Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplung

Ideen und Inspirationen von Prosumern

Moderator: Mod-Team

 

0.00 (0 Bewertungen)

Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplung

Beitragvon Elektron » 28.01.2017, 15:43

Die beschriebene Idee: Wechselrichter sind entweder für Netzkopplung oder den Inselbetrieb ausgelegt. Produktvorschlag: Anpassung, so dass netzgekopplete Anlagen auch im Inselbetrieb funktionieren, bzw. Inselanlagen auch den Überschussstrom abgeben können.

ideenplattform-f176/insel-solaranlage-ans-oeffentliche-stromnetz-ankop-t115951.html
ideenplattform-f176/wr-fuer-insel-und-netzbetrieb-mit-%C3%9Cberschussausga-t115914.html
ideenplattform-f176/pv-als-insel-bei-stromausfall-t115790.html
ideenplattform-f176/notstromversorgung-t115617.html


Stromnetze können ausfallen und ein langanhaltender Stromausfall ist ein denkbares Szenario. Marc Elsberg hat dieses Szenario in Blackout sehr anschaulich beschrieben. Nicht wenige PV-Anlagenbetreiber denken vielleicht, dass man hier durch die eigene PV-Anlage fein raus sei. Das ist natürlich nicht der Fall, da Wechselrichter keinen Inselbetrieb können. Für dieses Szenario könnte ein Inselfähiger Wechselrichter eine technische Alternative sein.

Ansatzpunkte für die Diskussion: Wie kann ein solcher Inselfähiger Wechselrichter auch ohne Speicher umgesetzt werden? Wie wichtig ist die Absicherung gegen den Stromausfall überhaupt? Welche Zahlungsbereitschaft gibt es für den Inselwechselrichter?
Benutzeravatar
Elektron
Administrator
 
- Threadstarter -
 
Beiträge: 10433
Registriert: 10.01.2005, 16:20
Wohnort: 88457 Kirchdorf
PV-Anlage [kWp]: 20,18
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon JanR » 28.01.2017, 21:57

Hallo,

ich hatte drüber nachgedacht, etwas ähnliches als Idee vorzuschlagen, aber da es das dann ja schon gab, habe ich es gelassen.

Sinnvoll ist sowas IMO vor allem in der Richtung, dass man einen normalen Netzwechselrichter durch ein möglichst einfaches Zusatz-Equipment für den temporären Inselbetrieb ertüchtigt, ohne dabei einen gewaltigen Aufwand treiben zu müssen.

Meine Idee wäre, dass man die Last in drei Kategorien unterteilt: Solche, die laufen muss und auch keine Unterbrechung haben darf (Kat 1), solche, die laufen sollte, aber auch mal unterbrochen werden kann (Kat 2) und solche, die rein der Überschussvernichtung dient (Kat 3). Je nach Bedarf können einzelne Kategorien auch leer bleiben.

Damit so etwas ohne eine (grosse) Batterie läuft, müssen Angebot und Nachfrage exakt balanciert sein. Mit Batterie hingegen ist es einfacher - Überschüsse gehen in die Batterie (sofern nicht voll), Mangel wird aus der Batterie ausgeglichen (sofern nicht leer) - aber dann muss der Insel-WR mindestens so leistungsfähig sein wie der Netz-WR (zumindest bei den Herstellern, die sowas unterstützen).

