Gute Nacht Johnboy,
Die Waltons
Hi, ist es echt so finster bei dir wenn du die Augen schliest?
glaubst du echt das Licht ist aus wenn du es nicht nützt weil du die Augen zumachst.
Ist deshalb ein Kurzschluß?.
Beim Solarmodul liegt wenn der Stromkreis nicht geschlossen wurde die Spannung (das nennt man Leerlaufspannung) an und es kann durch schliessen des Stromkreises die bereitgestellte Leistung (in Abhängikeit der Einstrahlung) genutzt werden.
Dass nur Strom fliest wenn der Stromkreis geschlossen ist, dürfte Vorschulkindern bereits aus dem Umgang mit Taschenlampen bekannt sein.
Auch hier wird der Stromkreis mit dem Schalter unterbrochen und nicht die Batterie kurzgeschlossen, was im ersten Moment zwar oberflächlich betrachtet den selben Effekt hätte.
Hierbei würde neben dem Erhitzen (verbraten) zusätzlich die Batterie vorzeitig entleert, was hingegen bei Solaranlagen kein Problem wäre.
In der Tat gab es zum Beispiel Solarladeregler, die bei Erreichen der Ladeschlussspannnung das Modul anstatt zu trennen einfach kurzgeschlossen haben, diese veralteten Shunt Laderegler werden oder wurden nur für kleine "Spielzeuganwenungen wie Bordbatterien etc. verwendet.
Für etwas größere Inselanwendungen wird entweder mit MPT oder Mppt Reglern getrennt.
OL
Halo Fragewurm,
Die Solarmodule erzeugen also erst Strom, wenn ihnen ein
angeschlossener WR sagt, sie dürfen es, und auch wieviel?
Das macht jede Batterie im Schrank auch so. Andernfalls wäre sie sofort entladen.
Das Problem bei der Kombination aus PVA und WR ist der Wirkungsgrad.
Theoretisch hat man die optimale Leistungsanpassung, wenn die Last den selben Widerstand wie der Innenwiderstand der Quelle hat.
Die Leerlaufspannng wäre dann doppelt so gross wie die Spannung unter Last. Praktisch würden dabei aber die Photozellen überhitzen.
Desweitern ist der Innenwidertand bei einer Photozelle nicht konstant, sondern ändert sich mit der Temperatur und der Beleuchtungsstärke.
Das Hauptproblem ist, wie der WR versucht die Leistungsanpassung zu optimieren. Wenn die PVA eine zu grosse Leistung hat, ist auch der Innenwiderstand wesentlich kleiner. Der WR wird dann überlastet, weil er vesucht sich diesem Innenwiderstand anzupassen.
Im Prinzip kann man das Reglungstechnisch in den Griff bekommen, indem man in diesem Fall eine Fehlanpassung zulässt.
Wie sich ein WR konkret verhalten wird, weiss aber nur der Herseller.
MfG Peter(TOO)
Das ist ja toll!
Die Solarmodule erzeugen also erst Strom, wenn ihnen ein
angeschlossener WR sagt, sie dürfen es, und auch wieviel?
Ich hoffe mal, dass dies keine ernst gemeinte Frage war.
Falls doch:
Strom ist die Folge, die sich ergibt, wenn Spannung an einer Last anliegt.
Ohne Last kein Strom.
Die Frage hier ist doch, wie ein WR damit umgeht, wenn er ein Überangebot von Leistung hat.
Da in ihm - wie ja mittlerweile bekannt - elektronische Schalter für die Wechselrichtung drin sind, die nur ganz aus oder ganz ein kennen, dürften diese bei „ganz ein“ ohne weitere Schutzbeschaltung bei einem Überangebot von Leistung Überstrom haben.
Offenbar kann die integrierte Derating-Schaltung durch Lastpunktverschiebung die Leistung herabsetzen. Wie diese Lastpunktverschiebung genau funktioniert (praktisch, nicht theoretisch!), weiß ich nicht.
In einem SMA Dokument sah ich, dass ein WR in der Lage ist, bei Übertemperatur die Leistung um einige zig Prozent herunter zu fahren.
Es wäre wohl anzunehmen, dass diese Schaltung auch greift, um einen 10kW WR an einem Feld, was gerade, am optimalen Leistungspunkt, bis zu 13kW zu liefern vermag, auch greift.
