Kondensatoren sind gut für die Batterie

  • "Es ist der Ripple, welcher die Batterien killt," flüsterte mir vor einiger Zeit ein Vertreter eines Batterieherstellers. Darum nimmt man in der Automobilindustrie Drehstrommotoren. Tatsächlich kneift man eine Batterie mit einem WR 100x pro Sekunde, was ihre Lebensdauer beeinträchtigt und weitere Nachteile hat. In meinen Experimenten mit Ladungspumpen bin ich diesen Nachteilen etwas auf den Grund gegangen und sie können durchaus auf PV angewandt werden. So haben beispielsweise Kompressorkühlschränke einen zig-fachen Anlaufstrom und moderne Espressomaschinen takten ihren Erhitzer mittels Burst firing. Um diese Hochstrom-Amplituden nicht analog aus der Batterie zu ziehen setzt man vorzugsweise dicke Elkos in die DC-Zuleitung des Wechselrichters. Damit kann man sowohl seine Stabilität erhöhen und gleichzeitig die Verkabelung vereinfachen. Mit einem Elko von 1 Farad kann die Leiterdicke zur Batterie bis zu 50% reduziert werden. Solche Elkos wurden für die Audiotechnik in Fahrzeugen entwickelt, können jedoch auch aus USV's, Umrichtern und WR ausgeschlachtet werden. Sie verbrauchen keine Energie, aber können die Lebensdauer von Batterien beträchtlich verlängern. Damit ist jedoch Vorsicht geboten. Einerseits muss die Spannungsfestigkeit und natürlich die Polarität stimmen, anderseits empfiehlt sich, ein solcher Kondensator über einen Vorwiderstand (oder eine Lampe) aufzuladen, um den Kabelschuh nicht bereits bei der ersten Inbetriebnahme zu verbrennen.
    einstein0

    30 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
    1 kW- Insel im Camper ohne PV! EV; Mitsubishi Imiev. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
    PV-Notstromversorgung im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR und 1,2 kW Bi-WR als Testspeicher.

  • Zitat von einstein0

    "Es ist der Ripple, welcher die Batterien killt," flüsterte mir vor einiger Zeit ein Vertreter eines Batterieherstellers. Darum nimmt man in der Automobilindustrie Drehstrommotoren. Tatsächlich kneift man eine Batterie mit einem WR 100x pro Sekunde, was ihre Lebensdauer beeinträchtigt und weitere Nachteile hat. In meinen Experimenten mit Ladungspumpen bin ich diesen Nachteilen etwas auf den Grund gegangen und sie können durchaus auf PV angewandt werden. So haben beispielsweise Kompressorkühlschränke einen zig-fachen Anlaufstrom und moderne Espressomaschinen takten ihren Erhitzer mittels Burst firing. Um diese Hochstrom-Amplituden nicht analog aus der Batterie zu ziehen setzt man vorzugsweise dicke Elkos in die DC-Zuleitung des Wechselrichters. Damit kann man sowohl seine Stabilität erhöhen und gleichzeitig die Verkabelung vereinfachen. Mit einem Elko von 1 Farad kann die Leiterdicke zur Batterie bis zu 50% reduziert werden. Solche Elkos wurden für die Audiotechnik in Fahrzeugen entwickelt, können jedoch auch aus USV's, Umrichtern und WR ausgeschlachtet werden. Sie verbrauchen keine Energie, aber können die Lebensdauer von Batterien beträchtlich verlängern. Damit ist jedoch Vorsicht geboten. Einerseits muss die Spannungsfestigkeit und natürlich die Polarität stimmen, anderseits empfiehlt sich, ein solcher Kondensator über einen Vorwiderstand (oder eine Lampe) aufzuladen, um den Kabelschuh nicht bereits bei der ersten Inbetriebnahme zu verbrennen.
    einstein0


    Kondensatoren mit einer Kapazität von 1 Farad für die Audioanlage im Auto habe ich ja schon mal gesehen: dicke Zylinder mit einer Maximalspannung von 16 Volt. Wie sehen denn Kondendsatoren mit der gleichen Kapazität aus, die die maximale DC-Spannung von 500-600 Volt aushalten (Stichwort Durchschlagfestigkeit)?

