Hallo zusammen, ich suche nach Ideen und Lösungsvorschlägen für folgendes Vorhaben. Ich habe eine 230 V / 50 Hz AC-Spannungsquelle, die dauerhaft etwa 1000 W (24 Stunden am Tag) liefern kann. Diese Quelle möchte ich möglichst sinnvoll in mein Hausnetz einbinden, sodass die erzeugte Leistung von den Verbrauchern im Haus genutzt werden kann. Mir geht es zunächst nicht um eine konkrete Fertiglösung, sondern um verschiedene technische Ansätze und deren Vor- und Nachteile. Ein paar Fragen, die mich interessieren: Welche Möglichkeiten gibt es grundsätzlich, eine solche AC-Quelle in ein Hausnetz einzuspeisen? Ist dafür ein netzgekoppelter Wechselrichter erforderlich oder gibt es andere geeignete Konzepte? Wie löst man die Synchronisation mit dem Stromnetz? Welche Schutzmaßnahmen (Netz- und Anlagenschutz, Inselnetzerkennung, Umschaltung usw.) sind erforderlich? Gibt es fertige Geräte oder Systeme, die für einen solchen Anwendungsfall geeignet sind? Es handelt sich nicht um eine Photovoltaikanlage. Die Quelle liefert bereits 230 V AC bei 50 Hz. Ich freue mich über technische Ideen, Erfahrungen aus der Praxis und Hinweise auf geeignete Geräte oder Schaltungskonzepte. Vielen Dank!
Nenn einfach mal die Quelle. Dann werden die Antworten zielgerichteter.
Die AC-Spannung wird von einem kleinen Generator eines BHKW-/Brennstoffzellensystems erzeugt. Die Quelle liefert eine stabile **230 V / 50 Hz**. Auch bei einer Dauerbelastung von bis zu **1 kW** ändern sich weder die Frequenz noch die Ausgangsspannung nennenswert. Außerdem besitzt die Spannungsquelle einen **festen Erdbezug** (kein IT-Netz bzw. keine galvanisch freischwebende Ausgangsspannung).
Wenn der WR des Gerätes nicht für eine Netzeinspeisung geeignet ist, dann geht das nicht. Dann passiert da genau das gleiche, wie bei einem versehentlich an das Netz angeschlossenen billigen Campingwechselrichter.
David G. schrieb: > Ich habe eine 230 V / 50 Hz AC-Spannungsquelle, die dauerhaft etwa 1000 > W (24 Stunden am Tag) liefern kann. Was soll denn das sein? Plutoniumreaktor?
Benedikt L. schrieb: > Was soll denn das sein? Hat er doch geschrieben: David G. schrieb: > BHKW-/Brennstoffzellensystem
Die einzige praktikable Idee, die ich aktuell sehe, wäre, die AC-Quelle **nicht direkt** ins Hausnetz einzuspeisen. Stattdessen könnte man an die 230-V-Quelle ein geeignetes Akku-Ladegerät anschließen, das einen kleinen Pufferspeicher (z. B. LiFePO₄) lädt. An diesem Akku betreibt man anschließend einen Batterie-Wechselrichter mit Netzparallelbetrieb. Vorteile dieses Ansatzes: * Keine Synchronisation der AC-Quelle mit dem öffentlichen Netz erforderlich. * Der Batterie-Wechselrichter übernimmt die komplette Netzkopplung inklusive Synchronisation, Leistungsregelung und Schutzfunktionen (ENS/NA-Schutz). * Der Akku dient als Energiespeicher und entkoppelt Erzeuger und Hausnetz, sodass Lastsprünge abgefangen werden können. Der zusätzliche Wandlungsschritt kostet zwar etwas Wirkungsgrad, dafür verwendet man ausschließlich Geräte für ihren vorgesehenen Einsatzzweck und spart sich die komplexe Problematik einer direkten AC-zu-AC-Netzeinspeisung. Hat jemand noch eine einfachere oder elegantere Lösung für diesen Anwendungsfall? Mich würde interessieren, ob es dafür fertige Geräte oder andere Konzepte gibt, an die ich bisher noch nicht gedacht habe.
