@foelix Die Diskussion ist nicht neu! Wenn du mehr ins Detail gehst, wirst du feststellen, das es ein Unterschied macht ein Balkonkraftwerk oder einen Toaster in die Mehrfachsteckdose zu stecken.
Erst mal eine Grundlage: In Deutschland kommt es sehr oft zu Unfällen mit Mehrfachsteckdosen die einen Schwelbrand und sogar einen richtigen Brand auslösen.
Ein B16 Automat kann bis zu 20A halten bevor er auslöst. Dazu deine 3,5 A durch das Balkonkraftwerk ergibt 23,5A= 5405 Watt
Handelsübliche Mehrfachsteckdosen sind bis zu 3500Watt zugelassen, viele davon werden bereits bei 3000Watt warm. Ich möchte die 5000Watt in keiner meiner Mehrfachsteckdosen haben!!!
Klar ist da ein Unterschied. Aber Du brauchst doch nur einen Fall zu konstruieren bei dem die sich die Brandwahrscheinlichkeit erhöht, wenn man zusätzlich zu einer beliebigen Gerätekombination an der Mehrfachsteckdose noch ein BKW einsteckt. Ich behaupte den Fall gibt es nicht. Im Gegenteil, wenn ich ein BKW dazu stecke, geht die Brandwahrscheinlichkeit sogar immer runter.
Konstruier halt einmal so einen ganz konkreten Fall. Man kann dann einfach die Leistungsbilanzen auf den Verbindungen miteinander vergleichen. Einmal die autretenden Verlustleistungen ohne ein BKW an der Mehrfachsteckdose und einmal die autretenden Verlustleistungen mit einem BKW an der Mehrfachsteckdose.
Wenn du bei einer Mehrfachdose in Richtung Zuleitung zuerst das BKW reinsteckst und etwas weiter hinten dann einen 5000 W Heizlüfter, sieht der LS im Verteiler bei voller Sonne nur noch 5000W-800W = 4200W und wird noch nicht fliegen. Auf der Steckverbindung des Heizlüfters liegen aber 5000 W. Das wäre so ein konstruierter Fall. Theoretisch möglich wäre es also schon.
Wenn du bei einer Mehrfachdose in Richtung Zuleitung zuerst das BKW reinsteckst und etwas weiter hinten dann einen 5000 W Heizlüfter, sieht der LS im Verteiler bei voller Sonne nur noch 5000W-800W = 4200W und wird noch nicht fliegen. Auf der Steckverbindung des Heizlüfters liegen aber 5000 W. Das wäre so ein konstruierter Fall. Theoretisch möglich wäre es also schon.
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Das ist wohl die ungünstigste Konstellation. Die 5000W hast Du dann auf den internen Stromschienen der Mehrfachsteckdose. Die Zuleitung ist aber nur mit 4200W belastet.
Jetzt die anscheinend bessere Alternative: Neben der Steckdose mit mit dem Mehrfachstecker dran, wird eine separate Steckdose für das BKW gesetzt. Dann hast Du aber plötzlich die 5000W auf der Zuleitung zur Mehrfachsteckdose ohne das BKW. Die 5000 W vom Heizlüfter, sieht der LS im Verteiler dann auch nicht.
Der Erste Fall ist immer noch der, mit den kleineren Verlustleistungen. Der Strom auf den Stromschienen interessiert eh nicht. Die sind infolge der mechanischen Belastung her schon mit reichlich Querschnitt dimensioniert und die haben auch keine Wärmeisolierung.
Die Schwachstelle ist in der Regel der Übergangswiderstand zwischen Stecker und Buchse der Dose. Wenn ich beruflich Elektrochecks mache, dann sehe ich häufig völlig überlastete Steckdosen und Mehrfachsteckdosen, wo durch hohe Temperaturen am Stecker-Buchse Übergang das Plastik rundherum geschmolzen ist. Mitunter so stark, dass man den Stecker nur noch mit Gewalt herausbekommt. Und das passiert, obwohl ordnungsgemäß mit 16A abgesichert ist. Die meisten Steckdosen sind bei 16A schon am obersten Limit und dürfen so eigentlich auch nicht dauerhaft genutzt werden. Das führt ganz real zu sehr hohen Temperaturen, wenn die Steckkontakte nicht mehr ganz frisch sind. Dauerlast sollte man da eher so bei 2000 Watt ansetzen.
