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Stone(R)

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Leipzig,
01.08.2018,
10:01
 

Spannungskonstanthalter Solarmodule (Elektronik)

Hallo!

Ich benötige mal wieder einen Tipp von euch.

Wie kann man die Spannung von Solarzellen im optimalen Sannungsbereich halten?
230V MPP von den Solarmodulen und 5A max. Strom.
Als Lastwiderstand ein Heizstab von 1,5kW( bei 230V AC)

Im Vollastbereich bringen die Module 1150W und die Spannung für den
Heizstab (35,3 Ohm) muss auf 201,5V reduziert werden.

Im Teillastbereich bringen die Module 400W, aber bei 230V / 1,74A.
Die Spannug für den Heizstab muss auf 118,8V reduziert werden.

Ich würde einen StepDown Regler bauen, und nicht auf die
Ausgangs-, sonder auf die Eingangsspannung regeln lassen.
Habt ihr noch bessere Vorschläge?

Die normalen MPPT-Regler sind nur bis 48V erhältlich.
Es gibt von Fronius auch einen Ohmpilot, dieser kann aber nur mit einem
bestehenden Netzwechselrichter betrieben werden.

Danke
übrigens, einen schönen Gruß aus dem kühlen Italien, hier sind es nur 33Grad

el-haber

01.08.2018,
15:09

@ Stone

Spannungskonstanthalter Solarmodule

HI,

Deine Anlage ist unterdimensioniert für den eingesetzten Heizkörper, aber das ist Dir eh bekannt.

Ich würde dir empfehlen, bei dieser Ausgangslage einen PWM zu installieren, der über die Zeit und den verfügbaren Strom die Leistung am Heizer steuert.

- Dabei kannst du die Spannung am Ausgang der Solarmodule betrachten und diese so lange belasten, bis diese auf den Maximum-Punkt bei 230V runter gegangen ist.
Mit einem Microcontroller ist das einfach zu programmieren und auszutesten - analog aufgebaut wird es etwas schwieriger.
die PWM-Rate geht dabei von 80%(on) bis eben 0 runter.
Messung der Spannung von den PV-Modulen über einen Tiefpass mit relativ großem R und C entkoppeln (Zeitkonstante bei ca. 10 * Schaltperiodendauer des PWM).

Eine Speicher-komponente als Spule in Reihe mit dem Heizkörper, die als Gesamtlast jeweils mit eingeschalten wird und über eine "Freilaufdiode" die Energie wieder an den Heizer abgibt hilft bei der Regelung als ausgleichendes Element.

cu
st

Stone(R)

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Leipzig,
01.08.2018,
17:09

@ el-haber

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» Ich würde dir empfehlen, bei dieser Ausgangslage einen PWM zu installieren,
» der über die Zeit und den verfügbaren Strom die Leistung am Heizer
» steuert.
»
» Eine Speicher-komponente als Spule in Reihe mit dem Heizkörper, die als
» Gesamtlast jeweils mit eingeschalten wird und über eine "Freilaufdiode" die
» Energie wieder an den Heizer abgibt hilft bei der Regelung als
» ausgleichendes Element.
»
» cu
» st

Danke für die Antwort.
Im Prinzip ist das ein Stepdown-Regler den du beschreibst. Ich wollte einen MAX 726 mit
Anpassungen verwenden.

oder

zwei Schmitt-Trigger,
wobei der 1. beim überschreiten der Ui (240V) die Last zuschaltet,
und der 2. beim unterschreiten der Ui (220V) die Last abschaltet

olit(R)

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Berlin,
01.08.2018,
17:57

@ Stone

Spannungskonstanthalter Solarmodule

»
» zwei Schmitt-Trigger,
» wobei der 1. beim überschreiten der Ui (240V) die Last zuschaltet,
» und der 2. beim unterschreiten der Ui (220V) die Last abschaltet

Klappt nicht!
In dem Moment wo die Last zugeschaltet wird, bricht die Spannung zusammen und es wird wieder abgeschaltet. Ein wildes Oszillieren!