    Anlage: 26 Aleo S 18 215 W Module mit 5,6 kWp,
    SMA SB 5000 TL-20; -50°(fast SO), DN 25°
    seit 14.9.09 am Netz Nähe Cuxhaven

  • Hallo einstein0,


    das mit den Kondensatoren habe ich mir auch schon öfter gedacht. Je nach Größe könnte man da sogar Extrem-Kurzzyklen damit überbrücken, z.B. den E-Herd, der ja auch gepulst betrieben wird, und an einem bewölkten Tag ja evtl. zum Teil aus der Batterie gespeist werden müsste. Da würde ja ansonsten ein Mini-Zyklus entstehen.


    Aber reicht es zum Ripple-Glätten wirklich aus, den DC parallel zur Batterie zu setzen? Sind die Leitungswiderstände groß genug, um ein effektives RC-Glied zu bilden, das die Batterie genug schont? Reicht der Spannungspegel im C im Vergleich zur Batterie aus, um ein Entladen der Batterie zu verhindern, oder sollte da stattdessen eine zweistufige Lösung angedacht werden, die die Batteriebelastung komplett vermeidet?


    Vermutlich bräuchte man zur Bewertung genauere Aussagen bezüglich der Auswirkung des Ripple (Amplitude? Frequenz?) auf die Batterielebensdauer. Kann da Dein Vertreter oder eine andere Quelle etwas aussagen?


    Reinheit : Die Kondensatoren kann man auch in Serie schalten, um die Spannungsfestigkeit dadurch zu erhöhen - addiert sich dann. Die Gesamtkapazität bleibt jedoch diejenige eines einzelnen Kondensators.


    Viele Grüße
    Michael

  • Hallo
    zur überschrift ein 100 % ja, aber zu den einschaltströmen eher ein nein zb beim kühlschrank dauert das einschalten ca 1 sekunde da bringt ein kondensator normaler grösse nichts
    das hier etwas nicht ok ist bei der dc stromaufnahme vom WR habe ich bemerkt als ich den wr strom mit einem hallsensor gemessen habe und abenteuerliche werte im vergleich zum dreheisenmesswerk erhalten habe .
    ich vermute sogar rückströme vom WR zum akku habe mich aber noch nicht genauer damit beschäftigt
    ich habe vor dem WR einen 70 volt 0,6 farad kondensator eingebaut abgesichert mit einer 63 A D02 sicherung und die wird bei last leicht warm :shock:
    dieser strom bleibt dem akku erspart und da der akku nur chemisch speichern kann und nicht kapazitiv kann das nur gut sein für den akku


    Michael

  • Reinheit
    Ein Fass von 1 Farad oder mehr im Auto bringt nichts weiter als einen Gehörschaden. Mein Tipp bezieht sich natürlich auf Inselwechselrichter, welche üblicherweise mit Kleinspannung <50VDC versorgt werden...
    Michael04
    Ich meine auch nicht, dass z.B. ein Kühlschrank während einer Sek aus dem Elko versorgt wird, aber bereits wenn die hundert Stromspitzen während dieser Zeit halbiert werden, bedankt sich der Akku mit einer längeren Lebensdauer.
    Der Elko ist dabei möglichst nahe an den WR zu setzen...

    30 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
    1 kW- Insel im Camper ohne PV! EV; Mitsubishi Imiev. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
    PV-Notstromversorgung im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR und 1,2 kW Bi-WR als Testspeicher.

  • Zitat von Reinheit


    Kondensatoren mit einer Kapazität von 1 Farad für die Audioanlage im Auto habe ich ja schon mal gesehen: dicke Zylinder mit einer Maximalspannung von 16 Volt. Wie sehen denn Kondendsatoren mit der gleichen Kapazität aus, die die maximale DC-Spannung von 500-600 Volt aushalten (Stichwort Durchschlagfestigkeit)?


