Eigenbau: Umrichten als Antwort auf EEX (Wechselrichter)

Zitat von KayT

Kondensatoren war nicht dabei ..

Kleine Anmerkung am Rande nach dem Motto "wer misst, misst Mist":

Wenn über einen Gleichrichter ein Kondensator geladen wird, dann führt das zu eigenen Verlusten im Generator. Der Strom ist weit weg von einem sinusförmigen Verlauf, weil der Strom bis zum Erreichen der Kondensatorspannung Null ist und dann schnell auf ein Maximum steigt, um beim unterschreiten der Kondensatorspannung wieder auf Null zu gehen.

Wie hoch diese Verluste sind, kann man nicht pauschal sagen. Grob gesagt: Doppelter Strom in der halben Zeit bringt zwar nominell die gleiche (nutz)Leistung, aber doppelt so hohe Verluste. Deswegen gibt es für Netzteile heute Vorschriften, die diese pulsartige Energieentnahme aus dem Netz beschränken.

Hier wird zwar nicht aus dem Netz entnommen, aber die Verluste sind natürlich die gleichen. Die beschriebenen (angedeuteten) Messungen sagen aber nicht, wann wieviel mit einer "richtigen" Elektronik herauszuholen wäre. 1.000 Euro sind zwar nicht schnell mit Verlusten kaputt gemacht, aber wir reden hier ja vermutlich nicht von schnell, sondern von langen Zeiträumen und steter Tropfen füllt das Fass. Sprich: ich denke, die hier besprochenen "Sparmassnahmen" kommen auf Dauer ganz schön teuer.

Gruss
bluwi

Zitat von bluwi

Kleine Anmerkung am Rande nach dem Motto "wer misst, misst Mist":

Eine etwas pauschale Aussage, aber sicher in vielen Fällen nicht Falsch

Ein Möglichkeit Mist zu messen ist was will ich erreichen

A. Ich bin der Beste

( Aktueller Fall in die Richtung http://www.nordbayern.de/nuern…in-erklarungsnot-1.445619 )

B. wo, wann und wieviel an Energie kommt wo an um zu Optmieren

in Fall A wird nur soviel gemessen das die gewünschten Werte erreicht werden
sind Werte nicht im gewünschten Berreich werden sie Ignoriert.

Fall B ist im ersten Moment teurer da entsprechendes Meßwerkzeug angeschafft
werden muß, aber aus Erkenntnis wird Erfahrung und die Erfahrung ist Grundbaustein
auf den Weg zur Optimierung.

In Zukunft wird es Veränderungen geben, sei es der Einsatz von Permaneteregten Generatoren
( kommt aber sehr drauf an wie sich da die Rohstoffpreise entwickeln ) oder eben von Energiespeicher
welche nicht den Verbrenner Modulieren würden, sondern nur den Verteilweg, Strom sofort verbrauchen
und zuviel Strom einzulagern.

Nur als Demobeispiel

http://www.creative-inneneinri…e_web/modus_e-shuttle.jpg
Quelle http://www.creative-inneneinri…jekte/firmenzentrale.html

Mmmh,
hatte es eher so verstanden, daß die Kondensatoren die pulsierende Gleichspannung glätten sollten.
Oder andersherum gefragt, kommt der Wechselrichter mit einer pulsierenden Gleichspannung zurecht?

Gruß

Zitat von bluwi

Wenn über einen Gleichrichter ein Kondensator geladen wird, dann führt das zu eigenen Verlusten im Generator.

Deswegen sollte der Kondensator auch nur so groß gewählt werden wie unbedingt nötig.

Zitat von Technikfreak

Oder andersherum gefragt, kommt der Wechselrichter mit einer pulsierenden Gleichspannung zurecht?

Da ist KWKs Link ganz interessant, wenn man sich ausmalt wie die pulsierende Gleichspannung ausschaut kann man sich schon vorstellen was da für ein verkorkster Sinus rauskommt - wenn die Regelung darauf nicht schnell genug reagiert.

mfg JAU

Zitat von KWK

welche Messungen? welche Maßnahmen? Würdest du Kondensatoren komplett ausschließen wollen?

Wenn ich das richtig verstanden habe, wird der optimale Arbeitspunkt bzw. eine Linie mit optimalen Arbeitspunkten gesucht. Dazu wird wohl das eine oder andere gemessen. Der über die Gleichrichtung verursachte Verlust wird aber nicht erfasst.

