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Taifuhn(R)

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30.06.2022,
09:30
(editiert von Taifuhn
am 30.06.2022 um 09:35)
 

Verschiedene Spannungen - Rückstrom (Schaltungstechnik)

Hallo zusammen,

ich habe ein kleines Forst / Ferienhaus mit einer PV Anlage. Also komplette Inselanlage ohne Stromanschluss.

Es ist ein Wechselrichter mit einem MPPT Eingang vorhanden. Es sind 6 PV Module an dem MPPT Eingang angeschlossen.
Da das Dach sehr klein ist, sind die Module unterschiedlich an der Hütte angebracht.
Somit werden die Module permanent unterschiedlich angestrahlt.
So ist die Verschaltung:

------------------------------------------------------------------MPPT Eingang Plus / MPP Eingang Minus
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Diode1 Diode1 Diode2 Diode2 Diode3 Diode3 |
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Modul Modul Modul Modul Modul Modul Modul |
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + |
|
Modul Modul Modul Modul Modul Modul Modul |
1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - |
| | | | | | |
| | | | | | |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Die Dioden sind standardmäßige Brückengleichrichter. 50A 1000V KBPC5010. Ein Brückengleichrichter hat also 2 Eingänge und einen Ausgang, der siehe Zeichnung dann gesammelt an den Plus MPPT Eingang geht. Daher sind für 6 Module nur 3 Dioden erforderlich.

Die 370W Module haben 42V und max. 12A.

Von daher wäre ich mit den Dioden weit überdimensioniert. Die Dioden sind auf einer Kühlplatte montiert mit Wärmeableitung. Wenn es ein sonniger Tag ist, werden die Dioden trotz Wärmeableitung schon warm bis heiß. Nun sind mir schon 3 Dioden kaputt gegangen.

Module Datenblatt ist leider zu groß. Daher bei Bedarf der Link: https://www.google.com/search?q=TSM-DE08M.08+datenblatt&oq=TSM-DE08M.08+datenblatt&aqs=chrome..69i57j0i22i30l4.3941j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8

Der Hintergedanke der Dioden war: Wenn nur Modul 1 Leistung bringt, werden ja parallel alle anderen Module mit der höheren Spannung beaufschlagt und verwenden die Leistung. Im Prinzip heize ich mit Modul 1 die anderen 5 Module. Je nach Sonnenstand natürlich gesehen.
Ich wollte die Module natürlich gegen Rückstrom durch die Dioden sperren
Wie seht ihr das Thema? Benötige ich überhaupt diese Dioden?

Edit: Da die Schaltung oben nicht so funktioniert, wie ich mir das dachte, habe ich diese nochmals als Bild angehängt.

Gast

30.06.2022,
12:41

@ Taifuhn

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

Sind pro Mudul nicht schon von Hause aus Dioden verbaut?
Brückengleichrichter würde ich nicht nehmen, zwei Dioden in Reihe und zwei sind überflüssig.

bigdie(R)

30.06.2022,
13:24

@ Gast

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» Sind pro Mudul nicht schon von Hause aus Dioden verbaut?
Ja, aber die überbrücken das Panel bei Reihenschaltung von mehreren Panelen zu einem String. Sozusagen als Schutz gegen Umpolung, bei Teilschatten.
Die Diode, manchmal auch mehrere sitzen daher parallel zu den Zellen.

Taifuhn(R)

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30.06.2022,
14:06
(editiert von Taifuhn
am 30.06.2022 um 14:08)


@ bigdie

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

OK Danke vorab für die Antworten. Dann war meine Idee von den Dioden ja ganicht so schlecht. Da ich ehr mit den großen Bauteilen zu tun habe statt mit kleinen Dioden... Könnt ihr mir Dioden nennen, die besser geeignet wären?
Schottky 20A oder so inkl. Kühlkörper, Spannungsfestigkeit bis ca. 200V. Kennt ihr euch da aus? Welche Gehäuseform wäre das? Ggf. schon mit Schraubanschlüssen?
Und werden diese auch einfach in Reihe gesetzt wie in meiner aktuellen Verschaltung?

xy(R)

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30.06.2022,
14:11

@ Taifuhn

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» Schottky 20A oder so inkl. Kühlkörper, Spannungsfestigkeit bis ca. 200V.