Ich stelle mir das System dann so vor: Es gibt einen kleinen "Inselkern", der technisch etwa einer USV entspricht und in der Lage ist, Kat 1 alleine zu betreiben (zumindest für einige Minuten). Wenn man keine Verbraucher der Kat 1 hat, dann würde ein sehr kleiner WR reichen, der zum Anlauf eine kleine Batterie braucht (oder ein kleines PV-Modul). Wenn man in dieses Mininetz nun einfach mit einem vermutlich vielfach leistungsfähigeren Netz-WR einspeisen würde, würde man es natürlich gnadenlos überfahren, zumal es sicher nicht die nötige Netzimpedanz bereitstellen kann. An der Stelle gibt es dann als zweite Komponente den "Netzsimulator". Er beobachtet Spannung, Strom, Phase und Frequenz sehr genau und ist in der Lage, extrem schnell (Leistungshalbleiter, keine Relais oder so) auf kleinste Änderungen zu reagieren. Letztlich hat er dazu zwei Mittel: Wenn Angebot<Nachfrage, dann wird Kat 2 abgeworfen, was entweder zur Balance führt (gar keine Leistung vom Netz-WR, Kat 1 läuft auf "USV") oder dass Nachfrage<Angebot, weil der Netz-WR und die USV zusammen mehr liefern, als Kat 1 braucht. Damit sind wir dann im Fall Nachfrage<Angebot - hier greift die Dumpload von Kat 3. Das dürfen keine elektronischen Geräte sein, sondern am besten schlicht Widerstände zum Verheizen. Damit steuert der Netzsimulator dann den Verlauf von Spannung, Strom, Frequenz und Phase exakt so aus, wie sie sein müssen. Anders gesagt, stellt er dem Netz-WR zusammen mit den noch laufenden Lasten (Kat 1 und vielleicht Kat 2) exakt die gerade aktuell passende Ausgangslast zur Seite. Zusätzlich kann er auch noch die Energie abzweigen, die der "Inselkern", also das USV-artige Teil, zum Laufen braucht, so dass die Batterien nur dann einspringen müssen, wenn der Bedarf von Kat 1 größer ist als das Angebot des Netz-WR.

Noch offen wäre dann, wie der Netzsimulator es anstellt, dass ein ganz normaler Netz-WR ohne spezielle Einstellungen "glaubt", am echten Netz zu laufen. Dass in Richtung des echten Netzes noch automatische Trennschalter existieren müssen, bedarf wohl nicht der Erwähnung.

Rein praktisch würde man an Kat 1 das minimal nötige hängen, an Kat 2 das, von dem man bei grober Schätzung (Blick zum Himmel) davon ausgehen kann, dass dafür in der näheren Zukunft genug Energie über den Netz-WR kommt und Kat 3 wären dann Heizstäbe in einem Wassertank. Wenn man letzteres nicht haben will oder beschränken will, kann der Netzsimulator natürlich zusätzlich auch die Frequenz leicht hochziehen, so dass der Netz-WR entsprechend drosselt. Auch das dürfte aber IMO nicht gehen, ohne eine schnell schaltbare Dumpload zu haben, weil der Netz-WR ja viel stärker ist als die Komponente, die die Insel bildet. Der Netzsimulator muss also immer in der Lage sein, extrem schnell die Balance zu halten.

Ist natürlich alles andere als ausgereift und vermutlich an einigen Stellen naiv, aber ich will es trotzdem in die Runde werfen.

Größtes Problem dürfte sein, dass die Hardware für einen Netzsimulator, der z.B. mit 10 KWp eines Netz-WR umgehen kann, mindestens ebenso aufwendig sein dürfte wie ein "richtiger" Insel-WR gleicher Leistung.

Viele Grüße,

Jan
JanR
Fleißiges Mitglied
Fleißiges Mitglied
 
Beiträge: 325
Registriert: 16.03.2016, 17:58
PV-Anlage [kWp]: 9,9
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon einstein0 » 28.01.2017, 22:14

Warum denn das Rad neu erfinden, das machen doch alle Infinis von Haus aus.
Zugegeben, nach der Lektüre von "Black-Out" hatte ich auch einige Zeit gesucht -und gefunden.
Ich nenne es deshalb Stoxnet: viewtopic.php?f=61&t=108527&hilit=stoxnet
einstein0
30 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
1 kW- Insel im Camper ohne PV! 2014: EV; Mitsubishi Imiev. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
2015: PV-Repowering und Notstromversorgung im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR.
Benutzeravatar
einstein0
Forum Genie
Forum Genie
 
