin Lehrkraft an einer allgemeinbildenden Schule. Unsere Schule 
bekommt eine Solaranlage auf unserem Flachdach. Der Schulträger bindet 
uns als Schule ein, und ich habe eine Schülergruppe, die ein 
Miniaturmodell des Hauses mit kleinen Solarzellen nachbauen möchte, um 
das Prinzip zu erklären und zu präsentieren.

Wir haben folgende Frage: Kann man mit Hilfe elektronischer Komponenten 
und ggf. Mikrocontrollern (Arduino, ggf. ESP32) die Funktionsweise eines 
Wechselrichters zu simulieren?

Über eine Antwort freut sich im Namen von Colin, Maxim, Niklas, Samuel, 
Tim und Vincent,

Dieter

: Verschoben durch Moderator
von Udo S. (urschmitt)


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Dieter schrieb:
> Wir haben folgende Frage: Kann man mit Hilfe elektronischer Komponenten
> und ggf. Mikrocontrollern (Arduino, ggf. ESP32) die Funktionsweise eines
> Wechselrichters zu simulieren?

Kommt immer darauf an was ihr alles simulieren wollt. Wollt ihr auch 
Einspeisung in ein (starres) Stromnetz zeigen wird es erst mal 
komplizierter.
230V sind m.E. keine Option, da man in der Schule eher bei 
Schutzkleinspannung bleiben sollte.

Man könnte natürlich das Stromnetz durch einen größeren Akku simulieren, 
dann kann man bei Gleichspannung bleiben.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Nur weil Ihr ein "Projekt" realisieren wollt, gehört es noch lange nicht 
unter "Forum: Projekte & Code"

Dieses hat den Untertitel:

"Hier könnt ihr Projekte, Schaltungen oder Codeschnipsel vorstellen. 
Projekte bitte nur mit Code oder Schaltplan posten (falls ihr nur Fotos 
vorstellen möchtet, bitte in "Zeigt her eure Kunstwerke"). Bitte hier 
keine Fragen posten."

Ich verschiebe das mal.

von Daniel V. (danvet)


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Die Frage ist sehr unspezifisch und man weiß nicht genau, was gemeint 
ist.
Wenn ich die Idee mit Haus - Solarzelle - Wechselrichter als Modell 
andenke, könnte ich mir vorstellen ein paar LEDs in das Haus einzubauen, 
die nur angehen, wenn die Solarzellen Strom liefern. Das könnte man 
sicherlich auch ohne µC hin bekommen.
Falls die Wirkungsweise des Wechslerichters dargestellt werden soll, 
weiß ich ehrlich gesagt nicht wo man anfängt und wo man aufhört. Das 
fängt mit MPPT an und hört mit Netzerkennung auf.
Welches Wirkprinzip vom Wechselrichter soll genau veranschaulicht 
werden?

: Bearbeitet durch User
von Christian B. (cb1969)


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Dieter schrieb:
> ich bin Lehrkraft an einer allgemeinbildenden Schule. Unsere Schule

Das stelle ich mir heutzutage schon in einer Fachschule schwierig vor.
Bist Du sicher, dass das bei euch realisierbar ist?

>  die Funktionsweise eines
> Wechselrichters zu simulieren?

Was soll "simulieren" bedeuten?

Soll man mit einem Oszilloskop sehen, dass aus der Gleichspannung eine 
Wechselspannung wird?
Soll das Einspeisen in irgendeiner Form gezeigt werden?
Soll eine Handyapp Leistungswerte anzeigen?

Was sollen wir uns darunter vorstellen?

von Dieter (dibujo1)


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Hallo,

danke für die schnellen Antworten. Ich bin etwas aus der Übung mit dem 
Posten von Forumsfragen ...

Also es geht wirklich nur darum, die Solaranlage, die auf unser Auladach 
kommen soll, mit ihren Komponenten zu 'modellieren', d.h. Solarmodule 
(als kleine Solarzellen), Wechselrichter (hier soll möglichst die 
Umwandlung einer Gleich- in eine Wechselspannung auf einem Oszilloskop 
dargestellt werden), ggf. Speicher (Goldcap-Kondensator) und natürlich 
'Verbraucher' (hier können wir auf der Gleichspannungsschiene bleiben).