Dann würde dieses Feld nur mit 10kW belastet, der WR nicht überlastet.
Aber bei einem Verhältnis 2,5kW WR und 10kW Feld habe ich Bedenken.
Theoretisch müsste der WR durch hochfahren seines Eingangswiderstandes den Strom so weit reduzieren können, dass das Produkt aus Strom und Leistung die max. Belastung des WR nicht übersteigt.
Dann würde der Generator immer mehr in der Art des Leerlaufs betrieben.
Maximaler Eingangswiderstand bedeutet dann Leerlaufspannung der Module bei keinerlei Stromfluss, also keiner abgenommenen Leistung.
Die einzige Frage:
Sehen die Hersteller solche Reserven vor? Oder reduzieren die maximal um 30% und schalten bei größerem Leistungsangebot ab?
Das wissen nur die Hersteller. Und da es da mehr als einen mit mehr als einem Modell gibt, kann hier keine erschöpfenden Aussage getroffen werden.
Hallo Peter,
Das Problem bei der Kombination aus PVA und WR ist der Wirkungsgrad.
Theoretisch hat man die optimale Leistungsanpassung, wenn die Last den
selben Widerstand wie der Innenwiderstand der Quelle hat.
Das macht man in der Nachrichtentechnik so, da ist aber Wechselstrom angesagt, und die Leitungsgleichung sagt wenn keine Anpassung herrscht kommt ein Teil der Leistung vom Verbraucher zurück, wird reflektiert. Solarmodule arbeiten mit Gleichstrom. Aber nochmal Leistungsanpassung: Dann fällt die hälfte der Energie an der Quelle ab, die andere Hälfte am Verbraucher (WR). Wie kommt nun SMA dazu, zu behaupten, ihr Wechselrichter hätte einen Wirkungsgrad von 98%, erzählen die Müll?
Hallo Peter,
Die Solarmodule erzeugen also erst Strom, wenn ihnen ein
angeschlossener WR sagt, sie dürfen es, und auch wieviel?Das macht jede Batterie im Schrank auch so. Andernfalls wäre sie
sofort entladen.
Eine Batterie hat Energie gespeichert. Diese gibt sie, wenn man einmal die Selbstentladung unberücksichtigt lässt, nur ab, wenn ein externer Stromkreis geschlossen wird.
Eine Solarzelle jedoch ist eine Diode, die im von aussen unbelasteten Zustand bei Beleuchtung den Strom über sich selbst als Diode entlädt. Die Diodenspannung ist die Leerlaufspannung. Es fließt ein Strom über die Diode. Da eine Siliziumdiode erst ab ungefähr 0,7V leitet, ist die Leerlaufspannung des Solarmoduls abhängig von der Beleuchtung, die ja den Strom bestimmt, größer als ungefähr 0,6-0,7 V.
Die Nutzbare Spannung einer Solarzelle ist deshalb so in der Größenordnung von 0,5V. Reihen und Parallelschaltung erhöhen diese Spannung.
Quelle: Vorlesung Photovoltaik
Nein, natürlich war das nicht ernst gemeint. Die Diskussion ging mir auf den Keks, das war emein ausstieg mit Johnboy. Eigentlich hatten Andere alles wichtige gesagt. Das klarzumachen ist mir leider nicht gelungen.
Ahm Xstrom,
Dieser Teil war doch ernst gemeint. Die Solarmodule erzeugen bei Beleuchtung Strom. Wie schon unten gepostet steigt die Spannung, bis die Solarzele (selbst eine Diode) leitet und über die Solarzelle selbst abfließt. Je nach Beleuchtungsstärke wird dieser Strom größer oder kleiner. Die Diodenspannung (bei steigendem Strom größer) ist die Leerlaufspannung!. Es wird nur nach Aussen kein Strom abgenommen! Wäre das nicht so, müssten wohl weitere Massnahmen ergriffen werden, wenn kein Strom nach aussen abgenommen wird, wie z.B. bei Solarthermie, doert werden nicht genutze Felder abgedeckt.
Das heißt aber weiterhin, dass die maximale Spannung eines Solarmodules knapp unterhalb der Knickspannung liegt! Sonst wird (zumindest) ein Teil des Stromes direkt über die Diode geleitet und ist so nicht nutzbar.