Beiträge: 8030
Registriert: 26.06.2011, 15:11
Wohnort: 3550 Schweiz
PV-Anlage [kWp]: 43
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon skyrace » 28.01.2017, 23:17

Hallo Forum,

Ein Zwischenschritt wäre ggf. ein Inselbetrieb des PV Wechselrichters bei solarer Einstrahlung ohne
die Nutzung von Batterien. Dies ist, für den Nord-Amerikanischen Markt, von SMA durch die Funktion
SPS SecurePowerSupply gelöst.
http://www.sma-america.com/products/solarinverters/sunny-boy-30-us-38-us-50-us-60-us-70-us-77-us.html

es grüßt
der skyrace
skyrace
Fleißiges Mitglied
Fleißiges Mitglied
 
Beiträge: 438
Registriert: 09.02.2011, 21:34
PV-Anlage [kWp]: 54,72
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon JayM » 29.01.2017, 13:41

Danke @skyrace,
das kannte ich noch nicht, ist aber im Vergleich mit einem komplett Notstrom- und Inselfähigen System eine einfache und sinnvolle Alternative für den Notfall (Handy laden, Radio hören, Wasser abkochen). Wenn es ja technisch anderswo schon angeboten wird, fehlt es dafür in D an Regulierung oder am Markt?

Gruß
Jochen
14,8 kWp Solar Fabrik / Fronius
23 kWp Bosch / Danfoss
55 kWp Frankfurt Solar / Danfoss
30 kWp Yingli / SolarEdge
15,8 kWp Bosch / SMA
Geschäftsführer und alleiniger Gesellschafter der Helianthus Solar GmbH
Benutzeravatar
JayM
Forum Genie
Forum Genie
 
Beiträge: 6108
Registriert: 13.09.2009, 12:52
Wohnort: Rheinland-Pfalz
PV-Anlage [kWp]: 138,6
Info: Solarteur

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon einstein0 » 29.01.2017, 13:55

:idea: Auch das können die Infinis von Haus aus! Und die gibts sogar in D. :wink:
einstein0
30 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
1 kW- Insel im Camper ohne PV! 2014: EV; Mitsubishi Imiev. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
2015: PV-Repowering und Notstromversorgung im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR.
Benutzeravatar
einstein0
Forum Genie
Forum Genie
 
Beiträge: 8030
Registriert: 26.06.2011, 15:11
Wohnort: 3550 Schweiz
PV-Anlage [kWp]: 43
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon zahlenfreund » 30.01.2017, 23:34

einstein0 hat geschrieben:Warum denn das Rad neu erfinden, das machen doch alle Infinis von Haus aus.


Der Infinis verhält sich im Insel- oder Notstrombetrieb wie andere herkömmliche Wechselrichter. Ist der Akku voll geladen und wird im Haushalt weniger Leistung nachgefragt als das Modulfeld liefern kann, wird der Arbeitspunkt (MPP) verschoben und Modulleistung bleibt ungenutzt.

Neu ist und das kann werder Infinis noch ein anderer mir bekannter WR:
Statt Modulleistung im Inselbetrieb ungenutzt zu lassen, kann man den Arbeitspunkt auch im MPP belassen und die nicht im Haushalt und oder von einem Akku benötigte Ladeleistung an einem separaten Überschussausgang anbieten. Die Spannung im Hausnetz wird praktisch mit variabler Überschussleistungsabgabe stabil gehalten.

Damit kann die vollständige Eigenverwertung der Modulleistung sogar ohne Akku erreicht werden (beispielsweise mit Heizpatrone). Denkbar wäre auch eine Ladestation mit stufenlos variabler Ladeleistung für E-Autos am Überschussausgang zu betreiben.