Um keine teure Elektronik kaufen zu müssen soll "einfache" Elektronik eingesetzt werden. (Sparmassnahme) Dem liegt ein Input zugrunde (Wechselspannung -> Gleichrichter) der Verluste im Generator verursacht.

Kondensatoren sind sicher nicht auszuschließen, aber eben nicht einfach über Gleichrichter, wobei ein 3 -Phasen-Gleichrichter das Problem auch ohne Kondensator verursacht.

Zitat von Technikfreak

hatte es eher so verstanden, daß die Kondensatoren die pulsierende Gleichspannung glätten sollten.
Oder andersherum gefragt, kommt der Wechselrichter mit einer pulsierenden Gleichspannung zurecht?

Es kommt vermutlich auf den WR an und darauf, wie stark die Gleichspannung pulsiert. aber wie gesagt, das Problem habe ich immer bei einer einfachen Gleichrichtung. Aufwändigere Elektronik macht das anders, sie speist über die ganze Phase in den Zwischenkreis, wo die erforderliche "Glättung" passiert. Kostet Geld und bringt Wirkungsgrad.

bluwi

Hallo!

Ich bin gerade ein wenig geschockt. Über die Verluste der Kondensatoren hatte ich gar nicht nachgedacht.

Ich habe ein Verständnisproblem. Laut meiner Recherche werden die Verluste eines Kondesators unter anderem mit dem ESR-Wert bestimmt.

Ich habe mir mal Typische ESR-Werte rausgesucht. 0,16 Ohm angenommen mit der Formel Pv = I² * R gerechnet komme ich auf ca. 150 Watt. (Bei 7A Strom und 20 Kondensatoren 1000µF 385V Reihenparallel geschaltet. Andere Werte habe ich auf die schnelle nicht gefunden.

Das wären 5% Verlust wenn man von 3000Watt ausgeht. Kann das sein? Oder kann man den ESR-Wert und diese Formel nur für die Vollständige Ladung/Entladung der Kondensatoren anwenden?

bluwi:

Vielleicht könntest DU eine vereinfachte Rechnung zum groben Abschätzen der Verluste machen. Wenn die Verluste wirklich so hoch sind, schmeiß ich die Kondensatoren raus und schicke dem Wechselrichter pulsierede Gleichspannung.

Im Wechselrichter selber ist ja auch ne große Kapazität vorhanden.

Gruß Andreas

Zitat von musicboy007

bluwi:

Vielleicht könntest DU eine vereinfachte Rechnung zum groben Abschätzen der Verluste machen. Wenn die Verluste wirklich so hoch sind, schmeiß ich die Kondensatoren raus und schicke dem Wechselrichter pulsierede Gleichspannung.

Leider bin ich in dem Thema auch nicht so tief drin, dass ich aus dem Stand was qualifiziertes abliefern könnte, da müsste ich den einen oder anderen Tag Grundlagen wälzen.

Die angesprochenen 150 Watt im Kondensator sehe ich allerdings nicht als realistisch an. Die müssten als Wärme im Kondensator auftauchen und so heiß werden die (glaube ich ?) nicht.

Ich sehe die Verluste auch nicht im Kondensator, sondern durch den ungleichmäßigen Stromfluss im Generator als Folge der Gleichrichtung. Der Kondensator ist dabei nur beim einphasigen Betrieb domminierend. Beim 3-phasigen Gleichrichter habe ich den Effekt auch ohne den Kondensator.

Das Problem ist, dass durch die Gleichrichtung über Dioden der Stromfluss in jeder Spule des Gernerators zeitlich begrenzt ist. Bei 3 - phasigem Gleichrichter hat jede Spule nur über 1/3 der Zeit Stromfluss. In 2/3 der Zeit fließt kein Strom. Das führt zu erhöhten Ohmschen Verlusten in Bezug zur umgesetzten Leistung und über Oberwellen auch zu magnetischen Verlusten. Die Gereratorverluste sind für eine sinusförmigen Stromkurve angegeben und bei pulsierendem Stromfluss höher.