Also ganz vorsichtig sein!
Hallo xstrom,
habe mir noch einmal Gedanken über Deinen Post gemacht.
Wir sind uns also einig, dass im eingang des WR eine Spule sitzt, die durch den Mosfet bestromt wird, d.h., wenn der Mosfet durchschaltet, fließt Strom durch die Spule und in der Spule wird ein Magnetfeld aufgebaut, das dann Sekundärseitig entladen wird und dann Strom ins Netz einspeist.
Aber bei einem Verhältnis 2,5kW WR und 10kW Feld habe ich
Bedenken.
Theoretisch müsste der WR durch hochfahren seines
Eingangswiderstandes den Strom so weit reduzieren können, dass
das Produkt aus Strom und Leistung die max. Belastung des WR
nicht übersteigt.
Wenn Du einmal dein Strom-/Spannungsverlauf einer Spule beim Einschalten im Gleichstromfalle anschaust, wirst Du sehen, dass an der Spule die Spannung sofort anliegt, der Strom aber erst langsam steigt. Das ist das typische Verhalten der Spule, weil das entstehende Magnetfeld dem Stromfluss entgegenwirkt (Selbstinduktion). Um in diesem Fall die Leistung des WR zu begrenzen, müsste man laso nur rechtzeitig abschalten, bevor der Strom zu groß wird und den Transistor zerstört. Das Problem bei derart großen Strömen (der Quellenwiderstand sinkt auf ein viertel, dadurch steigt der Strom an der Spule entsprechend schneller, weil ja der Vorwiderstand sinkt). Nun kann nur noch die Spule durch ihre Induktivität den Strom begrenzen, bzw muss die Elektronik der Schaltung den schnelleren Anstieg des Stromes erkennen und früher abschalten. Da geht es dann um (SMA schreibt, die WR takten im 10 kHz bereich) mikrosektundenbruchteile, also Nanosekunden. Die Frage ist, ob die Elektronik so schnell schalten kann. Bei meinen SMA-WR weiß ich, dass sie bei Überlast abschalten.
Wenn wir davon ausgehen, dass ein Solarmodul nicht über 0,5 V betrieben werden darf (weil ja darüber die Diode zu leiten beginnt und zumindest einen Teil der Leistung dann über die Diode fließt; andererseits erhöht die Spannung auch den Stromfluss in der Spule des WR)), wird die Spannung des WR nicht das Problem für die Abschaltung, sondern immer der Strom. Weiterhin gehe ich davon aus, dass SMA das sicher so machen würde, wenn es ginge - oder SMA geht davon aus, dass niemand auf die Idee kommt, nur einen Teil der Leistung der Solarmodule zu nutzen, was meiner Meinung ja auch sinnlos ist.
Hallo xstrom,
nocheinmnal eine Überlegung:
Die Module müssen bei ungefähr 0,5 V Zellenspannung betrieben werden, damit sie einen Minimalen Spannungsabfall am Innenwiderstand haben (Ih2*r). Wenn man nun nicht die gesamte Leistung abnimmt, steigt die Spannung auf mehr als 0,7V (dann beginnt die Diode zu leiten und schließt die zusätzliche Energie kurz). Das bedeutet, dass man die WR auf die Leerlaufspannung auslegen muss. Nehmen wir einmal an, die Spannung steigt bei der Abnahme von nur 2,5 kW bei einem 10kW-Feld zur Spitzenlastzeit auf nur 0,8V. Dann läuft der nur bei voller Beleuchtung des Feldes im optimalen Bereich, Im nur schwach beleuchteten Feld würde die Spannung am WR dann entsprechend abfallen und auch der Wirkungsgrad wäre viel geringer. Also man nutzt im Vollastbereich die 2,5 kW, der Rest wird „in den Modulen verbraten“, und im Teillastbereich hat man einen geringen Wirkungsgrad des WR obendrein und nutzt auch dann nur einen geringen Teil der erzeugten Leistung.
Das kann man drehen und wenden wie man will, das macht keinen Sinn. Vor allem weil die Ausbeute der Solarmodule linear mit der Beleuchtungsstärke wächst.