Aber ich gebe dir recht, dass das schon sehr konstruierte Szenarien sind, die extrem selten vorkommen. Umgedreht: Wenn man sich Unfälle anschaut, dann ist es fast immer eine Aneinanderreihung unglücklicher Umstände. Halt irgendwelche Worst-Case-Szenarien, die nur selten auftreten.
Wegen des quadratischen Zusammenhangs beim Strom, ist bei der Konstellation der Verlustleistungsbeitrag bei den 5000W etwa 40 mal höher als der bei den 800W. Das BKW trägt also nur maximal zu etwa 2.5% an der aus der Verlustleistung resultierenden Wärmeentwicklung an der Mehrfachsteckdose bei.
Das wäre dann auch die richtige Empfehlung. Die ist auch unabhängig davon, ob ein BKW oder sonst was eingesteckt wird.
Danke für die Arbeit am Buch - mich wundert, dass das Buch ein Scan ist, statt ein PDF mit Text.
So lassen sich aktuell keine der Links öffnen,
es sei denn man wirft den Text durch die KI-Texterkennung oder hat Adobe in Vollversion.
Erstmal Danke: Das Buch ist eine super Zusammenfassung. Ich habe aber zur Zusammenstellung Wechselrichter/Solarmodul eine Frage. Es geht um die temperaturabhängige Berechnung der maximalen Spannung (Leerlaufspannung), welches ein Modul maximal haben darf, damit der Wechselrichter nicht das Zeitliche segnet:
Auf Seite 44 wird das ja wunderbar berechnet: Der Wechselrichter verträgt maximal 55V, bei -10 Grad dann aber (mit Standardtemperaturkoeffizent -0,4% /C°) dann nur noch 46,61 V.
Erste Frage: Kann es sein, dass dieser Temperaturkoeffizent bei Glas/Glasmodulen deutlich niedriger ist, ich habe hier im technischen Datenblatt eines Trina-Solarmodul für Voc 0,24% /K (dürfte ja identisch mit C° sein) stehen. Was dann ja bei -10 Grad nicht mehr -15%, sondern -8,4% (35*0,24%) bedeuten würde.
Ich habe da nämlich einen Grenzfall: Wechselrichter Hoymiles HM 400, max. 60V. Dazu Modul Trina Solar Vertex S+, 440W mit 52,2 V (STC) bei 25°. Mit der Faustformel von -15% bei -10 Grad (viel kälter wird es hier nicht) würde ich bei maximal 52,16 V für den Wechselrichter liegen => Modul grenzwertig. Bei dem TempKoeffizent des Moduls von -0,24% allerdings ist die Maximalspannung berechnet bei 55,35V (60V / (1 + (35 * 0,24)) ) => Modul passt! Berechne ich das richtig ?
Zweite Frage: Mal angenommen, wir hätten den Extremfall, dass bei Lufttemp. -10 Grad die Sonne voll auf das Modul scheint, also eine maximale Einstrahlung besteht. Stimmt dann die Temperaturangabe -10 Grad für das Modul überhaupt noch ? Das müsste sich doch ordentlich erwärmen, und dann würde die Spannung auch wieder runtergehen, oder?
Das ist etwas missverständlich formuliert. Der Wechselrichter verträgt auch bei -10 Grad 55V, der verändert sich ja nicht. Vielmehr muss man ein Modul wählen, was bei Testbedingungen max 46,61 V hat, damit es bei -10 Grad nicht über 55V geht.
Ja, wenn du den Temperaturkoeffizienten aus dem Datenblatt kennst, dann würde ich mit dem rechnen.
Ich würde anders herum rechnen: 52,2 V -> 35 * 0,24% = 8,4% -> 52,2 V + (52,2 * 8,4% / 100) = 52,2V + 4,38V = 56,6V. Da liegst du also noch deutlich unter den 60V, passt.