Bei meine Anfrage geht es um die Modellierung des Wechselrichters!

Danke für eure Antworten,

viele Grüße

von Christoph K. (christoph_k314)


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Dafür würde ich einfach mit einer  H-Brücke umpolen, ggf.  noch einen LC 
Filter am Ausgang. 50HZ Ansteuerung mit einem Arduino erzeugen.

von Daniel V. (danvet)


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Christoph K. schrieb:
> Dafür würde ich einfach mit einer  H-Brücke umpolen, ggf.  noch einen LC
> Filter am Ausgang. 50HZ Ansteuerung mit einem Arduino erzeugen.

Hier gibts ein Beispiel (habs aber nicht getestet)
https://devxplained.eu/de/blog/niederspannungs-wechselstromquelle-teil-9

von Michael B. (laberkopp)


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Dieter schrieb:
> Wir haben folgende Frage: Kann man mit Hilfe elektronischer Komponenten
> und ggf. Mikrocontrollern (Arduino, ggf. ESP32) die Funktionsweise eines
> Wechselrichters zu simulieren?

Ja, wobei ich den Arduino/ESP weglassen würde.

Einspeisen sicher nicht ins 230V~ Stromnetz.

Es gibt 2 grundverschiedene Wechselrichter: Inselnetz und 
Einspeisewechselrichter.

Man müsste erst mal klären, was man will. Ein Einspeisewechselrichter 
schickt immer alles was die Solarzellen liefern ins Netz. Geht dabei was 
schief, schaltet er ab.

Ein Inselwechselrichter kann und darf nur genau das liefern was die 
Verbraucher benötigen, z.B. eine Glühlampe. Liefert die Solarzelle mehr, 
wird das mehr eben nicht genutzt, liefert sie weniger, bricht das Netz 
zusammen, der Wechselrichter schaltet ab, der Verbraucher geht aus.

Da der Einspeisewechselrichter ohne 230V~ Netz schwer zu simulieren ist 
könnte man einen 230V/12V Trafo ans Netz hängen und hat dann am 
Wechselrichter nur 12V (na gut, 15V bevor er einspeist) aber am anderen 
Ende, dem Ziel der Einspeisung, 230V~.

Bleibt in der Schule wohl nur ein Inselwechselrichter. Das Inselnetz 
könnte auch ein Gleichspannungsnetz sein, dann braucht man gar keinen 
Wechselrichter, etwas langweilig. Also wenigstens 12V Wechselstrom, 
einfach per schon genannter H-Brücke am 50Hz Generator aus der 
Gleichspannung der Solarzelle zu erzeugen, bloss wozu ? Es gibt 
eigentlich keine 12V Verbraucher die Wechselspannung benötigen, und das 
aufwändigste/überraschende ist der Blindstrom den der 
(Trapez)Wechselrichter verarbeiten können muss, ist das wirklich was, 
was man den Schülern beibringen will ?

Also ein 12V Wechselstromnetz mit einem 12V ~ Verbraucher (Glühlampe) 
bei dem man nie mehr einspeist als die Glühlampe verbraucht und dann am 
12V~ Netzteil ablesen kann wie viel weniger Strom es liefern muss wenn 
der Solarstrom mithilft. So ein Netzteil und Wechselstrommessgerät wird 
es in der Schule geben.

Eine synchron zwangsgesteuerte Vollbrücke direkt an den Strom liefernden 
Solarzellen deren Nennspannung so bei 16-19V liegen sollte reicht dann 
schon.

http://co-shinetek.com/pd.jsp?id=219

Dieser IC ist eigentlich alles was man braucht. Man schliesst die 12V~ 
aus dem Trafo an dessen Motorausgang an. Sense und Vref legt man lahm 
(man könnte auch einen IC ohne dieses nehmen wenn es genug Spannung und 
Strom aushält). Die internen Schutzdioden leiten die Wechselspannung 
gleichgerichtet an GND und Versorgungsspannung zwischen denen die 
Solarzelle über eine Diode in Leitrichtung hängt, ein kleiner Kodensator 
(100nF) puffert die Spannung am IC. IN1 und IN2 kommen über hochohmige 
Widerstände (10k) an die Wechselstromleitungen. So lange UVLO aktiv ist 
also die Spannung noch niedrig, passiert nichts. Ist genug Spannung da, 
schaltet die Vollbrücke den Strom der Solarzelle phasenrichtig auf die 
Wechselstromleitung.