1) ein kleines Programm am Beginn
1 | Leistung = 1000 |
2 | if Leistung > 800 |
3 | unbedingt VDE-AR-N 4105:2026-03 beachten |
4 | else |
5 | ev. Problem mit Netzbetreiber |
6 | ende |
die genannte "Quelle" = Leistungselektronik? Da Brennstoffzellen DC liefern, sollte es möglich sein ein fertiges Gerät zu verwenden, welches die Anforderungen erfüllt. Welcher DC Spannungs-/Strombereich??
Die Quelle liefert **keine DC-Spannung**, sondern bereits **230 V AC bei 50 Hz**. Es handelt sich also nicht um eine Brennstoffzelle mit DC-Ausgang, sondern um eine bereits vorhandene AC-Spannungsquelle (Generator/Leistungselektronik) mit festem Erdbezug. Genau deshalb suche ich nach einer Möglichkeit, **eine vorhandene AC-Quelle** sinnvoll an das Hausnetz anzubinden. Falls das nicht direkt möglich ist, wäre mein bisheriger Ansatz der Umweg über ein Akku-Ladegerät, einen kleinen Pufferspeicher und einen Batterie-Wechselrichter. Falls es dafür eine einfachere oder elegantere Lösung gibt, würde mich diese natürlich interessieren.
David G. schrieb: > sondern bereits **230 V AC bei 50 Hz** Die Frage ist, ob diese bereits Netzsynchron sind, oder nicht? Die Phasenlage muss da schon recht genau übereinstimmen damit es keinen allzu großen Knall gibt. Dein nächstes Problem dürfte sein, das du nur einphasig arbeitest. Sind denn deine Verbraucher so angeordnet das die über diese an der einen Phase auch genug verbrauchen und nicht über die anderen beiden? Wie stellst du sicher das du bei zu geringem Eigenverbrauch nicht "aus Versehen" zu viel ins öffentliche Netz einspeist?
Du hast Energie in der (heute) bestmöglichen speicherbaren Form. Diese billig speicherbare Energie wandelst Du in DC und dann in AC um, um sie dann wieder in DC zu wandeln und sehr teuer zu speichern? Der "richtige" Weg wäre doch, die DC-Produktion an den Bedarf anzupassen und mit einem handelsüblichen Solar-Wechselrichter einzuspeisen.
David G. schrieb: > Die Quelle liefert **keine DC-Spannung**, sondern bereits **230 V AC bei > 50 Hz**. Es handelt sich also nicht um eine Brennstoffzelle mit > DC-Ausgang, sondern um eine bereits vorhandene AC-Spannungsquelle > (Generator/Leistungselektronik) mit festem Erdbezug. vielleicht ist es nur mir nicht klar: * Generator = rotierend 1AC 230 /50Hz mit einer Spannungs- und Drehzahl(Frequenz)regelung * Leistungselektronik = irgendwas mit DC-Zwischenkreis, IGBT und einer passenden Regelung. * was verstehst Du unter Erdbezug? D.h. ein Punkt des Systems ist mit Erde verbunden? Welcher? Vielleicht wäre ein einfaches Schaltbild hilfreich, das viele der Fragen beantwortet.
Ich würde einen Hybrid-Wechselrichter verwenden, der schaltet normalerweise zwischen Netz, Solar direkt und Akku um, je nachdem, wer gerade liefern kann. Der muss allerdings direkt vor dem Hausverteiler positioniert werden An Stelle der Solarmodule speist man den gleichgerichteten (!) Strom aus der BHKW-Quelle ein. Wechslrichter springen so ab 150..200V an. Schwierig wird es eventuell wegen der Erdung der Quelle, das mögen viele WR garnicht ...
Das kann ich eben nicht sicherstellen. Deshalb suche ich nach einer Lösung, die das technisch sauber löst. Der Einfachheit halber müsste das System aus meiner Sicht ähnlich wie ein Balkonkraftwerk arbeiten und die maximale Einspeiseleistung auf 800 W begrenzen. Da die Erzeugeranlage bis zu 1000 W dauerhaft bereitstellen kann, wären dabei noch rund 200 W Leistungsreserve vorhanden. Falls dann doch einmal ein Überschuss entsteht, würde dieser eben unvergütet ins öffentliche Netz eingespeist werden. Mir geht es aber vor allem darum, ob es eine Möglichkeit gibt, die vorhandene AC-Quelle ohne den Umweg über Akku und Batterie-Wechselrichter sinnvoll zu nutzen.