Richtig, aber man muss da den Worst-Case betrachten. Sobald eine Wolke verschattet, erwärmt sich das Modul kaum noch, liegt also nahe der Umgebungstemperatur, die Leerlaufspannung ist aber selbst bei geringer Bestrahlung nahe am Maximum.
In der Regel ist es auch so, dass der WR nicht gleich kaputt geht, er schaltet vielmehr ab. Erkennt also die Überspannung. Evtl. kann er sich davor schützen, vielleicht aber auch nicht. Das hängt vom Schaltungsdesign ab. Kann er sich nicht schützen, gehen irgendwann Bauteile kaputt, aber nicht gleich bei 60,5V. Da ist immer noch etwas Sicherheitslevel drin.
Ich habe gesehen, im Netz gibt es etliche Sets zu Kaufen, die den maximal erlaubten Kurzschlusstrom beim mitgelieferten Wechselrichter deutlich überschreiten. Bei Anfragen an die Vertreiber, behaupten die, das wäre mit den Herstellern abgesprochen. Ich kann das nicht glauben. Ich habe auch noch nie von einem Hersteller gehört, der einem Verkäufer merhr erlaubt, als im Datenblatt steht. Und gelten tut immer das, was in den Datenblättern steht, wenn es darauf ankommt. Was der Verkäufer erzählt, ist eigentlich unintersant.
Einige Hersteller warnen ausdrücklich vor einer Überschreitung. Nur ein Beispiel:
[Quote]Der Kurzschlussstrom Isc am DC-Eingang des Wechselrichters darf auf keinen Fall überschritten werden. Dieser dient der elektrischen Sicherheit und zur Einhaltung der Garantiebedingungen da alle Komponenten (bspw. DC-Trennschalter) im Störungsfall eines Generatorkurzschlusses darauf abgestimmt sind. Es ist darauf zu achten, dass unter Berücksichtigung aller äußerer Einflüsse (Einstrahlung, Temperatur, Anlagenausrichtung, usw.) der Kurzschlussstrom Isc des Wechselrichters niemals überschritten wird. https://www.steca.com/frontend/standard/popup_download.php?datei=221/22193_0x0x0x0x0_Herstellererklaerung_max_Eingangsstrom_Kurzschlussstrom_20221109_DE.pdf[/Quote]
Ich denke auch, dass der Wechselrichter bei Neuausrichtung des MPP des Öfteren einmal im Bereich des Kurzschlusstroms landet. Vor allem, wenn die Wolkendecke gerade aufreißt. Bevor er begrenzt, muss er dann erstmal merken, dass zuviel Strom da ist. Das dürfte den dann auch mit der Zeit immer stärker schädigen und irgendwann zum Totalausfall führen.
Ich denke einmal, auch im Buch sollte man dringend davon abraten.
Das funktioniert anders: Der Strom auf DC-Seite wird dynamisch gepulst geregelt. Also ähnlich wie PWM-Modulation. Es kann so im Normabetrieb nie vorkommen, dass der maximale Nennstrom überschritten wird. Deshalb funktioniert das auch problemlos bei vielen Leuten. Das Thema wird
Bei der Warnung geht es einzig um einen Fehlerfall, wenn also z.B. Halbleiter im DC Einangskreis durchbrennen und leitfähig werden. Dann wäre ein Maximalstrom vom Kurzschlussstrom denkbar. Da könnte man dann fragen, was kann maximal passieren? Anschlusskabel und Steckverbinder sind oft zumindest für 25A spezifiziert. Eine Belegung mit 2 parallelen Modulen wäre also hier noch unkritisch. Und im WR könnten nun auch noch Leiterzüge verdampfen oder sonst irgendwo an Bauteilen Hitze entstehen. Weil die WR in aller Regel aber komplett metallisch gekapselt sind, sehe ich keine Brandgefahr. Maximal wird das Gehäuse vielleicht 200 Grad warm, WR sollte also entsprechend montiert sein, dass bei solchen Temperaturen nichts passiert.
Weiterhin kann man auf DC-Seite eine Schmelzsicherung unterbringen, die bei Überströmen dann auslöst. Da dürfte sogar eine flinke Sicherung funktionieren.