Fertig, am Messgerät sollte man bei Beleuchtung den geringeren 
benötigten Netzstrombedarf sehen. Ein MPPT Regler ist das nicht, aber 
das ist beim Schülerversuch wohl auch egal.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (dibujo1)


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Liebe alle,

vielen Dank für eure Antworten!

@Michael: Du hast sehr lange geantwortet, vielen Dank dafür, und ich 
werde deine Vorschläge auf jeden Fall bedenken und im Blick behalten. 
Nur für jetzt - und den Kenntnisstand der Schüler - wäre das auch zu 
komplex. Ich stelle mir das deutlich einfacher vor.

@Daniel & Christoph: In der Tat entspricht genau das unseren 
Vorstellungen. Für unser Modell würde ich mit dem Arduino die Solarzelle 
als Spannungsquelle im 50Hz-Rhythmus an und ausschalten.
Ich hoffe, dass ich das richtig verstanden habe? Ich habe zwar 
Grundkenntnisse in Technik und E-Lehre, bin aber nicht solch ein Profi, 
wie sie hier im Forum kreisen.

Viele Grüße

Dieter

von Cyblord -. (cyblord)


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Dieter schrieb:
> Für unser Modell würde ich mit dem Arduino die Solarzelle
> als Spannungsquelle im 50Hz-Rhythmus an und ausschalten.

Und du denkst dass ein (Einspeise-) Wechselrichter so arbeitet?

: Bearbeitet durch User
von Daniel V. (danvet)


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Cyblord -. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Für unser Modell würde ich mit dem Arduino die Solarzelle
>> als Spannungsquelle im 50Hz-Rhythmus an und ausschalten.
>
> Und du denkst dass ein (Einspeise-) Wechselrichter so arbeitet?

Naja, es fehlt noch der MPPT. Aber als Veranschaulichung im Modell würde 
ich tatsächlich auch die Solarzellen direkt an die H-Brücke hängen und 
schauen obs funktioniert (ob ein Sinus am Ausgang entsteht).

von Thomas B. (thomas2)


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Dieter schrieb:
> Also es geht wirklich nur darum, die Solaranlage, die auf unser Auladach
> kommen soll, mit ihren Komponenten zu 'modellieren', d.h. Solarmodule
> (als kleine Solarzellen), Wechselrichter (hier soll möglichst die
> Umwandlung einer Gleich- in eine Wechselspannung auf einem Oszilloskop
> dargestellt werden), ggf. Speicher (Goldcap-Kondensator) und natürlich
> 'Verbraucher' (hier können wir auf der Gleichspannungsschiene bleiben).

Das wird zwangsläufig eine Mogelpackung, denn einen Wechselumrichter zur 
Netzeinspeisung kannst bzw. darft du nicht selber bauen.

Einen Wechselrichter ohne Netzeinspeisung kannst du problemlos mit 
Arduino selbst bauen, sogar mit Sinus. Einfach in Youtube nach "sine 
inverter arduino" suchen, da findest du genügend Beispiele, teils auch 
mit kompettem Schaltplan + Code. Wenn du den Trafo weglässt, hast du 
keine 230 V sondern Kleinspannung am Ausgang, was wohl zu bevorzugen 
ist. Allerdings ist das halt was ganz anderes, als ein 
Einspeisewechselrichter:

- Der Einspeisewechselrichter erzeugt selbst gar keine Spannung, die man 
mit dem Oszillkoskop messen könnte. Dein Arduino-Nachbau ohne 
Netzeinspeisung schon.

- Der Speicher ist bei Einspeisewechselrichter normalerweise ein Add-On, 
der erst nach dem Wechselrichter AC-seitig hinzugefügt wird. Ohne 
Netzeinspeisung ist der Speicher normalerweise über einen Laderegler 
direkt an der PV. Der Eingang des Wechselrichters ist nicht an der PV 
sondern am Speicher.