Bei so hoher Spannungsfestigkeit haben Schottkydioden keinen Vorteil mehr bzgl der Flussspannung, nur noch bzgl der Sperrverzögerung, und die spielt bei dir keine Rolle.

Taifuhn(R)

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30.06.2022,
15:31

@ xy

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» » Schottky 20A oder so inkl. Kühlkörper, Spannungsfestigkeit bis ca. 200V.
»
» Bei so hoher Spannungsfestigkeit haben Schottkydioden keinen Vorteil mehr
» bzgl der Flussspannung, nur noch bzgl der Sperrverzögerung, und die spielt
» bei dir keine Rolle.

Hallo xy, Danke für die professionelle Antwort. Soll ich dann bei meinen schon 1000V 50A Dioden bleiben und diese mehr kühlen statt lieber auf Schottky bsp: MBR30200CT  zu gehen? Mit kommen diese kleinen Dioden schon sehr spielzeughaft vor. Ggf haben diese Schottky weniger Spannungsabfall und dadurch wird weniger Wärme erzeugt?
Wie du merkst kamen mir durch deine Antwort leider nur mehr Fragen auf. Ich würde schon gerne meine Module gegen Hot Spots, Rückfluss schützen. Nur die Frage ist, welche Dioden nun am sinnvollsten wären.

xy(R)

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30.06.2022,
16:02

@ Taifuhn

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

Mach mal ein Foto von deinem Diodenverhau, insbesondere der Kühlung.

bigdie(R)

30.06.2022,
17:10

@ Taifuhn

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» Schottky 20A oder so inkl. Kühlkörper, Spannungsfestigkeit bis ca. 200V.
» Kennt ihr euch da aus? Welche Gehäuseform wäre das? Ggf. schon mit
Weshalb 200V, wenn dein Panel 42 hat?

solarkineu

30.06.2022,
23:51

@ bigdie

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

Warum überhaupt Dioden meine Anlage läuft seit 20 Jahren ohne Dioden.
Mess doch mal den Rückstrom, ein Modul in die Sonne legen das zweite
Modul parallel schalten dazwischen ein Amperemeter .
Ein Modul abdecken mit Pappe oder ähnlich
Den Strom mal ablesen, dann kann man entscheiden.

Wohor(R)

01.07.2022,
09:44

@ Taifuhn

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» Hallo zusammen,
»
» ich habe ein kleines Forst / Ferienhaus mit einer PV Anlage. Also komplette
» Inselanlage ohne Stromanschluss.
»
» Es ist ein Wechselrichter mit einem MPPT Eingang vorhanden. Es sind 6 PV
» Module an dem MPPT Eingang angeschlossen.
» Da das Dach sehr klein ist, sind die Module unterschiedlich an der Hütte
» angebracht.
» Somit werden die Module permanent unterschiedlich angestrahlt.

In einer ähnlichen Anordnung nutze ich MBR4060 auf einen 6cm*3cm Kühlblech

Taifuhn(R)

E-Mail

01.07.2022,
15:03

@ solarkineu

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» Warum überhaupt Dioden meine Anlage läuft seit 20 Jahren ohne Dioden.
» Mess doch mal den Rückstrom, ein Modul in die Sonne legen das zweite
» Modul parallel schalten dazwischen ein Amperemeter .
» Ein Modul abdecken mit Pappe oder ähnlich
» Den Strom mal ablesen, dann kann man entscheiden.

So das war natürlich ein einfacher aber sehr guter Hinweis. Aktuell habe ich nur auf wenigen wirklich Sonne. Mit der Strommesszange konnte ich von jedem Modul den Strom sehen. Zwischen 1 und 9 A war alles dabei. Stromrichtung immer gleich das heißt es gibt keinen Rückstrom.

Wo 9 Ampere geflossen sind habe ich an der Diode einen Spannungsabfall von 7 Volt festgestellt. Da muss ich sagen das ist schon einiges und kann auch verstehen warum die Dioden aufgegeben haben.
Die Dioden habe ich mit Wärmeleitpads an ein Stück Stahl geschraubt. Aktuell sind nur zwei Dioden aktiv und das Stück Metall ist schon warm. Hin greifen kann man noch von daher schätze ich um die 35°C.

