Insel Netzversorgung mit Drehstrom- Brückengleichrichter und

  • Moin,
    wie der Titel schon sagt geht es hier darum mit einem Drehstrom Brückengleichrichter und einem alten SMA SB 2500 eine alternative Netzversorgung für eine Insel herzustellen. Ich habe hier in diesem Forum schon einige Hinweise dazu gelesen (vor allem von ecopowerprofi) aber noch von keiner fertigen Lösung.
    Leider darf ich auch nach längeren Diskussionen mit meinem VNB den Eingang meines Multiplus 5000/24 nicht mit dem Netz verbinden weil ich außer der Eigenverbrauchsanlage (gezählt über ein Smart-Meter) mit 3,6kWp (auf 70% begrenzt) auch noch ca. 5kWp als reine Insel betreibe. Damit möchte der VNB eine, möglicherweise auch unbeabsichtigte, illegale Einspeisung mit dem Multiplus ins Netz verhindern.
    Deshalb fehlt mir natürlich die äußerst komfortable und störungsfreie Umschaltung auf Netz und wieder zurück die ich ansonsten mit dem eingebauten Umschalter des Multiplus verwirklichen könnte.
    Da ich aus verschiedenen Gründen keine Umschalteinrichtungen mit Schützen haben möchte habe ich lediglich einen I-0-II Netzumschalter verbaut mit dem nur im Notfall das Haus per Hand auf Netz geschaltet wird.
    Der Normalbetrieb läuft grundsätzlich über den Multiplus der an einem bisher 200AH (ab nächste Woche 400AH) / 24V LiFeYPo4 Akku hängt. Dieser Akku wird direkt über einige Schams-Laderegler, indirekt über SB´s (mehr schlecht als recht über AC coupling, siehe Problem 2) und einem regelbaren TC/Elcon Ladegerät wiederum direkt mit max. 1000W versorgt.
    Das LG wird momentan über einen BMV 700 gesteuert: <35% = Ladung mit 500W (mein Durchschnittsverbrauch beträgt ca. 450W incl. WG Verlusten des LG) bis 40%, falls während der Ladung die Spannung am Akku durch große Last unter 25,5V sinkt wird mit 1000W geladen solange bis die Akkuspannung wieder über die Einschaltschwelle gestiegen ist.
    Das bedeutet das im Moment im Bedarfsfall mit einem Ladegerät mit ca. 94% WG ein Akku geladen wird der gleichzeitig mit einem Wechselrichter mit ebenfalls max. 94% WG entladen wird. Das ist verbesserungswürdig und deshalb nenne ich das jetzt mal Problem 1.


    Idee zur Lösung von Problem 1:
    Ein Drehstrom Brückengleichrichter der über vorgeschaltete Sicherungsautomaten und evt. einem FI Typ B auf der AC Seite einen SB 2500 mit ca. 560V DC versorgt und dieser dann die Spannung ohne den Umweg über den Akku direkt über AC coupling ins Hausnetz einspeist und das möglichst nur mit 400W. Hierbei dient der Akku über das interne LG des Multiplus als Puffer für nicht verbrauchte Leistung oder Spender für höheren Leistungsbedarf.


    Hier sind für mich noch folgende Fragen offen:
    wird es beim Einschalten der Drehstrombrücke einen (zu) hohen Einschaltstrom geben?
    ist die Restwelligkeit niedrig genug um ohne zusätzliche Glättung beim SB 2500 auszukommen?
    ist ein vorgeschalteter FI Typ B erforderlich?
    wie regel ich den SB 2500 mit dem Piggy-Back auf maximal 400 - 500W Ausgangsleistung runter, geht das überhaupt?


    Problem 2:
    Vermutlich durch die fehlende Spannung (und entsprechend steifer Netz-Frequenz) am Eingang auf die der Multiplus den Ausgang synchronisiert gibt es bei starken Lasten (Laserdrucker, Kaffeevollautomat, anlaufende Pumpen) mehr oder weniger starke Frequenzschwankungen im Inselnetz (beobachtet an einem Freqenzmessgerät) die dann natürlich die SB´s zum Abschalten bringen. Habe es statt des SB 2500 auch mal mit aktuellen Modulwechselrichtern von AE Conversion ausprobiert, die schalten nur ständig an/aus....


    eine mögliche Lösung könnte die Vorgabe einer stabilen Frequenz durch einen kleinen Wechselrichter am Eingang des Multiplus sein?
    oder die SB´s die am Ausgang des Multiplus hängen auf einen größeren Frequenzbereich einstellen?
    ist das überhaupt ein Frequenzproblem oder sind das nur starke Spannungsschwankungen?
    oder?


