Regelung von Einspeise-Wechselrichtern

Panels, Wechselrichter, Laderegler Panels, Schaltung und Ertrag
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Ich möchte mal folgende Überlegung zur Debatte stellen:

Immer wieder liest man den Wunsch nach Regelung des Wechselrichters, speziell im Zusammenhang mit Nulleinspeisung. Nun hab ich mich gefragt, ob man das nicht auch ohne die Fähigkeit des WR bewerkstelligen kann.

Jeder (oder mind. die meisten) WR haben am Eingang einen DCDC-Wandler. Dazu wird vom Modulstrom über einen “Schalter” ein Kondensator aufgeladen, dessen Energie dann über eine Induktivität weiter verarbeitet wird. Zur Regelung der Ausgangsleistung/Strom/Spannung des WR wird von einem MC die Einschaltdauer des Schalters beeinflußt: länger geschlossen= mehr Energie, früher offen = weniger Energie.

Wenn man nun vor den WR einen weiteren Schalter (MOSFET) klemmt, der vor dem Ende dieser Einschaltdauer den Stromzufluß absperrt, dann fließt eben auch weniger Energie in den Kondensator. Man kann den WR also abregeln. Höher regeln geht aber nicht, da dann der interne Schalter immer zuerst abschaltet. Die MPP-Regelung wird zwar jetzt in Panik geraten und die Einschaltzeit des internen Schalters bis zur Höchstgrenze verlängern, hilft aber nix, da von außen ja nix mehr kommt. Es ist wie bei Bewölkung.

Die zusätzliche Regelung braucht zwar eine Synchronisierung mit der internen Ein/Aus-Frequenz und Phase, was aber an der Modulspannung leicht zu erkennen ist. Wechsel zwischen Leerlauf/MPP-Spannung).

Mal gespannt auf eure Meinung,

Gruß

Helle

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Die Idee ist gut, doch wird sie nicht funktionieren. Die WR haben an ihren Eingängen große Elko´s. Erst danach kommen die DCDC Wandler. Daher kannst du das interne PWM Signal für die step-up nicht durch ein externes Signale überschreiben. Die Eingangskondensatoren würden das Externe glätten.
Es geht aber anders: mit einem kräftigen DCDC Wandler mit Strombegrenzung wird der PV oder Akku Strom runter geregelt, so dass der MPP Eingang des WR “denkt” es wäre bewölkt.

Es gibt von Andreas ein youtube dazu. Hab das mal probiert mit einem Deye 600 WR. Das war allerdings sehr träge, bis dessen interne MPPT gemerkt haben, dass sie mehr Strom ziehen können und er rauf geregelt hat. Runter regeln ging flott.

L.G.

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Muß ich das so verstehen: Es geht auch ohne Synchronisation?

Muß dann die Frequenz sehr viel höher sein wie die interne, damit der WR nix merkt?

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Danke dir,

d.h. man (und Andreas) baut auf die Kondensatoren, um der Timing-Kollision aus dem Weg zu gehen.

Dann ist das ja noch einfacher:

Ich wähle irgend eine Frequenz für das ein/ausschalten mit dem angepassten dutycicle, hänge vlt. noch einen Kondensator dahinter, und das klappt?

Das nächste wäre, nicht ein/aus sondern hin und her zuschalten, zwischen WR und Batterielader, sodaß verbraucht wird, was nötig ist und gespeichert wird was übrig bleibt?

Hat das Chancen?

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Du brauchst gar keine zusätzliche HW. Jeder vernünftige WR kann irgendein Schnittstellen Protokoll wo es ein Register gibt an welchem man die maximale AC Ausgangsleistung einstellen kann. Das brauchen zumindest alle WR ab 7 kW von Haus aus schon zum Abregeln durch den VNB und kleinere haben das meistens auch. Sunspec (auf Modbus TCP) ist mein Favorit was es bei vielen Herstellern gibt und man sich dann auch nur einmal einarbeiten muß.

Dann brauchst du eben einen Stromzähler welchen du per Software auslesen kannst damit du weist was tatsächlich über den Netzanschluss geht. Inkl. Störgrößen eigene Vebraucher und eventuell andere ungeregelte Erzeuger. Die kriegst du bei einer Regelung des DC Modulstroms nicht mit erfasst. Es empfiehlt sich deshalb immer die AC Seite zu regeln.