Das doppelt gemoppelte Erfassen der Hausnetzspannung im Wechselrichter und in separater Elektronik zur Bestimmung wieviel Zusatzleistung einem Wechselrichter ohne Überschussausgang im Inselbetrieb gerade noch entlockt werden kann, ohne dass die Spannung in den roten Bereich abgleitet, kann mit Überschussausgang entfallen.

ideenplattform-f176/WR-für-Insel-und-Netzbetrieb-mit-Überschussausgang
zahlenfreund
Öfters hier
Öfters hier
 
Beiträge: 24
Registriert: 27.02.2012, 11:03
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon einstein0 » 31.01.2017, 08:23

Die effizienteste Verwendung der zur Verfügung stehenden Modulleistung ist das Aufspeisen ins HH-Netz mit automatischer Einspeisung des Überschusses ins Verbundnetz. Dazu braucht es weder einen Speicher, noch einen Inselwechselrichter und erst recht keinen Überschussausgang! Das gesamte Hausnetz wird prioritär vom WR mit Solarstrom versorgt... :idea:
@zahlenfreund: Wenn du einen WR mit Überschussausgang haben willst, stellst du mal einen Entwicklungsantrag an SMA oder so, damit du dann deine Modul-Überschussleistung im Sommer deinem Siedewasserboiler verlustlos füttern kannst.
einstein0
30 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
1 kW- Insel im Camper ohne PV! 2014: EV; Mitsubishi Imiev. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
2015: PV-Repowering und Notstromversorgung im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR.
Benutzeravatar
einstein0
Forum Genie
Forum Genie
 
Beiträge: 8030
Registriert: 26.06.2011, 15:11
Wohnort: 3550 Schweiz
PV-Anlage [kWp]: 43
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon zahlenfreund » 31.01.2017, 15:40

@einstein:
Die Ideen in diesem Thread beschäftigen sich mit Blackout, Notstromversorgung = Inselbetrieb. Für Dich ist weder Inselbetrieb noch effiziente Nutzung der Modulleistung im Falle eines Blackouts ein Thema.
Fraglich bleibt, was deine Beiträge denjenigen nützen, die für einen längeren Blackout vorsorgen möchten und das Potential ihrer PV-Anlage im Notstrombetrieb voll ausreizen möchten.

@janR:
Bei der Unterteilung der Lasten würde ich noch berücksichtigen, dass es auch Verbraucher gibt, die mit gewisser zeitlicher Verzögerung mit Strom versorgt werden können (z.B. Kühl-, Gefrierschränke, Abwasserpumpen). Mit einem geschickten Lastmanagment könnte man die Stabilität des Hausnetzes auch bei leistungsschwächeren Wechselrichtern gewährleisten bzw. verhindern, dass durch den zufälligen gleichzeitigen Start von mehreren Verbrauchern mit hohem Anlaufstrom das Notstromnetz zusammenbricht.
zahlenfreund
Öfters hier
Öfters hier
 
Beiträge: 24
Registriert: 27.02.2012, 11:03
Info: Betreiber

Re: Top3: Wechselrichter für den Inselbetrieb und Netzkopplu

Beitragvon einstein0 » 31.01.2017, 16:50

zahlenfreund hat geschrieben:@einstein:
Die Ideen in diesem Thread beschäftigen sich mit Blackout, Notstromversorgung = Inselbetrieb. Für Dich ist weder Inselbetrieb noch effiziente Nutzung der Modulleistung im Falle eines Blackouts ein Thema....

Doch, ist es! Bzw. war es; darum hatte ich meine Notstromversorgung mit PV-Anbindung gebaut. :idea:
Der Hybrid-WR macht alles was notwendig ist, sollte sich einmal pro Jahrhundert ein Black-Out einstellen.
Ich empfehle dir auch die Lektüre des entsprechenden Bestsellers und den Thread im Forum. :wink:
einstein0
30 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
1 kW- Insel im Camper ohne PV! 2014: EV; Mitsubishi Imiev. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
2015: PV-Repowering und Notstromversorgung im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR.
Benutzeravatar
einstein0
Forum Genie
Forum Genie
 
Beiträge: 8030
Registriert: 26.06.2011, 15:11
Wohnort: 3550 Schweiz
PV-Anlage [kWp]: 43
Info: Betreiber

Nächste

Zurück zu Ideenplattform



Ähnliche Beiträge


Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 0 Gäste