    Was haben wir in der Bastelkiste?
    SB 2500 mit Piggy-Back
    Victron Phoenix 24 / 180
    Drehstrom -Brückengleichrichter
    FI Typ B
    diverse Leitungsschutzschalter, Schütze usw.
    PV Stecker/Kabel und allerlei Kleinkram
    einen langen Atem, elektrotechnische Grundkenntnisse, Spaß an Lösungen die eigentlich "nicht gehen" und Spaß daran zu lernen.....


    Wer hat Lust mich bei meinen Problemlösungen zu unterstützen?


    Wilhelm_Siegfried

    Wilhelm_Siegfried

  • Also mal folgendes:
    Es ist grundsätzlich möglich einen WR über eine Brückenschaltung, egal ob B2U; B3U oder gar B6U, zu betreiben, wenn die DC Spannungen zu dem WR passen. Bei den ersten beiden Brücken würde ich eine Glättung empfehlen, funktionieren tut es aber auch ohne.


    Sehr wahrscheinlich wird eine Störung wie Erdschluss oder so was angezeigt, aber es der WR produziert Strom.


    Eine Drosslung ist nicht möglich, da der WR bis in die Begrenzung läuft und die max. mögliche Leistung erzeugt. Es sei denn es ist ein WR welcher Softwaremöglich gedrosselt werden kann.
    Ich suche übrigens selbst einen WR welcher mit einem Normsignal von extern gedrosselt werden könnte.
    Die Absicherung richtet sich nach dem Schaltungsaufbau.


    Noch eine Anmerkung: Es handelt sich um DC-Spannung um die 600V. Damit ist nicht zu spaßen. Da keine Begrenzung außer einem vielleicht vorgeschaltetem Leistungsschutzschalter auf der AC-Seite vorhanden ist, können sehr starke Lichtbögen entstehen. Bei Berührung ist gar mit dem Tod zu rechnen, als Bastellösung ist davor abzuraten.
    Auch nach dem abschalten besteht an der DC-Seite noch eine hohe Spannung durch die Rückspeisung aus dem WR an, das darf nicht vergessen werden.

    Wasserkraft, Naturenergie welche wohl als erste die Stromerzeugung ermöglichte, ist sicher Verfügbar, nicht nur wenn die Sonne scheint.

    Einmal editiert, zuletzt von Herrvolt ()

  • Moin moin aus Kiel,


    der Einschaltstrom wird nicht ganz ohne sein, erst recht wenn hinten dran Glättungskondensatoren hängen. Vorteilhaft ist der 3~ Brückengleichrichter, der die Ströme auf 6 Dioden aufteilen wird, was die thermische Belastung in Grenzen halten dürfte. Wenn ich recht verstanden habe willst du ja mit 1~ auf den 3~ Brückengleichrichter drauf gehen. Am Ende kommen dann natürlich keine 560V DC raus, wirst bei Belastung so an die 280V kommen, denke ich. Ausprobieren ;-)


    Ob man den SB 2500 schon mit nem Solarlog regeln kann, und ob es Erdschlussfehler geben könnte wegen mglw. fehlernder galvanischer Trennung - kein Plan.


    Gruß, Andreas

    Andreas Witt
    Industrieservice und Montage
    Am Dorfplatz 7, 24214 Neudorf
    Tel.: +49 151 44 555 285
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    USt-ID: DE 292086601, Handwerkskammer zu Flensburg



    Dienstleistungen rund um Photovoltaik: Wartung, Repowering, Datenlogging, Direktvermarktung & Redispatch 2.0, Anlagenplanung und -Neubau, Huawei Wechselrichter, Zubehör und PV- Komponenten

  • Hallo,


    warum diskutierst du mit deinen VNB?


    Die Multiplus von Victron sind alle zertifiziert und erfüllen alle Auflagen und Anforderungen um als Netzersatzanlage am deutschen Niederspannungsnetz betrieben werden zu dürfen.


    Nur zur Info:


    Dein Multi besteht aus einen Wechselrichter (Batteriewechselrichter) und aus einer AUE oder auch Automatische Umschalt Einheit, welche phasensynchron innerhalb von max 20 ms entweder das Inselnetz auf den Verbraucher oder das öffentliche Netz auf den Verbraucher schaltet. Der Wechselrichter hat zu keiner Zeit Verbindung zum öffentlichen Netz (<20ms).


    Wir haben mit EON eine Lösung erarbeitet, so dass alle Multis ohne Genehmigungen, in Verbindung mit einer PV-Anlage und DC-Ladung, am Niederspannungsnetz betrieben werden dürfen. Wir haben zwischenzeitlich ca. 600 Einheiten am Deutschen Niederspannungsnetz laufen. Alles bestens! :D


    Sonnige Grüße :danke:

    Die neue Energiefreiheit kommt an!