    Wo im heute üblichen "ICE"-(internal combustion engine)-Fahrzeug hat man systembedingt höhere (DC-)Spannungen als 12/24 Volt, um Verbrauchssysteme (abseits des Antriebssystems) zu versorgen?
    Und welchen Einfluss die Spannung auf die nutzbare Kapazität hat, erkennt man auch an der Formel für den Energieinhalt eines geladenen Kondensators:
    Energieinhalt = 1/2 * Kapazität * Ladespannung * Ladespannung


    Vergleich Kondensator und Akku (Leistungsdichte vs. Energiedichte):
    http://de.wikipedia.org/wiki/D…nische_Daten_im_Vergleich


    lesenswert dazu auch die Anwendungsbereiche heutiger Doppelschichtkondensatoren (noch keine "Quantum Supercapacitor" mit möglichen? über 400Wh/kg?):
    http://de.wikipedia.org/wiki/D…htkondensator#Anwendungen

  • Moin,

    Zitat von solarfan10

    ... Reinheit : Die Kondensatoren kann man auch in Serie schalten, um die Spannungsfestigkeit dadurch zu erhöhen - addiert sich dann. Die Gesamtkapazität bleibt jedoch diejenige eines einzelnen Kondensators....


    kleine Korrektur:


    Die Gesamt-Kapazität ist 1/Cges = 1/C1 + 1/C2. Genau umgekehrt wie bei Widerständen (bei denen sinkt der Gesamtwiderstandswert durch Parallel-Schaltung).


    Außerdem beachten:
    Bei Serien-C-Schaltung MUSS eine Spannungs-Symmetrierung vorgesehen werden.
    Der ESR (effektive Serienwiderstand) addiert sich.
    Folge davon: Die Ripple-Strombelastbarkeit wird niedriger.


    ...Sie verbrauchen keine Energie,... Stimmt prinzipiell bei reinem DC, solange eben keine Wechselströme (Ripple) fließen. Wenn das der Fall ist, können sie auch schön warm werden. :shock:

  • Zitat von einstein0

    "... Darum nimmt man in der Automobilindustrie Drehstrommotoren. ...


    Wo denn? Mir fällt gerade in einem normalen Fahrzeug keiner ein. Oder sind hier die E-Motoren von Hybriden bzw. E-Fzg. gemeint?


    Gruß,
    Andreas

  • ich habe jetzt einen 1F Kondensator nahe 2kw Wechselrichter mit 50mm² Kabel.
    Wenn die Gefriertruhe anspringt brauch der Kondensator fast 2sek um sich wieder aufzuladen.
    Ist wirklich eine heftige Anlaufspannung, hoffe das ich meinem Akku was gutes tue.
    Ansonsten ist halt gut das ich ein Voltmeter drin habe, kann ich in der Wohnung die Spannung ablesen.
    Wenn er 2min ungefähr nicht arbeitet geht er in stby, leider dann auch das Voltmeter.

    KWK Ecopower1.0 1kwp, 1x SB 5.0 und 1x SB 3.0 6,6kwp, 2x Outback Flexmax80 3,5kwp, Speicher 24V/1000ah, Überschußverwertung mit Heizstab in Pufferspeicher (Infrarot auf Q3d Zähler)
    Nachteinspeisung wenn KWK aus über WR

  • Zitat von baernibaer

    Wo im heute üblichen "ICE"-(internal combustion engine)-Fahrzeug hat man systembedingt höhere (DC-)Spannungen als 12/24 Volt, um Verbrauchssysteme (abseits des Antriebssystems) zu versorgen?


    Äh, ja mir fallen diese ein (die Sinnhaftigkeit aller Systeme stelle ich hier nicht zur Frage):


    - Ionisierungsystem für eine frischen Innenluft
    - Scheibenheizungen (Foliensysteme mit 48V)
    - Hochvolt Heizwiderstände im Wasserkreislauf damit einem noch schneller warm wird


    Gruß,
    Andreas