Wer aber z.B. 5 Module parallel schaltet und nicht absichert, riskiert einen Brand der Steckverbinder und die sind ja außerhalb des WR. Wenn dann brennbares Material in der Nähe ist, wirds richtig gefährlich.
Das ist mir eigentlich schon klar. Der hat am Eingang einen Step-Up Wandler der über die Pulsbreite gesteuert wird. Der Arbeitspunkt für die maximale Leistung wird eingestellt, indem eine bestimmte Spannung am Eingang des WR konstant gehalten wird. Das ist dann der Punkt. Wenn nämlich bei leichter Bewölkung und konstanter Spannung am Eingang die Wolkendecke aufreißt, dann springt der Arbeitspunkt im Kennlinienfeld zunächst einmal senkrecht nach oben. Praktisch in den Bereich vom Kurzschlussstrom mit entspechend hohem Strom. Er hat dann zwar nicht die maximale Leistung, aber halt den maximalen Strom in Form von hohen Stromimpulsen in der Eingangsstufe, bevor er im Anschluss die Spannung hochregelt und damit entweder die maximale Leistung oder bei Bedarf noch einen niedrigeren Strom einzuregeln. Er muss in beiden Fällen, die zunächst konstant gehaltene Spannung erhöhen. Im Kennlinienfeld wandert der Arbeitspunkt dann nach rechts.
Es gibt schon verschiedene Maßnahmen um einen zu hohen Kurzschlusstrom zu verhindern. Ein Problem sehe ich nur darin, dass diverse Anbieter solche Sets ohne entsprechenden Hinweis an ahnungslose Kunden verkaufen. Als Steckersolaranlage oder Balkonkraftwerk. Zusammenstecken, einstecken, fertig. Dann stellt sich auch noch die Frage, wie es damit bei einem Versicherungsfall aussieht.
Wenn ich mal deinen Schaltplan nehme, dann hast du bei Wolkenaufriss maximal einen kurzen erhöhten Strom im ms-Bereich, um den Kondensator auf die etwas höhere Modulspannung aufzuladen. Das kann man vernachlässigen, ist nicht relevant.
Und dahiner siehst du die Spule und den Hochsetzsteller, der irgendwo im Bereich 20-100kHz arbeiten wird. Der Hochsetzsteller schaltet immer nur so lange ein, dass der maximale Strom nie überschritten wird. Der Strom baut sich ja über die Spule langsam auf und sobald ein maximaler Strom erreicht ist, schaltet der Transistor wieder aus.
Insofern ist es undenkbar, dass da irgendwas mit erhöhtem Strom passiert. Genau genommen sieht der Hochsetzsteller überhaupt nichts vom Wolkenaufriss, er zieht einfach weiter über die Kondensator-Spule Kombination einen definierten Strom.
Der MPP-Tracker wird über eine Software gesteuert. Die kann sonst wie funktionieren. Bei der verlinkten Methode steht der Strom durch die Spule nicht zur Verfügung.
[Quote]Dem MPP-Tracker stehen als Messwerte die Panel Spannung Up und der in den Hochsetzsteller fließende Strom Ip zur Verfügung.
Wenn dort die Eingangsspannung steigt, muss effektive Spulenstrom erhöht werden damit sie wieder auf den vom MPP viorgegebenen Wert sinkt. Wie das dann mit den Spitzenwerten durch den Schalter aussieht ist noch einmal eine ganz andere Frage.
In etlichen Videos wird einfach nur der Eingangsstrom gemessen und dann einfach behauptet, der geht nicht weiter rauf und gut ist. Das ist aber nur ein Effektivwert, der mit dem vom Eingangsfet gepulsten Stromamplituden nichts zu tun hat. Und die machen der FET mit der Zeit kaputt. Nicht der so gemessene Eingangsstrom.