  • Zitat von Wilhelm_Siegfried

    wie regel ich den SB 2500 mit dem Piggy-Back auf maximal 400 - 500W Ausgangsleistung runter, geht das überhaupt?


    wie wärs wenn du dem SB nur 400-500W auf der DC Seite zur Verfügung stellst? Die Begrenzung kannst du machen indem du Kondensatoren in Reihe die AC Leitung schaltest. Den Wert müsstest du ausprobieren so 4MikroF etwa Damit wird der DC Ausgang sogar kurzschlußfest.

    Alle sagten das geht nicht. Dann kam einer, der wusste das nicht, und hats einfach gemacht.

  • Moin,


    danke für die Antworten bisher.


    Zitat von klaus24V

    wie wärs wenn du dem SB nur 400-500W auf der DC Seite zur Verfügung stellst? Die Begrenzung kannst du machen indem du Kondensatoren in Reihe die AC Leitung schaltest. Den Wert müsstest du ausprobieren so 4MikroF etwa Damit wird der DC Ausgang sogar kurzschlußfest.


    Das wäre der Knüller! Da gibt es aber noch Fragen meinerseits: die Kondensatoren benötige ich ja in jeder Phase, welche Spannung müssen diese dann haben genügen da 400V, wo bekomme ich sie (und kann man sie auch bezahlen) und was macht das mit meinem Wirkungsgrad der ja nicht ganz unwichtig ist?


    Zitat von VIC-RAPTOR

    Wir haben mit EON eine Lösung erarbeitet, so dass alle Multis ohne Genehmigungen, in Verbindung mit einer PV-Anlage und DC-Ladung, am Niederspannungsnetz betrieben werden dürfen. Wir haben zwischenzeitlich ca. 600 Einheiten am Deutschen Niederspannungsnetz laufen. Alles bestens!


    Sonnige Grüße


    Na toll! Das ist genau der Verein der bei mir darauf besteht das der Eingang des Multiplus nicht am Netz hängt!?
    Gibt's einen Tipp von Dir wie die Lösung aussieht?
    Das Netz-/Ladegerät mit dem SB 2500 werde ich aber trotzdem weiterverfolgen, hab das Material eh hier...


    Zitat von bauerkiel

    der Einschaltstrom wird nicht ganz ohne sein, erst recht wenn hinten dran Glättungskondensatoren hängen. Vorteilhaft ist der 3~ Brückengleichrichter, der die Ströme auf 6 Dioden aufteilen wird, was die thermische Belastung in Grenzen halten dürfte. Wenn ich recht verstanden habe willst du ja mit 1~ auf den 3~ Brückengleichrichter drauf gehen. Am Ende kommen dann natürlich keine 560V DC raus, wirst bei Belastung so an die 280V kommen, denke ich. Ausprobieren


    Was bedeutet "nicht ganz ohne" in Zahlen? Ich schreibe hier von Drehstrom-Brückengleichrichter an Drehstrom....
    Um ein wildes Ausprobieren zu vermeiden frage ich ja hier nach... Ich weiß gerne wenigstens ungefähr was ich tue.


    Zitat von Herrvolt

    Eine Drosslung ist nicht möglich, da der WR bis in die Begrenzung läuft und die max. mögliche Leistung erzeugt. Es sei denn es ist ein WR welcher Softwaremöglich gedrosselt werden kann.


    Das ist eben eine meiner Fragen. Vielleicht hat ja jemand der Ahnung vom SB 2500 hat Erbarmen und klärt mich auf ob (und wie) das geht, oder nicht.


    Vielen Dank für den Hinweis auf die möglicherweise tödlich hohe DC Spannung, das kann nicht oft genug gesagt werden!

    Wilhelm_Siegfried

  • Zitat von Wilhelm_Siegfried

    die Kondensatoren benötige ich ja in jeder Phase, welche Spannung müssen diese dann haben genügen da 400V, wo bekomme ich sie (und kann man sie auch bezahlen) und was macht das mit meinem Wirkungsgrad der ja nicht ganz unwichtig ist?


    die Kondensatoren kommen vor dem Gleichrichter in jede Phase in Reihe.
    Wenn du dafür Motorkondensatoren nimmst, die sind für 450V AC spannungsfest.
    Kondensatoren erzeugen nur etwas Blindleistung im Netz haben keine Verluste und beeinflussen deshalb den Wirkungsgrad nicht.
    Der Preis für 3 Kondensatoren sollte unter 20€ sein.


    sollte doch so funktionieren, oder ? Natürlich musst du das noch absichern zBsp. 4A je Phase und wenn du willst machst du noch NTC zur Strombegrenzung rein...


    möglicherweise muss die DC Spannung am Wechselrichtereingang potentialfrei sein?