Ich werde das noch ein paar Tage beobachten aber ich gehe stark davon aus, dass ich die Dioden einfach entsorge. Es geht schon einiges an Leistung in Wärme auf wie man sieht.

Ob Schottky Dioden generell weniger Spannungsabfall hätten, fände ich sehr interessant. Auch unabhängig von diesem Anwendungsfall...

xy(R)

E-Mail

01.07.2022,
15:08
(editiert von xy
am 01.07.2022 um 15:11)


@ Taifuhn

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» Wo 9 Ampere geflossen sind habe ich an der Diode einen Spannungsabfall von
» 7 Volt festgestellt.

Die ist defekt!

» Die Dioden habe ich mit Wärmeleitpads an ein Stück Stahl geschraubt.

Stahl ist schlecht. Nimm was besser wärmeleitendes, mit ausreichend Dicke und Fläche.


» Aktuell sind nur zwei Dioden aktiv und das Stück Metall ist schon warm. Hin
» greifen kann man noch von daher schätze ich um die 35°C.

35°C sind Kinderkram.


» Ich werde das noch ein paar Tage beobachten aber ich gehe stark davon aus,
» dass ich die Dioden einfach entsorge. Es geht schon einiges an Leistung in
» Wärme auf wie man sieht.

Und die Sicherheitsgurte im Auto sind auch nur unnötiger Ballast.



» Ob Schottky Dioden generell weniger Spannungsabfall hätten, fände ich sehr
» interessant. Auch unabhängig von diesem Anwendungsfall...

Es kommt ganz drauf an.

Taifuhn(R)

E-Mail

01.07.2022,
17:05

@ xy

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» » Wo 9 Ampere geflossen sind habe ich an der Diode einen Spannungsabfall
» von
» » 7 Volt festgestellt.
»
» Die ist defekt!

Verstanden

» » Die Dioden habe ich mit Wärmeleitpads an ein Stück Stahl geschraubt.
»
» Stahl ist schlecht. Nimm was besser wärmeleitendes, mit ausreichend Dicke
» und Fläche.

Verstanden

» » Aktuell sind nur zwei Dioden aktiv und das Stück Metall ist schon warm.
» Hin
» » greifen kann man noch von daher schätze ich um die 35°C.
»
» 35°C sind Kinderkram.

Jup.
»
» » Ich werde das noch ein paar Tage beobachten aber ich gehe stark davon
» aus,
» » dass ich die Dioden einfach entsorge. Es geht schon einiges an Leistung
» in
» » Wärme auf wie man sieht.
»
» Und die Sicherheitsgurte im Auto sind auch nur unnötiger Ballast.

Mit dieser Antwort bin ich nicht schlauer.

Rückstrom habe ich jedenfalls noch nicht festgestellt. Heute schon 5x gemessen, alles immer Richtung Wechselrichter und nicht zurück.
»
»
» » Ob Schottky Dioden generell weniger Spannungsabfall hätten, fände ich
» sehr
» » interessant. Auch unabhängig von diesem Anwendungsfall...
»
» Es kommt ganz drauf an.
Gleichfalls verstanden, dass die Schottky Dioden sicherlich in der Elektronik Branche besser aufgehoben sind, als unter einem LKW Reifen.
Die Frage ist halt ehr zum Thema bezogen. Bringen Schottky Dioden in der PV Anlage mehr als normale, die ich eingesetzt habe?

Wohor(R)

01.07.2022,
22:38

@ Taifuhn

Verschiedene Spannungen - Rückstrom

» Ob Schottky Dioden generell weniger Spannungsabfall hätten, fände ich sehr
» interessant. Auch unabhängig von diesem Anwendungsfall...

So etwas wie MBR3045 hat etwa 0,6V Spannungsfall, das ist etwa die Hälfte dessen, was eine Siliziumdiode gleicher Strombelastbarkeit schluckt. Damit halbiert sich dann auch die abzuführende Leistung.