In Solar-Bastler Kreisen wird es immer beliebter, einen 24V LiFePo4 Akku an einen Mirowechselrichter (100 bis 200W begrenzt) über ein Relais zur Nachteinspeisung anzuschliessen. Aber oft wird es behauptet das der Wechselrichter, speziell die Kondensatoren, durch das Einschalten über das Relais kaputt gehen. Zum Beispiel durch den Funken den es gibt, wenn der Wechselrichter an die niederohmige Spannungsquelle LFP-Akku angeschlossen wird
Theorie a) die Kondensatoren gehen durch das plötzliche Aufladen kaputt
Theorie b) den Kondensatoren ist es egal, aber das Relais geht kaputt
Theorie c) man muss über einen Widerstand vorladen und dann das Relais schließen. bzw zwei Relais haben. Eines mit einen Widerstand und Eines zum voll durchschalten
Theorie d) man benötigt eine Konstandstromquelle um den Wechselrichter zu begrenzen und die Kondensatoren zu schonen
Welche Erfahrungen habt ihr mit plötzlichen Aufladen großer Kapazitäten gemacht?
naja, je nachdem stimmt alles so ein bisschen.
Kommt auf die Specs an. Wieviel Kurzschlussstrom kann der Kondensator, wieviel kann das Relais, Brummspannung etc. etc..
Bei einem Wechselrichter wirds das Relais sein, beim anderen der Kondensator.
Kondensatoren gehen nicht beim Einschalten kaputt, sondern beim lange abgeschaltet sein. Im spannungslosen Zustand baut sich die Oxidschicht langsam ab. Das kann dann beim nächsten Einschalten durch einen niedrigen Parallelwiderstand zu einer schlagartigen Erwärmung führen.
Man kann die Oxidschicht wieder regenerieren. Aber das muss natürlich vor dem Einschalten passieren.
Des Weiteren gibt es noch Alterungseffekte (maßgeblich durch Temperatur gesteuert).
Daher nein: Beim Einschalten gehen nur Kondensatoren kaputt, die vorher schon defekt waren.
(Kondensatoren mit ab Werk defektem Elektrolyten a.k.a. Kondensatorplage habe ich hier ausgenommen. Das ist eine komplett andere Geschichte.)
Welche Erfahrungen habt ihr mit plötzlichen Aufladen großer Kapazitäten
gemacht?
Das Stichwort zum Einschalten kapazitiver Lasten mit Relais ist "AgSnO2". Die billigen "Allerwelts"-Kontaktmaterialien neigen zum "Kleben". Such mit diesem Begriff einfach mal hier im Forum und du findest sowas wie den Beitrag "Re: Einschaltschaltstrom Schaltnetzteile"
Theorie c) man muss über einen Widerstand vorladen und dann das Relais
schließen. bzw zwei Relais haben. Eines mit einen Widerstand und Eines
zum voll durchschalten
Das geht nur dann, wenn der WR nicht gleich beim Aufschalten die volle Leitung abrufen will, sondern der Einschaltstrombegrenzung Zeit zum Aufladen lässt.
Ein Solarmodul wird ja langsam beleuchtet, d.h. liefert keinen hohen Impulsstrom. Und nur dafür wird der Wechselrichter ausgelegt sein.
Einen stromstarken Akku über ein Relais schlagartig zuzuschalten, kann den Wechselrichter überlasten.
Daher nein: Beim Einschalten gehen nur Kondensatoren kaputt, die vorher
schon defekt waren.
Viele Tantalkondensatoren haben eine deutliche Beschränkung des zulässigen Ladestroms und können durch Spannungsversorgungen mit zu hoher Anstiegsgeschwindigkeit vorgeschädigt werden. Ich wage aber zu bezweifeln, dass diese heutzutage im Leistungspfad von üblichen Solarwechselrichtern verbaut sind.
Viele Tantalkondensatoren haben eine deutliche Beschränkung des
zulässigen Ladestroms und können durch Spannungsversorgungen mit zu
hoher Anstiegsgeschwindigkeit vorgeschädigt werden. Ich wage aber zu
bezweifeln, dass diese heutzutage im Leistungspfad von üblichen
Solarwechselrichtern verbaut sind.
Das ist richtig.
Ich habe jetzt nur an Nass-Elkos gedacht.