Die ganze Anlage hat eine andere Funktion und eine andere Struktur, wenn 
die Netzeinspeisung fehlt.

von Cyblord -. (cyblord)


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Daniel V. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Dieter schrieb:
>>> Für unser Modell würde ich mit dem Arduino die Solarzelle
>>> als Spannungsquelle im 50Hz-Rhythmus an und ausschalten.
>>
>> Und du denkst dass ein (Einspeise-) Wechselrichter so arbeitet?
>
> Naja, es fehlt noch der MPPT. Aber als Veranschaulichung im Modell würde
> ich tatsächlich auch die Solarzellen direkt an die H-Brücke hängen und
> schauen obs funktioniert (ob ein Sinus am Ausgang entsteht).

Nein, weil ein Einspeisewechselrichter keine eigene Wechselspannung 
erzeugt. Er benötigt ein vorhandenes Netz und speist dort nur Energie 
ein.

D.h. du müsstest erst mal ein Wechselstromnetz simulieren, dann könnte 
ein Wechselrichter dort einspeisen.

von Daniel V. (danvet)


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Ich denke diese Feinheiten sind erstmal nebensächlich.
Der Laie möchte sehen, dass aus Gleichstrom (Solarzelle) Wechselstrom 
(nach dem Wechslerichter) wird. Ob das jetzt eine Insellösung oder eine 
Netzeinspeisung ist, ist doch erstmal egal.

von Bruno V. (bruno_v)


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Wie groß soll das Modell werden? Also welche Fläche hat die Solarzelle? 
DIN A4? oder deutlich größer / kleiner. Draußen oder Kunstlicht? Davon 
ausgehend kannst Du die Möglichkeiten abschätzen.

Wenn es ein Tischmodell für drinnen (Kunstlicht) sein soll, dann reicht 
es vermutlich, eine LED zu speisen und in Abhängigkeit des Stroms einen 
Impulszähler 
(https://www.conrad.de/de/p/trumeter-7016-impulszaehler-101765.html) zu 
triggern bzw. direkt ein Ah-Messgerät zu nehmen (Muss man gemäß PV-Zelle 
wählen).

Das 50Hz-Signal für ein Oszi kann dann parallel erzeugt werden.

von Dieter (dibujo1)


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Lieber Daniel,

du hast den Nagel auf den Kopf getroffen! Es geht nur um ein einfaches 
Modell, das Laien bauen und nachvollziehen können. Die Komponenten 
müssen den Prozess nicht komplett darstellen.

Danke für eure Beiträge,

viele Grüße

Dieter

von Cyblord -. (cyblord)


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Daniel V. schrieb:
> Ich denke diese Feinheiten sind erstmal nebensächlich.

Naja es ist eine grundlegend andere Funktionsweise als das was du dann 
zeigen wirst.

Daniel V. schrieb:
> Der Laie möchte sehen, dass aus Gleichstrom (Solarzelle) Wechselstrom
> (nach dem Wechslerichter) wird.

Aber das macht ein Einspeisewechselrichter halt nicht. Du bringst den 
Schülern also was falsches bei.

Du kannst natürlich eine Insellösung präsentieren, aber das hat dann 
wiederum nichts mehr mit der Solaranlage auf eurem Dach zu tun.

Und nur aus Bequemlichkeit Schülern falsche Dinge zu erzählen... na ich 
weiß nicht.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Cyblord -. schrieb:
> Du bringst den Schülern also was falsches bei.

Statt Newton gleich Einstein...

von Cyblord -. (cyblord)


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H. H. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Du bringst den Schülern also was falsches bei.
>
> Statt Newton gleich Einstein...

Der Vergleich passt nicht.

Wenn ich schon etwas über Wechselrichter zeigen will, sollte das auch 
zum Typ passen.

Wenn ich nur zeigen will dass PV irgendwie Strom macht, kann ich gleich 
ne LED an ne Solarzelle hängen und bin fertig.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Cyblord -. schrieb:
> Der Vergleich passt nicht.