Die Idee hatte ich auch schon. Ein Brückengleichrichter mit einem ausreichend dimensionierten Pufferelko und damit direkt auf den PV-Eingang eines Hybrid-Wechselrichters. Was mir dabei allerdings Kopfzerbrechen bereitet, ist der feste Erdbezug der AC-Quelle. Soweit ich das bisher verstanden habe, dürfte das bei den meisten Hybrid-Wechselrichtern zu 100 % Probleme machen, da die PV-Eingänge in der Regel eine galvanisch getrennte bzw. gegenüber Erde freischwebende Quelle erwarten.
Die Wandlung nach AC findet bereits in der Anlage statt. Eigentlich ist der 230-V-Ausgang dafür gedacht, direkt Verbraucher zu versorgen. Das Problem ist nur, dass diese Leistung praktisch permanent zur Verfügung steht, unabhängig davon, ob gerade ein passender Verbraucher angeschlossen ist oder nicht. Deshalb suche ich nach einer Möglichkeit, diese vorhandene AC-Leistung möglichst sinnvoll ins Hausnetz einzubinden, ohne die komplette Anlage umbauen zu müssen.
https://www.proconnecting.de/acdc-netzteile/bidirektional/ Dazu dann noch ein 230V-48V DC Wandler. Ob das ohne Batterie funktioniert, musst du ergründen. Und irgend eine Steuerung, die verhindert, dass dein Stromzähler nicht doch mal rückwärts läuft, wäre auch anzudenken. Oliver
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David G. schrieb: > Ist dafür ein netzgekoppelter Wechselrichter erforderlich oder gibt es > andere geeignete Konzepte? Ein Wechselrichter wandelt DC in AC um, der kann das also prinzipiell nicht. Für die Wandlung von AC nach AC braucht man einen Umrichter. Beides sind Untermengen der Klasse Stromrichter. https://de.wikipedia.org/wiki/Stromrichter > Wie löst man die Synchronisation mit dem Stromnetz? > (...) > Gibt es fertige Geräte oder Systeme, die für einen solchen > Anwendungsfall geeignet sind? 49 Hz rein und 50 Hz raus, das geht so ohne Weiteres gar nicht. Aber genau das müsste der Umrichter ja können, um sich ans Netz anzupassen. Ich kenne keine käuflichen All-in-one-Umrichter, die das können. Du wirst immer irgendwo DC als Zwischenstufe nutzen müssen.
David G. schrieb: > um eine bereits vorhandene AC-Spannungsquelle > (Generator/Leistungselektronik) mit festem Erdbezug. Wenn man halt erst das Falsche kauft und dann doch was anderes will ist halt doof. Machbar ist zwar Vieles, kostet aber Geld und Wirkungsgrad und wird dann schnell witzlos.
David G. schrieb: > Das Problem ist nur, dass diese Leistung praktisch permanent zur > Verfügung steht, unabhängig davon, ob gerade ein passender Verbraucher > angeschlossen ist oder nicht Zu Zeiten, in denen nicht die volle Leistung abgenommen wird, verbraucht die Anlage natürlich auch entsprechend weniger Brennstoff. Die Energie kann sich ja ohne Speicher nirgendwo anhäufen. Man müsste also eine Wirkungsgradbetrachtung machen, um zu sehen, ob das Ganze sinnvoll ist.
Die Anlage war zuerst da. Man kann es sich eher wie eine dauerhaft verfügbare „Steckdose“ vorstellen, aus der man bis zu 1000 W kontinuierlich entnehmen kann. Das entspricht rund 24 kWh pro Tag bzw. etwa 8760 kWh pro Jahr. Ich gehe gerade selbst ein paar mögliche Ansätze durch. Unter anderem Brückengleichrichter mit Glättung und Siebung und dann Einspeisung in einen älteren SMA Sunny Boy 3000HF. Diese Geräteklasse ist zumindest dafür bekannt, dass die Generatorseite einen Erdbezug toleriert. In der Praxis könnte so etwas eventuell auch interessant für Szenarien sein, in denen man lokal Energie „teilt“, z. B. im Sinne von Energiesharing im Haus oder sogar zwischen benachbarten Verbrauchern. Bis der Gesetzgeber dafür passende Rahmenbedingungen schafft, wird es vermutlich noch einige Jahre dauern. Genau an der Stelle braucht es aktuell etwas klassischen deutschen Erfindergeist, um praktikable technische Lösungen zu finden.