Tantal-Elkos verwendet heute hoffentlich wohl niemand mehr im Leistungspfad.
Und Trocken-Elkos sind wohl auch deutlich robuster.
Kondensatoren gehen nicht beim Einschalten kaputt, sondern beim lange
abgeschaltet sein. Im spannungslosen Zustand baut sich die Oxidschicht
langsam ab. Das kann dann beim nächsten Einschalten durch einen
niedrigen Parallelwiderstand zu einer schlagartigen Erwärmung führen.
Man kann die Oxidschicht wieder regenerieren. Aber das muss natürlich
vor dem Einschalten passieren.
Wobei das für Elkos vor 1980 gilt, insbesondere für Röhrenradios und "mittlere Datentechnik". Solar-Wechselrichter aus der Ära dürften heute nicht mehr in Betrieb sein.
Heutige Elkos haben oxidierende Elektrolyte. Der Vorteil: gute Lagerfähigkeit ohne Abbau der Oxydschicht. Der Nachteil: wenn sie auslaufen, ätzt der Elektrolyt das Kupfer auf der Leiterplatte an.
Wobei das für Elkos vor 1980 gilt, insbesondere für Röhrenradios und
"mittlere Datentechnik".
Das gilt in gewissem Maße auch noch bei aktuellen Elkos. Ich habe selbst schon Langzeitversuche an frisch erworbenen Elkos mit 10.000uF/63V durchgeführt. Ich habe z.B. solch einen Elko auf 10,0 V aufgeladen und zunächst dessen Leckstrom beobachtet. Dieser sank im Laufe etlicher Stunden um viele Größenordnungen ab. Zum Schluss lag er nur noch im Nanoamperebereich. Danach ließ ich den aufgeladenen Elko insgesamt rund ein halbes Jahr herumliegen und maß nur sporadisch dessen aktuelle Spannung. Auch hierbei kam ein Selbstentladestrom im Nanoamperebereich heraus.
Ich habe aber keine Ahnung, wie lange die o.a. Elkos schon bei dem damaligen Händler Conrad in der Schublade lagen. Das können Tage, aber vielleicht auch etliche Monate gewesen sein.
Allerdings war auch der initiale Leckstrom nicht so hoch, dass daraus eine Erwärmung oder sonstige Zerstörung hätte resultieren können. WIMRE lag er bei rund einem Milliampere.
Im Zuge des Relay-Gate wurde ja Micro-Wechselrichter geöffnet um reinzuschauen. Alle hatten ungfähr 4-8 große Elkos am Eingang, keine Tantal oder Wickelkondensatoren.
Da die Micro-Wechselrichter hinter den Panelen gedacht sind muss die Elekrtonik schon was ab können. Deshalb sind die Schaltungen oft vergossen und die Gehäuse haben passive Kühlrippen. Und vor allem nicht die billigsten ELKOs drin.
der Wechselrichter muss sich nach der VDE einige Minuten Zeit nehmen um Spannung der Netzfrequenz und Herz zu prüfen, um dann langsam hoch zu fahren. Das wird kein Problem sein.
Ich sprach ja auch von Nachteinspeisung von vielleicht 300W oder weniger, bei Batterie ca 24V, also kleiner 13 Ampere Dauerstrom
das Problem ist ja für viele der hohe Einschaltstrom der Elkos.
Ein MOSFET oder DC-Solidstade-Relais (MOSFET drin) wäre eine Möglichkeit
oder man baut gleich eine regelbare DC Konstandstromquelle, oder PWM Stromquelle auf.
oder man baut gleich eine regelbare DC Konstandstromquelle, oder PWM
Stromquelle auf.
Da beißt sich die Katze in den Schwanz, denn eines der Hauptbauteile einer PWM-Stromquelle ist der Eingangskondensator, wenn das Ding keine EMV-Schleuder sein soll.
Konstandstromquelle ... Solidstade
Ein Tipp: ruhig mal ein 't' statt eines 'd' verwenden... ;-)
Denn der Strom soll konstant sein und auch der solide (also weder gasförmige noch quecksilberflüssige) Zustand der Halbleiterrelais wird im Englischen mit zwei 't' geschrieben:
Das gilt in gewissem Maße auch noch bei aktuellen Elkos. Ich habe selbst
schon Langzeitversuche an frisch erworbenen Elkos mit 10.000uF/63V
durchgeführt. Ich habe z.B. solch einen Elko auf 10,0 V aufgeladen und
zunächst dessen Leckstrom beobachtet. Dieser sank im Laufe etlicher
Stunden um viele Größenordnungen ab. Zum Schluss lag er nur noch im
Nanoamperebereich. Danach ließ ich den aufgeladenen Elko insgesamt rund
ein halbes Jahr herumliegen und maß nur sporadisch dessen aktuelle
Spannung. Auch hierbei kam ein Selbstentladestrom im Nanoamperebereich
heraus.