Der passt sehr gut.

von Udo S. (urschmitt)


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Dieter schrieb:
> du hast den Nagel auf den Kopf getroffen! Es geht nur um ein einfaches
> Modell, das Laien bauen und nachvollziehen können. Die Komponenten
> müssen den Prozess nicht komplett darstellen.

Eben, den Laien interessiert es auch nicht, ob Wechselstrom oder 
Gleichstrom dein Modellhaus elektrisch versorgt.
Insofern könntest du auch einfach das Netz mit einem Akku simulieren und 
der "Wechselrichter" wäre dann halt eigentlich ein Ladegerät (ggf. mit 
MPPT) das auch ohne angeschlossenen Akku (Netzausfall) das Häuschen 
versorgen kann.

von H. H. (hhinz)


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Ich würde ja einen Ferrariszähler so umbasteln, dass er bei Beleuchtung 
der Zellen rückwärts läuft, ansonsten vorwärts. Am Netz muss dazu gar 
nichts hängen.

von Bruno V. (bruno_v)


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H. H. schrieb:
> Ich würde ja einen Ferrariszähler so umbasteln, dass er bei Beleuchtung
> der Zellen rückwärts läuft, ansonsten vorwärts. Am Netz muss dazu gar
> nichts hängen.

Ferrariszähler hatte ich auch überlegt. Wie groß müsste eine Solarzelle 
etwa sein, dass die Haltekraft bei optimalem Verbraucher und Kunstlicht 
überwunden wird?

Oder meinst Du ggf. neu Wickeln?

von Michael B. (laberkopp)


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Daniel V. schrieb:
> Ich denke diese Feinheiten sind erstmal nebensächlich.
> Der Laie möchte sehen, dass aus Gleichstrom (Solarzelle) Wechselstrom
> (nach dem Wechslerichter) wird. Ob das jetzt eine Insellösung oder eine
> Netzeinspeisung ist, ist doch erstmal egal.

Auch dem Laien darf man aber erklären, dass es einen gewaltigen 
Unterschied macht ob man Netzeinspeisung oder Inselnetz macht.

Ich meine, selbst du und der TO haben derzeit keine Ahnung davon, wie 
wichtig diese Unterscheidung ist.

Auch ihr könntet also noch was Lernen, das scheint man aber vehement 
abblocken zu wollen.

H. H. schrieb:
> Ich würde ja einen Ferrariszähler so umbasteln, dass er bei Beleuchtung
> der Zellen rückwärts läuft, ansonsten vorwärts

Gleichstrom-Ferraris ?

von H. H. (hhinz)


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Michael B. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Ich würde ja einen Ferrariszähler so umbasteln, dass er bei Beleuchtung
>> der Zellen rückwärts läuft, ansonsten vorwärts
>
> Gleichstrom-Ferraris ?

Umbasteln!

von H. H. (hhinz)


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Bruno V. schrieb:
> Oder meinst Du ggf. neu Wickeln?

Neuer Antrieb.

von Flip B. (frickelfreak)


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+1 für die veranschaulichung mittels Zähler.

Ob AC oder DC ist dabei nicht so wichtig.

Zum Wechselrichter: vielleicht ist da ein rotierender Umformersatz aus 
einem kleinen gleichstrommotor und einem PM-Synchronmotor auf einem 
holzbrettchen praktikabler und anschaulicher. Vielleicht sind solche 
motoren in der Physiksammlung schon vorhanden, sie sind aber auch 
günstig zu besorgen. So wurde früher tatsächlich umgerichtet und ab der 
mittelstufe ist die elektromagnetische funktionsweise verständlich. 
Außerdem brummt es lustig, was den energiefluss und auch verluste beim 
umformen veranschaulicht.
Es ist dann zu erklären, dass genau wegen der Lebensdauer und Effizienz, 
heute auf Elektronische umrichter umgeschwenkt wurde.

Der energiefluss  kann entweder im gleichstrombereich mittels 
analoginstrument oder mittels umgebautem Ferrariszähler erfolgen, im 
einfachsten fall schraubt man einen auf und baut einen lastwiderstand 
und einen kleinen getriebemotor ein. Oder AC, dann müssen aber 
mindestens die stromspulen neu gewickelt werden.