Man kann da aber lange drüber diskutieren. Da hat wahrscheinlich jeder Hersteller seinen eigenen Algorithmus. Und es ist auch eigentlich am einfachsten, vom Kurzschlusstrom aus in den richtigen Arbeitspunkt hinein zu manövrieren. Sicher ist ja, dass der Eingangsfet den maximal möglichen Kurzschlusstrom immer können muss. Sicher ist damit auch, dass der Algorithmus für den MPP den Kennlinienbereich beim Kurzschlusstrom nutzen darf. Im Extremfall kann es sogar passieren, dass nach einem Softwareupdate der Teil der Kennlinie besonders intensiv genutzt wird und damit dann etliche unzulässig beschaltete WR langsam aber sicher das Zeitliche segnen. Rechtlich für den Hersteller völlig unproblematisch.
Das ja gerade nicht. Wenn der Schaltungsentwickler festlegt, über den FET dürfen maximal 10A fließen, dann wird der maximal so lange eingeschaltet, bis die Spule die 10A erreicht hat. Dann wird abgeschaltet, die Spule gibt ihre gespeicherte Energie weiter, bis dann der FET wieder einschaltet.
Das macht keiner. Das beweist schon die Praxis: Es gibt Leute, die extrem überbelegt haben mit z.B. 8 Modulen und der WR tut seit Jahren. Da haben die Schaltungsentwickler auch dazu gelernt. Es gab vor 10 Jahren mal einen WR von Envertech, wo es regelmäßig Reklamationen gab. Irgendwann schrieb ein wütender Händler, dass er keine Garantiefälle mehr abwickelt, wenn der Verdacht der Überbelegung im Raum steht. Das war der einzige WR, wo mir diese Problematik bekannt ist. Heute sollten alle WR überhaupt keine Probleme mit Überbelegung haben.
Den Absatz verstehe ich noch nicht so richtig. Meinst du, dass bei dieser Schaltung der Strom durch Spule und FET nirgends gemessen wird? Und damit auch kein Einfluss genommen werden kann, den Strom zu begrenzen?
Ich meine nur, dass kein Hersteller garantiert, dass für den Eingangsfet eine Strombegrenzung implementiert ist. Die Regelung kann jeder Hersteller implementieren wie er will. Ob es wirklich so einfach ist sich auf eine maximale Schaltzeit beim FET zur Strombegrenzung zu beschränken, kann ich jetzt nicht beurteilen. Aber wenn es so einfach wäre und der Überstrom nur im Schadensfall auftreten könnte, dann würde ja eine simple Sicherung genügen und die Begrenzung könnte im Datenblatt entfallen. Der Hersteller könnte damit ziemlich erfolgreich werben. Tut aber keiner.
Wenn die Wolkendecke aufreisst, kann das Panel mehr Strom liefern. Die Spannung steigt aus dem mppt Bereich max 20 % nach oben. Der Wandler stellt die erhöhte Spannung fest, erhöht daraufhin langsam den Strom , bis die Spannung wieder etwa beim mppt Punkt angekommen ist. Da sucht er bei höherer oder niedrigerer Spannung nach dem Punkt maximaler Ausgangsleistung.
Kann schon sein, dass es Regler gibt, die das machen. Wenn er z.B. meint, die Lichtverhältnisse bleiben so. Wenn er erst mal abwartet wird der Regler aber erst mal die Spannung wieder runter regeln, damit der MPP dort bleibt wo er ist. Dazu muss er den Strom erhöhen. Kommt halt darauf an, wie man die Algorithmie für den Regler auslegt. Das kann jeder machen wie er will.
Er hat als Eingangsgröße in seinen Algorithmus die Spannung, und den Strom den er selber einstellt bzw. regelt, genauer gesagt steuert, und als Zielgröße die maximal erzielbare Leistung.
Und dazu gibt es algorithmen in der Firmware, bei denen durch systematisches herumprobieren mit dem Strom der Punkt maximaler Leistung gesucht und gehalten wird.
Der Regler regelt keine Spannung. Er steuert den Strom. Die Spannung ergibt sich aus dem Strom und dem Kennlinien Feld der aktuellen Beleuchtung.
Der mpp ist immer da, wo er ist, der hängt nämlich fast nur von der Temperatur ab, nur kaum von der aktuellen Beleuchtung.
Und so steuert der Algorithmus den Strom, und er regelt die Leistung auf den maximal möglichen Wert.