    Alle sagten das geht nicht. Dann kam einer, der wusste das nicht, und hats einfach gemacht.

  • Zitat von klaus24V

    sollte doch so funktionieren, oder ? Natürlich musst du das noch absichern zBsp. 4A je Phase und wenn du willst machst du noch NTC zur Strombegrenzung rein...


    möglicherweise muss die DC Spannung am Wechselrichtereingang potentialfrei sein?


    Hmm, Potentialfrei ja, aber gewährleisten die Kondensatoren das nicht? Die Phasen werden ja auch nicht gegen Null (Stern) sondern im Dreieck geschaltet, sollte also sauber sein? Grübel... Somit dürfte der gemeinsame Schutzleiter/Potentialausgleich auch nicht stören...

    Wilhelm_Siegfried

  • Zitat von Wilhelm_Siegfried

    Hmm, Potentialfrei ja, aber gewährleisten die Kondensatoren das nicht?


    Nein die Kondensatoren machen hier nichts Potentialfrei, dafür würde man einen Trenntransformator benötigen.
    Mit Stern oder Dreieckschaltung hat das ganze übrigens absolut nichts zu tun, sondern mit einer Gleichrichterschaltung.
    Ein Kondensator im Wechselstromkreis ist nichts anderes wie ein Widerstand, halt ein kapazitiver Blindwiderstand.
    Dieser bewirkt einen Spannungsabfall vor der Drehstrombrücke. Was bewirkt das?


    Die Spannung hinter der Brückenschaltung wird geringer. Der WR wird sich dieser Spannung anpassen und den Eingangsstrom erhöhen um die max. Leistung abzugeben.
    (dass sich dadurch die Spannung nochmals verringert, vernachlässigen wir mal, es spielt auch für den Vorgang keine Rolle)
    Wird jetzt der Widerstand durch kleinere Kondensatoren erhöht, so wird die Spannung weiter sinken und der WR wird wieder versuchen durch eine Anpassung des Eingangsstroms wieder auf die max. Leistung auszuregeln. Das geschieht so lange bis die Eingangsspannung zu gering ist, bzw. bis der MPP-Regler das nicht mehr ausgleichen kann, bzw. diese Spannung zu gering ist. Ein WR welcher für Photovoltaikmodule gebaut ist, wird immer versuchen das max. aus der zur Verfügung gestellten Leistung umzusetzen, dafür wurde er konstruiert.
    Solarmodule verhalten sich halt anders als eine Gleichstromquelle welche für den WR fast unbegrenzte Energie zur Verfügung stellt. Ich habe das ganze mal mit einen Stelltransformator versucht. Diesen konnte ich stellen wie ich wollte, der WR versucht immer die max. Leistung abzugeben.


    Wenn ich jetzt daran denke, dass das ganze von jemand ausgeführt wird welcher vielleicht gerade mal Grundkenntnisse der Elektrotechnik besitzt, stellen sich mir die wenigen Haare.

    Wasserkraft, Naturenergie welche wohl als erste die Stromerzeugung ermöglichte, ist sicher Verfügbar, nicht nur wenn die Sonne scheint.

  • Du kannst Dein Haupthaar wieder glätten Herrvolt, ich habe bis vor ungefähr 25 Jahren noch im Elektrobereich gearbeitet und auch eine Lehre absolviert. Das ist nur noch länger her. Aber seit 25 Jahren bin ich in einem ganz anderen Bereich tätig und somit fehlt mir mehr oder weniger mittlerweile der theoretische Unterbau. Nicht umsonst habe ich Deinen Hinweis auf die Gefahr von hohen DC Spannungen ausdrücklich noch einmal erwähnt.
    Danke für Deine Tipps, ich werde mal ein paar Teile besorgen und mich nach dem Test mit den Ergebnissen, ob positiv oder negativ, wieder melden.
    Aber vielleicht erbarmt sich ja ein SMA Experte und wir finden noch eine andere bzw. zusätzliche Möglichkeit die Ausgangsleistung zu begrenzen, Von SMA gibt es Bauteile damit man DC-seitig positiv oder negativ erden kann (z.B. für Dünnschichtmodule) würde so etwas helfen einen Erdschluss zu verhindern?
    Außerdem gibt es derweil ja noch Problem 2 zu lösen....

    Wilhelm_Siegfried