Als modell-Panel eignet sich ein kleines panel von 20 bis 50w aus dem 
camping/bastelbereich.

: Bearbeitet durch User
von Nils B. (hbquax)


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Wenn man sich schon im Campingbereich bedient, könnte man auch gleich 
fie kleinste käufliche Power Station mit PV-Eingang und AC- Steckdose 
hinstellen.
Oder separaten MPPT-Laderegler, Autobatterie, und den kleinsten mobilen 
Wechselrichter aus dem KFZ-Zubehör, dann kan man die Einzelkomponenten 
besser sichtbar machen ohne viel zu basteln.

Das Solarmodul werdet ihr ja auch nicht selber herstellen.

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Flip B. schrieb:
> +1 für die veranschaulichung mittels Zähler.
>
> Ob AC oder DC ist dabei nicht so wichtig.

Man muss sich eben klar machen, welche Sachverhalte man vermitteln will. 
Das vermisse ich bisher in diesem Thread.

Aktuell sind wir bei "PV Module erzeugen Strom". Thats it. Das 
allerdings wissen die Schüler wahrscheinlich bereits.

Der Anfang von Thread hörte sich eben noch ein wenig anders an. Da gings 
vor allem um den Wechselrichter und um die Veranschaulichung einer 
realen Installation auf dem Schuldach. Das ist jetzt alles 
wegdiskutiert.

Also was soll der Lerninhalt sein?
Oder ist das auch schon egal weil ein wenig mit PV und ner LED rummachen 
schon Action genug ist und reichen muss?

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Fuer die Vorstellungen des TO muesste auch ein einspeisefaehiges 
Stromnetz aufgebaut werden. Das waere umfangreicher, als das Schulhaus 
mit Solarpanels als Modell zu realisieren.

Was eventuell auch ginge, waere das hinter einem 400 zu 24V 
Drehstromtransformator im Unternetz zusammenzubasteln. Aber das ist 
alles ein vielfacher Aufwand gegenueber dem Schulhausmodell.

Wenn er jedoch nur ein paar LED als Statusanzeige am WR-Modell leuchten 
sollen fuer Einspeisung, Netzausfall, etc., dann macht man das mit 
Gleichspannung.

von Rocco F. (rocco122)


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Michael B. schrieb:
> Eine synchron zwangsgesteuerte Vollbrücke direkt an den Strom liefernden
> Solarzellen deren Nennspannung so bei 16-19V liegen sollte reicht dann
> schon.
> http://co-shinetek.com/pd.jsp?id=219 https://mostbet-de07.com/
> Dieser IC ist eigentlich alles was man braucht. Man schliesst die 12V~
> aus dem Trafo an dessen Motorausgang an. Sense und Vref legt man lahm
> (man könnte auch einen IC ohne dieses nehmen wenn es genug Spannung und
> Strom aushält).
Eine sehr interessante Lösung für einen einfachen Solargenerator
Und wie funktioniert die Schaltung, wenn die Spannung des Solarmoduls 
niedrig ist?

von Flip B. (frickelfreak)


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Hi Rocco,

du hast da einen Link zu ner Scam-Website eingeschmuggelt.

von Daniel V. (danvet)


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Cyblord -. schrieb:
> Da gings
> vor allem um den Wechselrichter und um die Veranschaulichung einer
> realen Installation auf dem Schuldach. Das ist jetzt alles
> wegdiskutiert.
Wer das wohl wegdiskutiert hat?
Leute, der Drops ist längst gelutscht und der TO zufrieden.
Aber ihr könnt gerne noch weiterdiskutieren. Tschüß.

von Cyblord -. (cyblord)


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Daniel V. schrieb:
> Cyblord -. schrieb:
>> Da gings
>> vor allem um den Wechselrichter und um die Veranschaulichung einer
>> realen Installation auf dem Schuldach. Das ist jetzt alles
>> wegdiskutiert.
> Wer das wohl wegdiskutiert hat?

Viele Mitforisten hier.

> Leute, der Drops ist längst gelutscht und der TO zufrieden.

