Berechnung der Kapazitiven Ableitströme

  • Hallo Leute,


    kurz etwas zu mir, ich studiere momentan noch Regenerative Energietechnik und befinde mich gerade in meinem Praktikum. Ich hoffe ihr könnt mir bei einem Problem behilflich sein.


    Würde ich gerne die Kapazitiven Ableitströme einer Anlage berechnen und stehe vor folgenden Problemen.


    Bei einem 1 phasigen transformatorlosen Wechselrichter wird ja ca. die halbe Netzanplitude an das PV-Modul weitergegeben. Bsp. 230V/50Hz auf 115V/50Hz
    Wie sieht das bei einem 3 phasen transformatorlosen Wechselrichter aus? Im Netz finde ich immer nur die Antwort, dass es geringer ausfällt.


    I=C*2π*f*U für die Grenzkapazität
    C_(ges.)=C1+C2+C3
    C=ε_0*ε_r*A/d Einzelkapazitäten


    Die zweite Frage wäre. Wie sehr beeinflusst ein Wasserfilm die Ableitströme? Gibt es da Studien etc. zu?


    Würde mich über Antworten freuen, Quellenangaben sind dabei gerne gesehen


    Danke :)

  • Zitat von Florian84

    Bei einem 1 phasigen transformatorlosen Wechselrichter wird ja ca. die halbe Netzanplitude an das PV-Modul weitergegeben. Bsp. 230V/50Hz auf 115V/50Hz


    Jein. Es kommt auf die Topologie des WR an. Bei Geräten mit Vollbrücke wird die volle Netzspannung an das Generatorfeld weiter gegeben. Bei Geräten mit Heric oder H5-Brücke ist es die halbe Netzspannung.

    Zitat von Florian84

    Wie sieht das bei einem 3 phasen transformatorlosen Wechselrichter aus? Im Netz finde ich immer nur die Antwort, dass es geringer ausfällt.


    Auch hier kommt auf die Topologie des WR an. Bei den WR mit quiet-Rail Technologie (Zwischenkreisspannung >680 V) gibt es keine hochfrequenten Ableitströme (sondern nur den DC-Anteil). Bei Geräten mit Flat-Top-Modulation (Zwischenkreisspannung typ. nur etwa 580 V) kommen noch 150 Hz bei etwa 50 V rms dazu.

    Zitat von Florian84

    Die zweite Frage wäre. Wie sehr beeinflusst ein Wasserfilm die Ableitströme? Gibt es da Studien etc. zu?


    Er verringert den Isolationswiderstand. Damit erhöht sich meist die Kapazität.


    Ciao


    Retrerni

  • Danke, das hilft mir schon einmal weiter.
    Mir ist noch nicht klar wie ich auf die Zwischenkreisspannung komme.


    Heißt das jetzt, dass bei Flat-top-Modulation anstatt es beispielweise sich halbieren würde (230V/50Hz zu 115V/50Hz) es sich erhöht (230V/50Hz zu 280V/50Hz)?

  • Zitat von Florian84

    Mir ist noch nicht klar wie ich auf die Zwischenkreisspannung komme.


    Nunja, bei einphasigen Geräten ist es die Scheitelspannung des Netzes, theoretisch also RMS-Netzspannung (typ. 230 V) * Wurzel(2) + Regel/Sicherheitsreserve (10 bis 50 Volt)

    Zitat von Florian84

    Heißt das jetzt, dass bei Flat-top-Modulation anstatt es beispielweise sich halbieren würde (230V/50Hz zu 115V/50Hz) es sich erhöht (230V/50Hz zu 280V/50Hz)?


    Wir reden hier von dreiphasigen Geräten. Da gilt als Minimal-Zwischenkreisspannung 230 V * Wurzel (2) * 2 + Regel/Sicherheitsreserve (10 bis 50 Volt) für die Geräte ohne Modulation (respektive an den Neutralleiter angeschlossenen Zwischenkreismittelpunkt). Da mit der Modulation die Spannung geringer sein kann als die Scheitelwertspannung, könnte der Zwischenkreis jetzt vom Netz nachgeladen werden. Das verhindert man aber, da sich der Zwischenkreis relativ zum Neutralleiter potentialmäßig verschoben wird. Da wir aber nun ein dreiphasiges Netz haben, ergibt sich 3 * 50 Hz für die Scheitelwertfrequenz, dementsprechend 150 Hz (max. Spannung "zwischen" den Phasen, siehe https://de.wikipedia.org/wiki/…_mit_Strangspannungen.PNG
    In erster Näherung errechnet sich die verbleibende Ripple-Spannung durch die Modulation aus 650 Vp - 565 Vp = 80 Vp, davon die Wurzel aus 3 macht 50 V rms.


    Ciao


    Retrerni

  • Jetzt habe ich schon wieder eine Frage :)
    Die Einzelkapazitäten werden ja gegen die berührende Fläche gemessen, also wenn z.B. mein Modulgestell das Gestell nur auf 5% der Fläche berührt, berechne ich die hier C=ε*ε(Glas)*A/d auch nur. Wenn ich jetzt aber stärkeren Regen mit einbeziehe, bedeutet das dann, dass ich dann eine berührung von 100% habe, bzw. haben kann?

  • Florian84


    Der Regenfilm hat nur anfangs eine nennenswerte Leitfähigkeit. Wenn es ein Weilchen geregnet hat kommt praktisch destilliertes Wasser mit geringer Leitfähigkeit, wenn keine luftverschmutzende Industrie oder Autobahn in der Nähe ist. D. h. mit der Kapzität liegt ein relativ hoher Widerstand in Serie, der die Ströme begrenzt. Mal messen.


    Freundlichen Gruß
    pvx

  • Zitat von Florian84


    Würde ich gerne die Kapazitiven Ableitströme einer Anlage berechnen und stehe vor folgenden Problemen.


    Zitat von Retrerni


    Jein. Es kommt auf die Topologie des WR an. Bei Geräten mit Vollbrücke wird die volle Netzspannung an das Generatorfeld weiter gegeben. Bei Geräten mit Heric oder H5-Brücke ist es die halbe Netzspannung.



    Beim ebenfalls trafolosen PIP Insel-WR spart man sich diese Verluste zB komplett.
    Es gibt dort keine Beaufschlagung der Module mit Wechselspannung.

    LiFePO ist anders.

  • Zitat von pvx

    Florian84


    Der Regenfilm hat nur anfangs eine nennenswerte Leitfähigkeit. Wenn es ein Weilchen geregnet hat kommt praktisch destilliertes Wasser mit geringer Leitfähigkeit, wenn keine luftverschmutzende Industrie oder Autobahn in der Nähe ist. D. h. mit der Kapzität liegt ein relativ hoher Widerstand in Serie, der die Ströme begrenzt. Mal messen.


    Freundlichen Gruß
    pvx


    Aber anfänglich wenn es ganz schlimm kommt, kann ich sozusagen mit 100% der Fläche rechnen, sehe ich das richtig?

  • Zitat von photoenchen4me

    Beim ebenfalls trafolosen PIP Insel-WR spart man sich diese Verluste zB komplett.
    Es gibt dort keine Beaufschlagung der Module mit Wechselspannung.


    Und welche Topologie hat das ganze dann? (Topologie-)Schaltplan?
    Mir sind nur zwei trafolose Topologieen einphasiger Geräte bekannt, die wie die großen dreiphasigen keine Wechselspannung auf dem Generator erzeugen (z.B. Sunways AT und Voltwerk VS).


    Ciao


    Retrerni