Dann eben noch irgend eine Instanz wo deine Software drauf läuft die mit den Geräten kommuniziert. Raspi oder so. Mein Regler läuft jetzt seit gut einem halben Jahr. Interessant wird es aber erst bei Akkuanlagen wo man dann auch die Wetterberichte im Internet abholen kann und den Ladezustand damm prognosebasiert ausregelt. Diese Anforderung sind dann meist so Anlagenspezifisch, daß sie kaum ein WR Hersteller anbietet und es sich lohnt sich damit selbst zu beschäftigen.

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Die Berechnung und Entwicklung von DCDC Wandlern ist komplex, da die Induktivität und Kapazität zur Frequenz passen und die Bauteile passend dimensioniert werden müssen. Es gibt im I-Net Berechnungstools. Sowas macht man nicht mit Bauteilen aus der Bastelkiste, bzw. wenn man es macht, dann wird man nur bescheidene Wirkungsgrade erreichen.
Mit dem zusätzlich vorgeschalteten DCDC handelt man sich leider auch Wirkungsgrad Verluste ein. Das macht heute also kaum noch jemand. Besser ist es, den WR direkt zu beeinflussen. Speziell für hoymiles WR gibt es das openDtu Projekt (mal im Netz suchen).

Wenn du angehender Student der E-Technik bist, dann wirst du das Thema dort gewiss vertiefen können. Wenn nicht, dann schau dich im Netz um.

Sorry, das meine ich nicht überheblich, doch dir fehlen Grundkenntnisse der Elektrizitätslehre. Bei den Aufbau PV → Laderegler → Akku → WR geht der “Überschuss” der PV, die nicht vom WR gezogen werden, automatisch in den Akku. Wenn man den WR takten würde, wie von dir vorgeschlagen, dann findet das zwischen Akku und WR statt. Die Strecke PV → Lader → Akku wird nicht berührt.

Ciao

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Ich sollte vlt. mal was zu mir sagen:

Ich bin 86 Jahre alt und habe Maschinenbau studiert. Elektronik/Digital habe ich nur aus Spaß angefangen, als ich mal wegen Bastelunfall auf dem Sofa rumlag, damals mit einem VC20.

Daß die Idee mit dem Verzweigen der Modulenergie Quatsch war, wurde mir nach dem Schreiben auch gleich klar.

Die Vorgeschichte zu diesem Thema ist folgende:

Ich habe 10 Module a 410 Wp auf meinem Dach. Der WR ist ein Deye M800.

Im Keller ein Shelly 3EM.

Ein ESP12 schaltet entsprechend dem Zählerstand über MOSFET’s die erforderliche Anzahl Module zu oder ab, bis der Shelly die kleinstmögliche Einspeisung meldet.

Das läuft seit langem einwandfrei, die Sprünge sind mir aber zu groß. Deshalb habe ich jetzt den Deye gekauft, weil der ja regelbar sein soll. Was mir aber nicht gelingt.

In dem Zusammenhang kam ich auf diesen Gedanken.

Danke jedenfalls für eure Mitarbeit,

Helle

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Mein Tip suche mal nach Doku zu Kommunikationsprotokoll des Deye.

Sicherlich wird der Deye über eine seiner Schnittstellen entsprechend abregelbar sein. Da bei dir schon Erfahrung mit dem ESP32 vorhanden ist wird es dir auch möglich sein das hin zu bekommen.

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Hallo “Alter” @hheck
Hut ab. Ich bring es erst auf 67 und hab überhaupt keine technische Ausbildung genossen. Meine Begeisterung für Physik und Elektrik hab ich nur im Hobby ausgelebt. Mit dem Deye fing ich auch an. Weil der sich so schlecht bzw. gar nicht steuer ließ, hab ich ihn gegen einen WR von hoymiles ausgetauscht. Den letzten Kick gab mir dieses “Nachrüsten” mit der Box für das Relais. Das hab ich mir zwar noch zuschicken lassen, aber nicht mehr angebaut.

Entschuldige bitte meine Respektlosigkeit, das tut mir leid. Du verdienst Hochachtung für dein Engagement. Vielleicht darf ich dir nur aus meiner Bastelerfahrung berichten. Der Aufbau von DCDC Wandlern ist nicht trivial, selbst beim Platinen layout gibt es Dinge zu beachten. Habe selbst nur kleine für Leistungen um 10 bis 20 W gebaut. Oft hat es mir die Mosfet´s durchgehauen, weil in den Induktivitäten Spannungsspitzen entstehen. Mehr als 85% Wirkungsgrad hab ich auch nicht geschafft. Daher habe ich mich erst gar nicht mit dem Eigenbau eines steuerbaren DCDC Wandlers beschäftigt, sondern das Teil gekauft, das Andreas in seinem Youtube verwendet. Hat so um 80 € gekostet und das Ergebnis war unbefriedigen. Der HMS 800-T (ohne eigenes WLAN) war für 100 € zu haben, und das openDtu Kästchen lag bei 35 €. Das Geld war deutlich besser angelegt, denn das funktioniert recht zuverlässig. Dein shelly kannst du in die openDtu einbinden. Mit dieser Kombi wurde ich glücklich und deshalb empfehle ich sie gern weiter. Es gibt Alternativen, wie “trucki” aus der freien Entwickler Szene oder auch kommerzielle BKW smart Akku´s, wie man hier im Formum liest.