1kW Dauerstrich? Da wüsste ich was ich in der Bastelbude alles damit anstellen könnte. z.B. Galvanik, Legierungen trennen. Oder Metallpulver herstellen...
David G. schrieb: > Die AC-Spannung wird von einem kleinen Generator eines > BHKW-/Brennstoffzellensystems erzeugt. Die Quelle liefert eine stabile Dieses Brennstoffzellensystem muss doch mit einem Energieträger gefüttert werden. Lässt sich dieser nicht zwischenspeichern oder selektiv, in Abhängigkeit des elektrischen Verbrauchs steuern? Wenn nicht musst Du die elektrische Energie in einem Akkusystem puffern und eben selektiv mittels ausreichen großen Hybridwechselrichter im Netz bereitstellen. Den WR steuerst Du mittels Shelly o.ä.
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So wie man liest gibt es kein besseres Konzept als: AC->Lader->Pufferakku->Wechselrichter->AC Ich habe Home Assistant im Einsatz und auch einen Modul um die Leistungen am Hausanschlusspunkt zu messen. Damit kann ich dann den Wechselrichter steuern. Einfach kann man den auch auf 800W stellen. Dann geht der Überschuss halt kostenlos ins Netz.
David G. schrieb: > Einfach kann man den auch auf 800W stellen. Es kann möglich sein, dass dieses Urteil bei Deinem Projekt eine Rolle spielen könnte: https://www.homeandsmart.de/balkonkraftwerk-speicher-gericht-verkaufsverbot-853201
Dieter D. schrieb: > David G. schrieb: >> Einfach kann man den auch auf 800W stellen. > > Es kann möglich sein, dass dieses Urteil bei Deinem Projekt eine Rolle > spielen könnte: > https://www.homeandsmart.de/balkonkraftwerk-speicher-gericht-verkaufsverbot-853201 genau das hatte ich mit dem Hinweis auf VDE-AR-N 4105:2026-03 gemeint. siehe: Beitrag "Re: Einspeisemöglichkeit; Ideen/Lösungen gesucht" David G. schrieb: > Damit kann ich dann den Wechselrichter steuern. Einfach kann man den auch auf 800W stellen. Genau das geht nicht.
David G. schrieb: > Mir geht es aber vor allem darum, ob es eine Möglichkeit gibt, die > vorhandene AC-Quelle ohne den Umweg über Akku und > Batterie-Wechselrichter sinnvoll zu nutzen. Da gibt es m.E. theoretisch nur zwei Möglichkeiten: a) Eine Überspannung und die Synchronisation gewähren - wie ein Wechslrichter halt. Im Prinzip technisch möglich, aber mit welchem (absurden) Aufwand? b) Nutze die zur Verfügung stehende Energie doch mit einem eigenen Stromkreis, der möglichst kontinuierlich belastet wird, wie Kühlgeräte, Lüftung, Computer/Server, Sat-Anlage, Internet-Gedöns ... usw.
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Wie wäre es mit: 1-2 fette 48V Netzteile - die gibt es teilweise günstig gebraucht, Meanwell usw Als WR z.B. Hoymiles HM-800, der sollte direkt an den Netzteilen betreibbar sein Mit OpenDTU kannst Du den WR auch regeln, z.B. Tags 800W nachts 300W
Hallo Heinz, Danke das ist eine sehr guter Vorschlag simpel einfach und kostengünstig. Ich wusste garnicht, oder habe garnicht bedacht dc Netzteile direkt an einen hoymiles anzuschliessen. Muss man für 800W beide Anschlüsse des hoymiles parallel schalten ? Ging es irgendwo ein Beispiel wo das schon mal jemand gemacht hat ?