Frag mich jetzt bitte nicht, wie das herzurechnen ist bzw. wie weit die Verluste ansteigen, ich würde so 50-100% schätzen. Wenn die Zahl hinkommt, würden Deine Generatorverluste z. B. von 6% auf 9% bzw. 12% steigen, das kann aber auch mehr oder weniger sein und ist sicher auch vom Betriebspunkt (Auslastung) des Generators abhängig. Jedenfalls reicht es aus, dass entsprechende Vorschriften bzw. Normen für Netzteile erlassen wurden. Mit anderen Worten: Was Du vorschlägst wäre bei einer Stromentnahme aus dem Netz nicht zulässig. Aus Deinem eigenen Generator kannst Du die Energie so entnehmen, ich bezweifle aber, dass das bei längeren Laufzeiten sinnvoll ist. Bei 10.000 kWh wären das ca. 300 bis 600 kWh Verlust, das läppert also über die Jahre schon zusammen.

Du kannst das aber auf relativ einfache Art messen, wenn Deine Messung genau genug ist. Einfach ein paar Ohmsche Widerstände (z.B. Heizstrahler) mal mit und mal ohne Gleichrichter betreiben und die umgesetzte Leistung an den entsprechenden Punkten aufnehmen.

Gruss
bluwi

p.s. ich denke schon dass Umrichter eine gute Antwort auf das Problem sind, aber ich vermute dass der "Eigenbau" aus billigen Komponenten sich nicht rechnet.

Hallo!

Ich habe mir gerade bei E-Bay einen gebrauchten SMA Sunny Boy SB 3000 Trafowechselrichter für 391 Euro inklusive Versand ersteigert.

Wirkungsgrad von 1000 Watt bis 2500 an ca 94%. Bei Niedriger Spannung etwas besser.

bluwi:

Kannst mir eine Generelle Wirkungsgrad Aussage beim Synchrongenerator im Bezug auf die Drehzahl machen.

Ich habe vor das BHKW von Standdrehzahl bis Max-Drehzahl zu betreiben. Es fällt im Standgas soch weniger Spannung an.

Gibt es Tabellen dafür vielleicht im Tabellenbuch. Meine Messung kann dann in naher Zukunft gemacht werden.

Gruß Andreas

Zitat von musicboy007

Kannst mir eine Generelle Wirkungsgrad Aussage beim Synchrongenerator im Bezug auf die Drehzahl machen.

Für sowas ist eigentlich unser verehrter Manni der Spezialist. Er ist hier vermutlich der größte Googgl , ich bin beim gurgeln eher eine Niete (es kann halt nur einen geben )

gruss
bluwi

Zitat von bluwi

Für sowas ist eigentlich unser verehrter Manni der Spezialist.

i bin ko Spezalist, hegstens der Hausel da, des siegt man scho daran das on
umernatschieben wies Ihnen grad Lustig ist, als die Beiträg halt, na weils war is

Sicher gibts Kurven nur die sind in der Regel gültig wenig Last bei Normdrezahl,
in den Fall gehts aber wenig Last und Drehzahl im Keller, tja und auch da gibts
unterschiede ob aus den 10 Stock in den Keller gefahren wird oder aus den Ersten
( also wieviel Pole der genrator hat 3000 Umdrehungen oder 1000 ) auch befinden wir uns
in eine Wechsel, es wird langsam standart ( gut momentan ehr noch 10% ) Permantmagnetgenratoren
statt einfache Synchros zu verwenden ( auch da gibts untetrschiedlich Eregeransteuerungen und das
hat auch Auswirkung ) so das eine Graphik die sich tatsächlich auf Last und Drehzahveränderung
bezieht, nich algemein gültig, kurz gesagt sowas hab ich nicht und finds nicht

p.s. die sich damit am besten Auskennen sind die Windkraftler aber auch unter Denen
gibts viel Meinungen und oft muß man Glauben weil echt messen ist auch da selten,
oft nur zum i hob Recht, und damit Basta, weil Wind kost nix wozu

Hallo!

Ich hatte ja schon die Bilder der Sunny Data Control Software mit dem SB-2500 gepostet.

Der SB-3000 ist genau der gleiche Wechselrichter nur kann anährend dauerhaft die von meinem Generator geforderten 3KW Leistung, hat einen tacken besseren Wirkungsgrad und schaltet erst bei einer etwas höheren Spannung aufs Netz.