L.G.

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@Berny

Ich kann mich mit dem Deye über WLAN verbinden, aber der antwortet eben nicht. Vlt. ist nur das Signal zu schwach. Habs erst mal zurückgestellt.

@Deff

Mußt kein schlechtes Gewissen haben, hätt mich vlt. schon vorher bekannt machen sollen.

Zurück zum Thema:

Wenn es genügt, als Bremse für den WR eine PWM-Stufe vorzuschalten, warum baut Andreas dann einen DCDC-Wandler in sein Projekt ein? Ich vermute mal, er will kein Bastel-Teil verwenden, sondern nur käuflich erwerbbare Komponenten. Aber für mich genügt dann doch wohl ein MOSFET und ein ESP vlt. mit Optokoppler. Ich werd das einfach mal probieren.

Übrigens fällt mr gerade ein:

Wenn die Modulspannung durch die Eingangskondensatoren so geglättet wird, daß man die Schaltzeiten des WR nicht mehr erkennt, dann vlt. durch den Modulstrom. In meiner Anlage hab ich einen Stromwandler in der Modulleitung eingebaut, der am Anfang immer stark schwankende Werte gezeigt hat. Ich kam dann auf den Verdacht, daß die Messung zu immer verschiedenen Zeitpunkten, gemessen am WR-Zyklus, stattfand. Erst als ich dann wärend der Arbeitspausen des MC viele Messungen nacheinander aufaddiert habe und dann durch die Anzahl der Messungen geteilt habe, kam ein recht gleichmäßiger Stromwert zustande. D.h. der Strom hat wohl schon ein Rechteckverhalten. Aber wenn’s garnicht notwendig ist….

Oder?

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@hheck
Moin in die Runde:
man kann beim Deye Sun 800 durch Signale von außen die Ausgangsleistung begrenzen. Der Weg dahin ist hier beschrieben:

Mir war dieser Weg zu steinig und die Steuerung über eine China Cloud dürfte m.A. zu einer langen Regelstrecke führen, so dass die Anpassung an den aktuellen Wert träge sein dürfte - wer mag, kann es ausprobieren.

Wer sich mit Mosfet eine Impulsweitenregelung bauen will, der mag es tun. Würde mich wundern, wenn das der Mosfet überlebt, jedenfalls sollte für ausreichend Kühlung gesorgt werden.

Mir fehlt aber jetzt das Verständnis für den Sinn und Zweck einer solchen Drosselung, wenn die PV Module direkt am WR angeschlossen sind.

Wenn die Sonne scheint und der WR seine volle Leistung schafft, dann produziert er die erlaubten 800W und speist sie in mein Hausnetz. Ist der Verbrauch im Haus dann niedriger, als die 800 W, dann geht der Überschuss in das öffentliche Netz. Das ist erlaubt und kostet in Deutschland kein Extrageld.

In der Regel gibt es keine Vergütung (so bei mir), so dass ich meinen Überschuss verschenke. Wenn ich den WR so drossel, dass er nur meinen Hausbedarf deckt, dann wird der Sonnenstrom nicht mehr voll ausgenutzt. Das nenne ich Verschwendung, denn die PV Anlage könnte mehr produzieren und ihre mögliche Kapazität wird nicht genutzt.

”Schenken ist ehrenhafter als Verschwenden”, ist mein Motto.

Aber auch “Spare in der Zeit, so hast du in der Not” ist ein rationales Ziel. Das erreicht man, indem ein Akku zum Einsatz kommt.

Mein Aufbau folgt diesem Muster und ich weiß, dass viele diesem Aufbaumuster folgen; es dürfte also sinnvoll sein:

PV → Mpp Laderegler → Akku → WR → Hausnetz → Zähler →öff. Netz

Beispiel: Sonne scheint, PV macht 2000 W. Die werden über den Mpp Laderegler auf den Akku geleitet und laden ihn, bis er voll ist. Der WR zieht jetzt beispielsweise 800 W. Dann wird der Akku mit 1200 W geladen und 800 W vom WR ins Hausnetz geleitet (2000 W - 800 W).