Ja, ist das? Er macht wohl eher was anderes. Denn mit den Infos die er 
bisher bekommen hat, kann er genau gar nichts sinnvolles zeigen.

> Aber ihr könnt gerne noch weiterdiskutieren. Tschüß.

Danke, dafür braucht aber niemand deine Erlaubnis.

von Michael B. (laberkopp)


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Rocco F. schrieb:
> Und wie funktioniert die Schaltung, wenn die Spannung des Solarmoduls
> niedrig ist?

Gar nicht ?

Ein Solarmodul kommt schnell auf Nennspannung, es ist der Strom über den 
die Leistung erzeugt wird.

Da die einfache Methode keinen MPPT enthält, wird die Spannung runter 
gedrückt auf die aktuelle Sinuskurvenform der Wechselspannung, ähnlich 
einem PWM Akkulader. Unterhalb der UVLO schaltet er gar nicht ein, 
Anfang und Ende der Sinusform muss also ohne Einspeisestrom auskommen. 
Das ergibt zwar einen schlechteten Wirkungsgrad, funktioniert aber.

Man braucht also PV Module deren Nennspannung hoch genug ist (aber nicht 
zu hoch sonst wird der Wirkungsgrad noch schlechter). Die üblichen 19V 
Leerlauf, 16V MPP Module funktionieren für 12V~ gut.

Dass das fur echte Einspeisung ins 230V~ Netz nicht so einfach geht, es 
fehlt jede Überwachung auf Frequenz und Spannung und Inselbildung und 
der Klirrfaktor ist auch zu hoch, sollte klar sein.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Dieter schrieb:
> Bei meine Anfrage geht es um die Modellierung des Wechselrichters!

Dazu benötigt man Kennlinien des Gerätes. Liegen diese vor? Ebenso 
müßten die Eigenschaften des Netzes simuliert werden, worauf der WR 
arbeitet.

Dieter schrieb:
> die ein
> Miniaturmodell des Hauses mit kleinen Solarzellen nachbauen möchte

Schöne Idee, auch für diese bräuchte man dann Kennlinien, wenn insgesamt 
die Realität nachgebildet werden soll.



Dieter schrieb:
> Die Komponenten
> müssen den Prozess nicht komplett darstellen.

Letztendlich soll es nicht so kompliziert werden, wie man 
überllicherweise als Nutzer des Forums zu denken gewohnt ist.


Dieter schrieb:
> Für unser Modell würde ich mit dem Arduino die Solarzelle
> als Spannungsquelle im 50Hz-Rhythmus an und ausschalten.

Dazu würde auch ein NE555 oder anderer Oszillator ausreichen, der 50 Hz 
Rechteck erzeugen kann. Wozu soll mit 50 Hz Flackerlicht beleuchtet 
werden?
Dafür braucht man keinen Mikrocontroller.
Oder soll sogar die Stromleitung zur Solarzelle geschaltet werden?

Ihr könnt doch in der Schule in der kurzen Zeit keine Hardware- und 
Software-Entwicklung ausführen, zumal etliches dafür gekauft werden 
müßte und eine eigene Bastelecke zur Verfügung stehen müßte.
Lötkolben -->> heiß vorne --->>> Unfallgefahr
Elektronische Geräte ---->>> müssen alle geprüft sein auf Sicherheit, 
wer macht das?

mfg

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Udo S. schrieb:
> Man könnte natürlich das Stromnetz durch einen größeren Akku simulieren,
> dann kann man bei Gleichspannung bleiben.

Sehe ich auch so.

Das Prinzip lässt sich mit einem Akku und DC zeigen. Der Akku 
repräsentiert das Netz mit seinem begrenzten Energievorrat. Er kann bei 
Bedarf mit einem Generator geladen werden (es gibt hübsche kleine 
Generator-Modelle mit Stirling Motor).

Auf der anderen Seite kommt ein Solarpanel dran, dass den Akku ebenfalls 
aufladen kann. Und als Last eine LED mit Vorwiderstand.

Der Stirling Generator liefert etwa 6V 20mA. Man nimmt ein Solarpanel in 
ähnlicher Größenordung. Als Akku passt dazu ein NiMh Typ mit 3,6V 
1000mAH (3xAAA). Bei diesen Größenverhältnissen sind keinerlei Regler 
und Wandler notwendig.