Sel(R)

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Radebeul,
01.08.2018,
18:26

@ olit

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» »
» » zwei Schmitt-Trigger,
» » wobei der 1. beim überschreiten der Ui (240V) die Last zuschaltet,
» » und der 2. beim unterschreiten der Ui (220V) die Last abschaltet
»
» Klappt nicht!
» In dem Moment wo die Last zugeschaltet wird, bricht die Spannung zusammen
» und es wird wieder abgeschaltet. Ein wildes Oszillieren!

Kann man ja mit einer entsprechenden Zeitkonstante am Trigger verhindern. Aber wie du schon richtig schreibst, so etwas führt nicht zum Ziel.

LG Sel

olit(R)

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Berlin,
01.08.2018,
18:39

@ Sel

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» » »
» » » zwei Schmitt-Trigger,
» » » wobei der 1. beim überschreiten der Ui (240V) die Last zuschaltet,
» » » und der 2. beim unterschreiten der Ui (220V) die Last abschaltet
» »
» » Klappt nicht!
» » In dem Moment wo die Last zugeschaltet wird, bricht die Spannung
» zusammen
» » und es wird wieder abgeschaltet. Ein wildes Oszillieren!
»
» Kann man ja mit einer entsprechenden Zeitkonstante am Trigger verhindern.
» Aber wie du schon richtig schreibst, so etwas führt nicht zum Ziel.
»
» LG Sel

Eine Zeitkonstante ist nutzlos.
Dann kann er das Solarmodul direkt an den Lastwiderstand anschließen.
Es fliest der Strom, den das Modul bringt. Nur die Spannung ist entsprechend gering.

(Die MPP-Regler sind für das Laden eines Akkus konzipiert und funktionieren nicht an einem einfachen Lastwiderstand.)

Stone(R)

E-Mail

Leipzig,
01.08.2018,
18:49

@ olit

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» »
» » zwei Schmitt-Trigger,
» » wobei der 1. beim überschreiten der Ui (240V) die Last zuschaltet,
» » und der 2. beim unterschreiten der Ui (220V) die Last abschaltet
»
» Klappt nicht!
» In dem Moment wo die Last zugeschaltet wird, bricht die Spannung zusammen
» und es wird wieder abgeschaltet. Ein wildes Oszillieren!

selbstverständlich muss das mit einem Kondensator gepuffert werden.
in meiner Lehre nannte man die getaktete Längstregler.

In den FU's von SEW sind ähnliche Breschopper verbaut
https://www.sourcetronic.com/glossar/bremschopper/

olit(R)

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Berlin,
01.08.2018,
19:38

@ Stone

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» » »
» » » zwei Schmitt-Trigger,
» » » wobei der 1. beim überschreiten der Ui (240V) die Last zuschaltet,
» » » und der 2. beim unterschreiten der Ui (220V) die Last abschaltet
» »
» » Klappt nicht!
» » In dem Moment wo die Last zugeschaltet wird, bricht die Spannung
» zusammen
» » und es wird wieder abgeschaltet. Ein wildes Oszillieren!
»
» selbstverständlich muss das mit einem Kondensator gepuffert werden.
» in meiner Lehre nannte man die getaktete Längstregler.
»
O.k.
Um die Schaltfrequenz in Grenzen zu halten und ein Delta-U von kleiner 30V zu erreichen bräuchte man einen 47µF Kondensator mit entsprechender Spannungsfestigkeit größer 230V.

bigdie(R)

02.08.2018,
06:33

@ Stone

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» selbstverständlich muss das mit einem Kondensator gepuffert werden.
» in meiner Lehre nannte man die getaktete Längstregler.
»
» In den FU's von SEW sind ähnliche Breschopper verbaut
» https://www.sourcetronic.com/glossar/bremschopper/
Die FUs haben in der Zwischenkreisspannung aber auch relativ große Elkos.

Was spricht dagagen das analog zu machen? Gut, ist etwas aufwändiger dann auch die Wärme der Längsregler in das Wasser zu bekommen. aber machbar ist das auch. Wenn man die Transistoren auf ein Alu 4-Kantrohr schraubt und mit einer kleinen Pumpe das Wasser durch pumpt, sollte das auch funktionieren.