Da geht es aber um Mikroampere, und die liegen im Rahmen des vom Hersteller spezifizierten Leckstromes. Bei historischen Elkos, die nach längerer Lagerung formiert werden wollen, haben wir Leckströme im zweistelligen Milliampere-Bereich!
mechanisches Relay oder DC-solidstate-Relay/Mosfet
ein Mosfet eröffnet natürlich auf ganz anderen Steuermöglichkeiten, PWM ...
oder den Microwechselrichter auf der AC Seite abschalten,
dann geht der auch in Störung und schaltet ab.
Das hat aber auch den Vorteil das der Wechselrichter im WLAN erreichbar bleibt.
(wer Rechtschreibfehler findet kann diese gerne behalten, Danke)
Mich würde interessieren ob das mit den gewöhnlichen MWR klappt. Diese sind ja nur für ein oder maximal zwei Solarpanels parallel vorgesehen und erwarten daher am Eingang nur einen maximalen Strom von ca. 18A.
Wenn man da statt eines Panels nun einen Akku anschließt könnte der mit seinem sehr geringen Ri einen so hohen Strom liefern, daß die Leistungsbauteile im MWR sich verabschieden.
Ich habe so etwas einmal gebaut aber dafür einen Spanungswandler vom Akku auf den MWR Eingang verwendet der eine Strombegrenzung hatte. Damit kann man auch schön die Entladedauer einstellen.
Also ich würde mal behaupten, dass es ein Zufalls- Mythos ist.
Die berüchtigten Knallbonbons gehen gefühlt meist beim Einschalten kaputt weil diese , wenn in Ruhe, Zeit haben die Luftfeuchte durch ihren Verguss hindurch wirken zu lassen. Das gilt auch für viele andere Nicht-Rifa Entstörkondensatoren.
Motorkondensatoren ploppen beim Einschalten auf weil beim Anlauf eines Motors der Strom am größten ist.
Tantalperlen schaffen es wohl in der Ruhezeit zum Leiter zu werden und platzen beim Wiederinbetriebnehmen, wenn die Versorgung potent genug ist...
Naja, bevor ich mir die Mühe mache, 12V mit 50A oder mehr zu schalten, trenne ich den WR primär mit nem 10A-Schrack-Hutschine vom Netz. Dann speist er auch nicht ein, weil er keinen Sinus sieht.
bei den Eingangskapazitäten der WR verschweißen eher die Relaiskontakte, als dass die den Hut auf machen. Zumindest in den ersten zwei..drei Jahren.
Nachteispeisung mache ich (noch) nicht, aber ich verzögere meine Einspeisung auf die Zeit, die ich zu Hause bin...
Daher nein: Beim Einschalten gehen nur Kondensatoren kaputt, die vorher
schon defekt waren.
Das kommt immer auf die Gesamtsituation an. Wenn beim Einschalten davor eine Induktivität, die auch parasitär sein kann, liegt, kann es in ungünstigen Fällel zu einem Überschwinger bis zum doppelten der Scheitelspannung kommen, der dann den Kondensator irgenwann den Rest gibt.
Vorteil Relay: niedriger geschlossener Übergangswiederstand,
aber Funken beim Einschalten zerstören irgendwann die Kontakte
Vorteil Solid-State-Relais. Weil der Stromkreis nicht durch bewegliche Teile, sondern rein elektronisch geschlossen wird, spielen Kontaktprellen, Lichtbögen und eine damit einhergehende kürzere Lebensdauer keine Rolle.
Aber es wird ein geringer Übergangswiderstand erzeugt und etwas Energie zum Einschalten benötigt
Stattdessen AC Relay. Ströme gering, aber der Haltestrom höher
und der Microinverter geht auf Störung
Möglichkeit, Softwaresteuerung des Inverters. Das kann aber auch aufwendig werden