Ich hatte diesen Typ schonmal (angeschafft für Tests und als Reserve) habe aber dann im Zuge des PV Booms vor der Senkung der Einspeisevergütung und des daraus resultierenden Wechselrichtermangels den gebrauchten für Neupreis verkauft bekommen.

Ich denke mit Flash ändern usw kommt man auch nicht weiter da ich ja schon alle Parameter beeinflussen kann, jedoch wüsste ich nicht wie in der Vielzahl einen oder mehrere Arbeitspunkte einstellen kann. Die Parameter beziehen sich ja eher auf Spannunggrenzen und Regelungsarten.

Meine Vorstellung der Regelung ist einfacher:

1.Ich nutze den MPP-Betrieb, somit passt sich der Wechselrichter automatisch auf das ihm gegebene an (Ab ca. 270 Volt fängt der SB-3000 an einzuspeisen, dananach kann man sogar weiter runter regeln)
2.Ich speise auf L3 ein (hinter dem Hausstromzähler) und Messe den Strom in dieser Phase nach dem die größten Verbraucher dort gebündelt wurden.
3.Abhängend von der Art der Messung muß man einen Ist-Wert erzeugen. Ein Stromzähler wie in einem Post von Dir genannt misst zwar den Strom auf L3 einzeln jedoch müsste man meines Erachtens auf einen PC gehen und dort die Werte vergleichen um einen Soll-Wert für das BHKW zu erzeugen.
4. Einfacher finde ich wenn man mit einer Spule und Meßwandler welcher den Meßwert auf 4-20mA bringt arbeitet. Diesen würde man dann auf einen alten Siemens PID-Regler (z.B. DR-20-DR24) oder eine Siemens Logo legen und dort die Regler Parameter KP,Tn usw einstellen.
5. Mit dem erzeugten Soll-Wert steuert man ein Stellglied an,welches die Einspritzmenge (Gaszug) reguliert und versucht möglichst auf Null-Bezugstrom zu kommen.

Könnte doch so klappen oder?

Gruß Andreas

Zitat von KWK

vielleicht postet ja noch jemand, der das weiter anschaulich erläutern kann.

Ich kann es ja vielleicht nochmal versuchen

Zuerst als Formel :
Durch die Gleichrichtung ergibt sich eine ungleichmäßige Leistungsübertragung, die über die Formel P = I² * R überproportionale Verluste verursacht.

Etwas anschaulicher in Beispielzahlen:
Aus dem Generator fießt Leistung in Form von "Strom mal Spannung". Hier handelt es sich um Leistung die in W bzw. kW gemessen wird.
Wenn das eine gewisse Zeit geht, dann summiert sich dabei Energie. Die wird in kWh gemessen.
Nehmen wir eine Spannung von 100 V
Eine Stunde würde bei einem A 100 Wh ergeben.
0,5 Stunden mit 2 A würden auch 100 Wh ergeben.
20 min mit 3 A würden auch 100 Wh ergeben.

Das gilt natürlich auch bei sehr kleinen Zeitinterwallen, z. B. für eine Sinuswelle (20 ms). Wenn z. B. die Leistung von 100 W bei 100 V in kleinen Intervallen von ca 7 ms übertragen wird, bei einer Pause von jeweils ca 13 ms, dann brauchst Du den dreifachen Strom, also 3 A in diesem Zeitfenster, um im Durchschnitt wieder auf den gleichen Wert zu kommen. Genau die Situation hast Du bei einem 3-Phasen Gleichrichter. Jede Phase wird zeitlich auf ca. 1 Drittel bechränkt. Allerdings wäre der Strom auch ohne Gleichrichter nicht linear, sondern sinusförmig, deshalb ergibt sich in der Realität nur ein Faktor von 2.

So weit so gut, macht eigentlich keinen großen Unterschied bezogen auf die Leistungsübertragung, es kommen immer 100 Wh pro Stunde raus.

Aber der Strom verursacht auch Verluste im Generator und diese Verluste gehen nach obiger Formel quadratisch mit dem Strom. Beim doppelten Strom entstehen also viermal so hohe Verluste, obwohl nur das doppelte an Leistung abgegeben wird.

Also: doppelter Strom über die halbe Zeit bringt zwar insgesamt die gleiche Leistung, aber unter dem Strich doppelt so viel Verlust im Generator.

In Wirklichkeit sind die Formeln etwas komplexer, aber die Richtung stimmt.

bluwi