Ein 100 Ohm Widerstand zwischen Netz (Akku) und Haus (Led) simuliert den 
Leitungswiderstand (absichtlich übertrieben, damit der Effekt 
offensichtlicher ist). Mit billigen Messinstrumenten kann man die 
Spannungen und Ströme visualisieren.

Dass eine echte Anlage zusätzlich Wechselrichter und Laderegler enthält, 
ist zum Verständnis des Funktionsprinzipes nebenrangig. Deren 
Funktionsweise würde man ohne Erfahrung mit Elektronik eh nich 
nachvollziehen können. Auch nicht Dieter.

: Bearbeitet durch User
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Wenn es wirklich einfach sein soll, könnte man mit einem simplen 
Sperrwandler als DC-AC-Wandler anfangen ... da können dann auch die 
Schüler gleich mal anfassen und auf ungefährliche Weise spüren, was 
Strom ist :-)

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


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Frank E. schrieb:
> auf ungefährliche Weise spüren, was Strom ist :-)

Das geht bei der Vorschriftenlage nicht mehr. Du darfst heute Schueler 
nicht mal mehr motivieren den Reflextest zu machen.

https://gelenk-klinik.de/orthopaedie-glossar/reflexpruefung.html

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Dieter D. schrieb:
> Frank E. schrieb:
>> auf ungefährliche Weise spüren, was Strom ist :-)
>
> Das geht bei der Vorschriftenlage nicht mehr. Du darfst heute Schueler
> nicht mal mehr motivieren den Reflextest zu machen.
>
> https://gelenk-klinik.de/orthopaedie-glossar/reflexpruefung.html

Ich sags doch: Nur noch Weicheier und Schwachsinnige wollen sich in 
unser Leben einmischen. Und Unmassen an Kriechtieren machen mit. Scheiss 
drauf ... :-)

von Nils B. (hbquax)


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Ne andere Frage:

Wie lange denkst du wird der durchschnittliche Betrachter bei dem 
Exponat verweilen?

Wieviele Details werden in dieser Zeitspanne wahrgenommen und 
verarbeitet?

Was ist das angepeilte Lernziel? Was soll die Schülerin oder Besucherin 
hinterher wissen, was sie vorher nicht wussten?

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


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Nils B. schrieb:
> Was ist das angepeilte Lernziel?

Damit es nicht so langweilig wird, koennte man den Akkuspeicher des 
Modellhauses abfackeln lassen. Das hinterlaesdt bestimmt einen 
bleibenden Eindruck.

von David G. (Firma: 10.08.1985) (follow2000)


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Hi,
ich würde das folgender Maßen machen:

Eine Powerpoint Vorlage von der Sonne ,eurer Aula mit den Solarzellen, 
Den Wechselrichter und den Akku und das Stromnetz. Alles mit Symbolen 
die das Darstellen. Als Netz nimmt man gerne einen Strommast. Das in 
Farbe ausdrucken und auf Pappelholz kleben. An den einzelnen "Aktoren" 
eine 5mm LED durch das Pappelholz stecken. Natürlich vorher ein Loch 
bohren. Man könnte zur besseren Darstellung die LED´s der Reihe nach 
aufleuchten lassen. Die LED für die Sonne wird langsam heller, 
irgendwann wird die LED an der Solarzelle etwas heller. Aufeinmal geht 
die LED an dem Wechslerichter an und 5 LED´s am Akku (z.B.) gehen nach 
und nach an und zeigen damit das der Akku sich auflädt. Wenn der Akku 
voll ist geht eine LED an die anzeigt das der Rest ins Netz geht und 
wenn die Sonne weg ist, gehen die LED´s am Akku nach und nach aus. Kann 
man alles schön alles kleines Projekt mit einem Arduino Mega ansteuern.

Muss sich nur jemanden finden lassen der was mit Arduinos machen kann 
damit es eindrucksvoll wird. Das alles in einem Schaukasten (Schwarzes 
Brett) und man hat etwas sehr eindrucksvolles.

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