Braucht es im Haus nur 300 W, dann gehen 500 W ins öffentliche Netz. 800 - 300 = 500 W, die ich verschenke. Drossel ich den WR auf 300W, dann geht nix ins öff. Netz. Die Ladeleistung für den Akku erhöht sich um die 500 W, so dass weiterhin die volle PV Leistung von 2000 W genutzt wird. Je nach Akku Größe wird der dann bis zum Abend voll geladen sein. Mein WR wird dann mit dem Strom aus dem Akku auch nachts Strom produzieren, denn ich hab ja im Akku Strom vom Tag “gespart” und hab ihn in der “Not”, da kein PV Strom bei Dunkelheit erzeugt werden kann.

Warum soll man also Aufwand betreiben, der nur dazu dient, keinen Überschussstrom, für den man keine Verwendung hat, ins Netz zu verschenken? Nur um ihn damit zu verschwenden? In Deutschland macht es keinen Sinn.

In anderen europäischen Ländern ist es gewiss anders, wie ich hier im Forum erfahren habe. Insofern mag es außerhalb Deutschlands gute Gründe geben, die dem Vorgehen einen Sinn geben.

L.G.

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Hallo deff,

alles klar, aber dann speist doch der WR nachts 300 W Grundlast und den Rest der WR-Leistung ins Netz, bis der Akku leer ist. Nein, du solltest ihn auf den Eigenverbrauch abregeln, womit wir wieder beim Thema wären.

Gruß

Helle

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Und in schlechten Zeiten, wo die Sonne nicht reicht, um den Akku voll zu kriegen, schickst du permanent deinen WR-Überschuß ins öffentliche Netz. Regulierst du deinen WR aber auf den Eigenverbrauch, bleibt der Überschuß doch im Akku. Oder seh ich was falsch?

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@hheck

hallo Helle,

genau so hab ich meine Anlage eingerichtet, sie deckt den Eingenbedarf, mehr liefert der WR nicht. Das o.g. Beispiel sollte nur dem Verständnis dienen.

Gemessen wird mit dem Hichi Lesekopf, der am Zähler hängt. Der liest die IR Schnittstelle des Zählers aus und stellt die Daten im hppt Format in mein WLAN. Die openDtu liest sie aus und regelt den HMS WR. Wenn es im Haus zu Lastwechseln kommt, dauert es ca 2 sek. bis der WR angepasst ist. Es kommt durch diese Verzögerungen zu kleinen Einspeisungen für kurze Zeit. Im Jahr gehen so etwas über 30 kWh ungewollt in das öffentliche Netz. Das verschenke ich gern, gerechnet mit der aktuellen EEG Vergütung von 7 Cent je kWh sind das 2,10 €. Die jährliche Ersparnis ist deutlich höher, mehr als 1000 kWh, die ich nicht für 30 Cent/kWh kaufen muss. Also sehe ich meinen Nutzen mit über 300 € p.a. im Verhältnis zum Geschenk im Wert von 2,x € nur als “Trinkgeld” an. Das gebe ich gern.

L.G.

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Gut, dann sind wir wieder beisammen.

Meine Frage war auch nicht, ob es sinnvoll ist oder nicht, den WR zu drosseln. Diese Frage ist für mich beantwortet.

Mein Problem ist/war das gleiche wie bei euch: die Regelung des Deye klappt nicht, also die Frage: gibt es eine andere Lösung, den WR zurückzufahren?

Und wie oben angedeutet, es geht nicht um Geiz oder Rache. Es geht nur um Eigennutz.

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Hallo hheck, Respekt, dachte ich gehöre hier schon “zum alten Eisen” (obwohl sage zu meiner Frau: Mein Projekt läuft unter dem Motto “Rentner-Jugend forscht”).Bin “erst” 70.

Soweit ich es verstanden habe um die Einspeiseleistung bei einem BKW direkt am Wechselrichter dynamisch zu regeln gibt’s nur die einzige Möglichkei “OpenDTU” o.ä. mit Hoymiles ohne eingebaute DTU (HM bzw. HMS - Serie ohne “W”).

Die andere funktionsfähige Lösung wäre die Einspeiseleistung vor dem WR über einen DCDC Wandler (step down oder step up) zu regeln. Diese wird kaum benutzt (außer man ist gezwungen auf die zu setzen, wie in meinem Fall).

Hierfür könntest du gern mein Konzept hier anschauen:

Oder etwas änliches in diesem Forum: