Was die da genau mit den hohen Rückkopplungsströmen meinen ist mir nicht klar. Wie kann vom Netz (AC) etwas auf eine DC-PV-Eingangsseite zurückgekoppelt werden?
Ich vermute, dass ist eine etwas windige Übersetzung aus dem Chinesischen und vielleicht auch dort schon unklar formuliert. Vielleicht will man sich auch nur absichern - aber das würde ja bedeuten, dass man immer mind. eine Diode in den PV-Leitungen vor dem WR-Eingang braucht, sonst könnte es ja immer Rückströme geben? Bei DC-Buckconvertern, die als Laderegler für Batterien genutzt werden, machen solche Rückfluss-Schutzdioden tlw. Sinn, weil nachts Batteriestrom in die PV-Module fließen kann (in eher geringem Umfang, wenn die PV-Stringspannung deutlich höher ist als die Batt. spannung). Aber vom AC-Netz aus dem WR?
Das ist bei Wechselrichtern gar nicht unüblich. Ein Trafo, der der sicheren galvanischen Trennung dient, muss ja sehr hohe Spannungen zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung verkraften können. Bei kleineren Geräten (Fernseher, Ladegeräte) verbindet man die Sekundärseite mit je einer Widerstands/Kondensatorkombination an L und an N. Damit verhindert man dass die Isolierung durchschlagen und damit geschädigt wird. Deshalb “elektisieren” manche Geräte wenn man sie berührt. Beim Wechselrichter stellen die sehr großen Flächen der Module eine Kapazität (einen Kondensator) dar, der sowohl gegen Erde als auch zu hochfrequenten Spannungsquellen (Blitzentladungen) wirkt. Um diese viel größeren Ströme abzuleiten, müssten die Werte der Bauteile einen viel geringeren Widerstand bieten. Und dann ist gefährlicher Ableitstromtrom möglich. Man erkennt das daran, dass solche Geräte eine Isolationsprüfung durchführen. Bei Wechselrichtern für höhere Leistungen sind die Modulflächen so groß, dass die Geräte nicht mehr als netzgetrennt eingestuft werden können.
Naja, so furchtbar hoch sind ja die Spannungen nicht gerade, um die 300V - das sind doch Peanuts bzgl. Isolation. Es gibt ja HV-Transformatoren (z.B. Neontrafos, Microwellentrafos oder OBITs (Zündtrafos für die Ölheizung z.B.)) wo wesentlich höhere Spannung auftreten. Und natürlich gibt es Industrietrafos mit Spannung von 400 kV und mehr!
Das mit dem X1-Kondensator zwischen den beiden Seiten des Trafos bzw. zu N/PE ist mir bekannt, aber m.W. dient das eher dazu, hochfrequente Störungen nicht auf die Ausgangsseite zu übertragen, z.B. von den Schaltvorgängen auf der NV-Seite im Bereich 100-200 kHz. Das es die Isolation schützt leuchtet mir jetzt weniger ein.
@carolus : wie meinst Du das genau? Der Laderegler hat weder mit AC noch mit PE eine Verbindung. Allerdings der an die Batt. angeschlossene Phoenix-Wechselrichter.
P.S. Und ich habe es gewagt, die Module in Serie zu verschalten und wie oben angegeben zu verbinden: alle Geräte funktionieren einwandfrei. Allerdings habe ich ein interessantes Spannungspotential auf einem Schutzerder der PV-Anlage (nicht direkt mit PE verbunden) festgestellt: bis zu -120 gegen den Schutzerder an den Batt.polen. Muß mal testen, wie stark man das belasten kann, bis die Spannung zusammenbricht. Schätze das sind nur wenige mA…
Beiden Batteriepolen ist sowohl eine DC- als auch AC-Spannung überlagert.
DC im Bereich -90….-130V
AC im Bereich 265V !!
Brücke ich einen der Pole gegen PE über einen 5kOhm Widerstand macht es Click am Solax X1 Wechselrichter und dieser schaltet ab - beide Spannungen brechen ein.
Brücke ich die Pole mit einem 20 kOhm Widerstand passiert gar nichts - auch die Spannung bricht nicht ein! Das scheint mir doch ein etwas gefährlicher, unschöner Zustand zu sein…
Es geht dabei nicht um Betriebsspannungen. Es geht um Spannungen, die zum Beispiel durch Elektrische Felder hervorgerufen werden. Zitat aus Wikipedia:
Bei vertikal ausgedehnten, gegen Erde isolierten metallischen Objekten kann die elektrostatische Aufladung durch das natürliche elektrische Feld der Erde beachtliche Werte annehmen. So kann der Kontakt einer geerdeten Person mit einem gegen Erde isolierten Sendemast auch dann einen (unter Umständen sogar lebensgefährlichen) elektrischen Schlag verursachen, wenn der Sender außer Betrieb ist und kein Gewitter naht.
Schon mit einem einfachen Staubwedel kann man Entladungsfunken von 50cm Länge erzeugen. Wenn man damit einen Kondensator auflädt
o.k. das macht grundsätzlich natürlich Sinn. Deswegen sind Sendemasten ja auch geerdet und bei der Bahn sind alle Masten und metallischen Teile (bis auf den Fahrdraht) mit dicken Kabeln geerdet.
PV-Modulrahmen sind aber auch geerdet bei großen Anlagen, nicht aber die Si-Wafer und die eigentlichen PV-Leitungen (das wäre ein Isolationsfehler). Auch wenn dies keine durchgängigen metallischen Platten sind, kann sich da natürlich eine elektrostatische Ladung sammeln.
Der X1-Kondensator ist allerdings sehr klein, da wird also nur minimal Leistung übertragen. Das erklärt m.E. noch nicht, warum ich jetzt 265V AC auf den Batteriepolen gegen PE habe, die sich mit 20 kOhm noch nicht ableiten lassen. Offenbar ist da im Solax-WR ein RCD integriert, der bei einem Fehlerstrom von über 20…30 mA abschaltet. Bei 15mA hat er nicht mehr abgeschaltet.
Auch interessant: die gemessene DC- als auch AC-Spannung ist nicht (annähernd) konstant, sondern schwankt stark. DC meist zwischen 90 und 150V, AC zwischen 100 und 265 V. Beim Messen (mit Fluke DMM) steigen beide Spannungen noch (als ob sich ein Kondensator auflädt durch die Messung), AC meist noch deutlich stärker als DC.
Auch in der Luftfahrt kennt man das: Luftfahrzeuge laden sich durch Reibung auf extrem hohe Spannungen auf. Deshalb wird bei Personerettungen auf See Das Rettungsseil zuerst im Wasser eingetaucht bevor es auf das Deck zur Person gelassen wird. An den Ruderhinterkanten von Flugzeugen sind Drähte oder Metallspitzen angebracht, die das elektrische Feldstärke so weit erhöhen dass die Luft ionisiert wird. Es entsteht eine Sprühentladung, ähnlich eines Elmsfeuers, die das Flugzeug entlädt. Als tragisches Beispiel steht bei der Hindenburg Katastrophe Funkenbildung beim Berühren des Ankerseils am Erdboden in Verdacht
Gut, dass du der Sache mal nachgegangen bist. Aus der Anleitung konnte ich nur erkennen, dass Ableitsrom als Warnung angezeigt wird. Selbstverständlich war für mich, dass der Wechselrichter dann nicht einschaltet. Ob er sich ausschaltet und vom Netz per Relais trennt, habe ich gehofft. Ob das so ist?
Ich konnte leider im Fehlerspeicher des Solax X1 keine aufgezeichneten Fehler finden, habe aber gesehen, dass er sich offenbar sowohl vom PV als auch vom Netz getrennt hatte.
Als der ‘Fehler’ behoben war, hat er sich von allein wieder connected.
Habe jetzt bei untergehender Sonne und Dunkelheit weitere Tests gemacht: Die überlagernde AC-Spannung geht massiv zurück. Bei Dunkelheit liegen auf dem Batt.+ noch 3,5V AC, auf dem Batt.- nur noch 3,0V. Erstaunlicherweise weist Batt+ gegen PE noch 24V auf - scheinbar ist Batt- doch irgendwie mit PE gekoppelt, vermutlich über den Phoenix-WR.
Wenn ich das Netz am Solax abschalte sinkt die VAC auf nahezu 0 an beiden Batt.polen.
Ergänzung/Nachtrag: Das mit der ansteigenden Spannung beim Messen war Unfug - lag an schwacher Batterie in meinem Fluke-DMM. Mit anderem gemessen war die Spannung stabil, sowohl AC als auch DC.
Heute morgen eingeschaltet: die ersten 30 Sek. dümpelt AC um die 3…3,5V, dann macht es mehrfach Klick im Solax X1 (mehrere Relais schalten da wohl), die Spannung steigt kurz auf 250VAC, schwankt dann kurz stark und pegelt sich dann bei 130VAC ein - also etwa auf halber Netzspannung (Mittelabgriff Trafo/Drossel?).
Könnte man das nicht durch eine Rückflußschutzdiode (oder in jeder PV-Leitung eine) verhindern, dass die Netzspannung des WR in die PV-Leitung zurückschlägt?
Wäre das ein praktikabler Weg? Schottky-Dioden 250V/ 30A wird es ja geben…
Naja, es gibt welche bis 300V (z.B. SBR30300CT). Ansonsten eben Si-Dioden, mit etwas mehr Verlusten. Warum soll das nicht funktionieren? Es kann doch dann kein Strom zurückfließen.
Hier mal ein Schaltbild. Es hat einen nicht galvanisch isolierten PV-Eingang unten links. Oben rechts ist der Netzanschluss. Die rechten vier Transistoren erzeugen die Sinusform. Sie verbinden sowohl den Minuspol als auch den Pluspol abwechseld mit AC_OUT_N und mit AC_OUT_L. Folglich sind beide Leitungen, die zum PV Boost-Converter führen gegen Erde mit Netzspannung überlagert. Und zwar mit 230Vx√2=325V. Wenn du dir jetzt mal Dioden in den PV Leitungen denkst, wirst du festsstellen, dass eine davon die Kathode rechts und die andere die Kathode links haben muss. Dann können die auch nichts trennen.
Ich habe dieses Schaltbild gewählt, weil es darin einen weiteren, galvanisch getrennten Eingang gibt. Es ist der Batterieeingang, der mit dem hochfrequenztransformator galvanisch von der Netzseite getrennt ist. stelle dir vor, es wäre der PV-Eingang. Dann müsste dieser Transformator alle Spannungen aushalten, die durch statische Aufladung, Blitzschläge in der Nähe und Hochspannungsimpulse an der Netzseite auftreten können ohne durchzuschlagen. Das können ohne Weiteres einige 10KV oder mehr sein. Die starken Ströme die von solchen Impulsen herrühren muss man mit Kondensatoren ableiten, die durch parallel geschaltete Widerstände entladen werden. Sie werden sowohl mit L als auch mit N verbunden. Und sie müssen wegen der hohen Kapazität der Module recht niederohmig ausfallen. Die zu erwartenden Impulsströme sind recht hoch. Die sich daraus ergebende Reihenschaltung beider RC-Kombinationen teilt die Netzspannung durch 2. Deshalb misst man auch oft um die 120V mit dem Multimeter im Wechselspannungsbereich.
Vielen Dank, R.L, Du hast Dir wirklich viel Mühe mit mir gegeben.
Aus dem Schaltplan und deinen Erklärungen kann ich das Problem nachvollziehen. Wenn sowohl L als auch N abwechselnd auf PV- und PV+ gelegt werden, ist klar dass Dioden hier keine Abhilfe schaffen können, weil sie natürlich immer in eine Richtung leiten (müssen).
Das Trafo-Isolationsproblem ist soweit auch klar, aber dafür gibt es ja solche ÜSS (Überspannungsableiter) am PV-Eingang bzw. im GAK (Geräteanschlußkasten). Die R-C-Glieder kenne ich auch als Snubber-Network und habe schon selber solche berechnet, zur Ableitung von Induktionsspannung beim Abschalten induktiver Lasten wie Trafos, Relais etc. um empfindliche Halbleiter zu schützen.
Dann gibt es wohl keine andere Lösung als die Stringkombination wieder umzubauen.
Ich habe die Spannungkurven von PV+/- und Batt+/- mal mit dem Oszilloskop überprüft: es sind gegenüber PE abgehakte Halbwellen nach unten mit einer Amplitude von ca. 330V. In AC RMS Messung werden mir ca. 130V angezeigt. Das schlägt sich durch auf nachgeschaltete Buckconverter etc. - sehr unschöne Sache… (anfassen wollte ich da noch nicht )
Eine Frage dann aber doch noch: das Problem liegt doch dann nicht an meiner Serienverschaltung zweier Modulfelder, sondern ist eher grundsätzlicher Art? D.h. jedem PV-String, an dem ein WR hängt (dessen Ausgang vom Eingang nicht galvanisch getrennt ist - also die meisten), wird die Netzfrequenz überlagert?
D.h. auch wenn ich den Solax X1 nur parallel zum Victron MPPT an den gleichen String hänge, habe ich das Problem. Der 2. in Serie geschaltete String müßte die gleiche Überlagerung haben (muß ich auch mal messen).
ja so ist es. Der Victrn MPP hat eine direkte Verbindung zwischen PV- und Batt- .Neben dem Problem dass zwei MPPs sowieso nicht vernünftig an einer Quelle arbeiten können.
Bei DC-Buckconvertern, die als Laderegler für Batterien genutzt werden, machen solche Rückfluss-Schutzdioden tlw. Sinn, weil nachts Batteriestrom in die PV-Module fließen kann (in eher geringem Umfang, wenn die PV-Stringspannung deutlich höher ist als die Batt. spannung). Aber vom AC-Netz aus dem WR?
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