David G. schrieb: > Muss man für 800W > beide Anschlüsse des hoymiles parallel schalten ? Ging es irgendwo ein > Beispiel wo das schon mal jemand gemacht hat ? Ich habe zugegeben keine Erfahrung mit "Netzteile direkt anschließen" - aber ich hatte hier lange einen HM-300 als Unterstützung des Victron MP2 an einem Akku Beim Akku soll man wohl die internen Elkos des HM-Wechselrichters über einen Widerstand vorladen, beim Netzteil sehe ich das Problem eher nicht Für 800W musst beide Eingänge parallel schalten Evtl. kannst auch 2 HM-600 nehmen - die gibt es oft billig gebraucht weil viele auf 800W aufrüsten Es sollte so möglich sein für unter 150€ Deine max 1000W ins Hausnetz zu bekommen
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David G. schrieb: > ie AC-Spannung wird von einem kleinen Generator eines > BHKW-/Brennstoffzellensystems erzeugt. Okayyy.... Wo kommt denn der Wasserstoff her, aus irgendeinem industriellen Prozess wo er als "Abgas" anfällt? Sonst lohnt sich das doch eher nicht.
Die Anlage läuft in einem industriellen Umfeld 24/7. Mehr kann ich nicht sagen. Die Möglichkeit diese Abfall Ausgangsspannung zu nutzen wurde angefragt. Die Steckdose die daran ist, ist wohl so eine Art Servicesteckdose. Darf aber laut Hersteller auch für Kühlschränke usw genutzt werden.
Wie oben bereits beschrieben wurde, spielt auch der Wirkungsgrad eine Rolle. Bei Speicherung und Umwandlungen könnte die Hälfte verloren gehen. Weiterhin sollte man bedenken, dass E-Auto bei 11kW-Ladung 3 Phasen möchte. Die einfachste Möglichkeit wäre nach meiner Theorie mit geeigneten Netzteilen in eine Solaranlage einzuspeisen. Allerdings wäre die Rechtmäßigkeit und der nötige Aufwand zu prüfen. Aufwand>Nutzen.
Lu schrieb: > Bei Speicherung und Umwandlungen könnte die Hälfte verloren > gehen. denke eher an max 10%, so heiss werden Netzteile und WR nicht
Es kommen im Jahr 8760kwh aus der Anlage. Bei 30 Cent sind das 2628€. Wenn man auch nur 50% davon nutzt lohnt es sich was zu machen.
David G. schrieb: > Die einzige praktikable Idee, die ich aktuell sehe, wäre, die AC-Quelle > **nicht direkt** ins Hausnetz einzuspeisen. David G. schrieb: > Falls es dafür eine einfachere oder elegantere Lösung gibt, würde mich > diese natürlich interessieren. Wie immer kommt als Vorschlag der Leonard-Umformersatz aus Opas Fundus, der rein elektro-machanisch eine solche Koppung vornehmen kann. Leider ist die Anlage im Betrieb relativ laut. Wenn man in der Mitte die Kupplung noch mit einem Schleifstein ausstattet, kann man noch zusätzlich seine stumpfen Bohrer nachschleifen und hat dadurch zusätzliche Kostenvorteile. mfg
David G. schrieb: > Man kann es sich eher wie eine dauerhaft verfügbare „Steckdose“ > vorstellen, aus der man bis zu 1000 W kontinuierlich entnehmen kann. Das > entspricht rund 24 kWh pro Tag bzw. etwa 8760 kWh pro Jahr. So etwas gibt es nicht. Zumindest nicht technisch. Entweder begrenzt da z.B. ein Wechselrichter oder eine Sicherung die Entnahme aus einer größeren Versorgung (dann geht es eher um Abzweigen ;-) ), oder der Erzeuger passt sich der Entnahme an. Wenn es um Abzweigen geht, gehört es nicht hierher. Ansonsten umgehe den unnötigen Zwischenschritt mit einem geeigneten Schritt. Wenn Du beispielsweise eine mechanische Leistung per Rotation hast, geht z.B. ein Drehstrommotor ohne jede Elektronik.
Heinz R. schrieb: > 1-2 fette 48V Netzteile - die gibt es teilweise günstig gebraucht, > Meanwell usw > Als WR z.B. Hoymiles HM-800, der sollte direkt an den Netzteilen > betreibbar sein Sollte die unbekannte AC Quelle mit einem schlechten Powerfaktor zurechtkommen, genügen statt DC-Netzteilen mit PFC auch billige Trafos plus Gleichrichtung und Siebung um den Erdbezug aufzuheben und an die verarbeitbare MPP Spannung anzupassen. Mehr wie ein auf 800W begrenzter Wechselrichter gehen nur, wenn die unbekannte Quelle bei höherer Leistungsanforderung nicht mit Abschaltung oder Schwingung auf das MPP reagiert.
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