Sel(R)

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Radebeul,
02.08.2018,
08:52

@ olit

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» » » »
» » » » zwei Schmitt-Trigger,
» » » » wobei der 1. beim überschreiten der Ui (240V) die Last zuschaltet,
» » » » und der 2. beim unterschreiten der Ui (220V) die Last abschaltet
» » »
» » » Klappt nicht!
» » » In dem Moment wo die Last zugeschaltet wird, bricht die Spannung
» » zusammen
» » » und es wird wieder abgeschaltet. Ein wildes Oszillieren!
» »
» » Kann man ja mit einer entsprechenden Zeitkonstante am Trigger
» verhindern.
» » Aber wie du schon richtig schreibst, so etwas führt nicht zum Ziel.
» »
» » LG Sel
»
» Eine Zeitkonstante ist nutzlos.
» Dann kann er das Solarmodul direkt an den Lastwiderstand anschließen.
» Es fliest der Strom, den das Modul bringt. Nur die Spannung ist
» entsprechend gering.
»
» (Die MPP-Regler sind für das Laden eines Akkus konzipiert und funktionieren
» nicht an einem einfachen Lastwiderstand.)

Dann mache ich mich mal schlau, was so ein MPP-Regler wirklich macht und vor allem wie. Danke für deine Info!

LG Sel

Sel(R)

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Radebeul,
02.08.2018,
09:00

@ bigdie

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» Was spricht dagagen das analog zu machen? Gut, ist etwas aufwändiger dann
» auch die Wärme der Längsregler in das Wasser zu bekommen. aber machbar ist
» das auch. Wenn man die Transistoren auf ein Alu 4-Kantrohr schraubt und mit
» einer kleinen Pumpe das Wasser durch pumpt, sollte das auch funktionieren.

Wenn schon, dann solle man Kupfer nehmen (Korrosion). Und das mit dickem Material. Auch kann das dann durch Löten gut auf den runden Querschnitt der anderen Rohre reduziert werden. Eventuell gibts dafür sogar schon fertige Verbindungen. Auch kann man rundes Material (Kupferrohr) mit sehr dickem Mantel an einer Seite eine Fläche für die Transistoren fräsen. Dann sind sogar Crimpverbindungen mit handelsüblichem Rohrmaterial möglich.

LG Sel

olit(R)

E-Mail

Berlin,
02.08.2018,
09:25

@ Sel

Spannungskonstanthalter Solarmodule

»
» Dann mache ich mich mal schlau, was so ein MPP-Regler wirklich macht und
» vor allem wie. Danke für deine Info!
»
» LG Sel

https://prevent-germany.com/files/downloads/White-paper-Which-solar-charge-controller-PWM-or-MPPT-DE.pdf

bigdie(R)

02.08.2018,
12:13

@ Sel

Spannungskonstanthalter Solarmodule

» » Was spricht dagagen das analog zu machen? Gut, ist etwas aufwändiger
» dann
» » auch die Wärme der Längsregler in das Wasser zu bekommen. aber machbar
» ist
» » das auch. Wenn man die Transistoren auf ein Alu 4-Kantrohr schraubt und
» mit
» » einer kleinen Pumpe das Wasser durch pumpt, sollte das auch
» funktionieren.
»
» Wenn schon, dann solle man Kupfer nehmen (Korrosion). Und das mit dickem
» Material. Auch kann das dann durch Löten gut auf den runden Querschnitt der
» anderen Rohre reduziert werden. Eventuell gibts dafür sogar schon fertige
» Verbindungen. Auch kann man rundes Material (Kupferrohr) mit sehr dickem
» Mantel an einer Seite eine Fläche für die Transistoren fräsen. Dann sind
» sogar Crimpverbindungen mit handelsüblichem Rohrmaterial möglich.
»
» LG Sel

Aus Alu gibt es das auch schon fertig
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Steht nur nirgends dabei, wieviel Druck das Teil aushält