Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

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HarryHP
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Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von HarryHP » Di Feb 16, 2021 2:43 pm

Moin,
zu diesem Forumsbeitrag habe ich hier leider weniger Gutes zum Soyo Source GTIL gefunden: https://www.youtube.com/watch?v=xVy2hUDSe24
@Stefan: Ich drücke ganz fest die Daumen, dass Deine beiden 1a funktionieren!!!
Bei meinem typischen Glück in solchen Sachen, bin ich aber nun immer weiter von diesem GTIL weg.
Bliebe, wenn man eine Limitierung will, nur noch der SUN-GTIL für 250-300 EUR für die 1 kW-Version.
Happig. :(

Oder aber, wofür ich mich gerade immer mehr begeistern kann:
Eine externe Limitierung, die man für alle handelsüblichen GTI verwenden kann.

Auf den Philipinen hat ein Tüftler so was entwickelt:
https://www.youtube.com/watch?v=xsGuEFnyUL4
https://www.youtube.com/watch?v=irlPvknyRJE&t=638s
https://www.youtube.com/watch?v=Qs4n-G90Nkk&t=159s
https://www.youtube.com/watch?v=eBQ3K6lay0o
Diesen externen Limitier kann man auch käuflich erwerben:
https://www.lazada.com.ph/products/expo ... 253b310aaa
Die ca. 50 USD wäre mir das auf jeden Fall wert. Aber ich weiss noch gar nicht, ob und wie man bei diesem Lazada (nie gehört) ordern kann.


In diesem Video (https://www.youtube.com/watch?v=JGnE5HI7jLw&t=200s) habe ich einen interessanten Kommentar gefunden:
Richard P hat geschrieben: You could use an arduino to measure current flow out of the property back to the grid, and use the result to reduce current into the GTI. Thus you have a cheap limiter on a cheaper GTI, that will throttle back to give a 0 output to the grid. Charge batteries during the day to cover night base load.
Das hört sich gut an ... und klingt so einfach. Leider ist mir dieses Thema (Geräte-Steuerung per Ardiuno/Raspberry PI) noch zu fremd.


Last not Least hat mich Manfred P. auf einen interessanten Kanal aufmerksam gemacht, wo jemand eine Steuerung für Drehstrom (3-Phasen) für seinen SUN-GTIL entwickelt hat: https://www.youtube.com/c/DerKanal/videos
Sein erster Versuch (den er dann, weil sich damit max 500 W regeln lassen, verworfen hat) mit einem digitalen Poti (https://www.youtube.com/watch?v=gjL8jsiFYUU) hat mich auf folgende Idee gebracht:
  1. Ein jeder GTI lässt sich ja über einen billigen PWM-Baustein (Motorcontroller) im Eingang regeln. Gerade die einfachen PWM arbeiten hier mit einem üblichen Poti
  2. Dieses könnte man durch ein digitales Poti (https://www.amazon.de/ARCELI-X9C103S-Di ... uage=de_DE) ersetzen, und dieses über einen Raspberry PI ansteuern.
  3. Es gibt diverse Möglichkeiten, den Gesamtstromverbrauch (alle 3-Phasen ... z.B. einfach aktuellen Wert des Stromzählers auslesen) an einen Raspberry PI zu senden.
  4. Auf dem Raspi bräuchte es dann nur noch eine Software, die anhand des gemessenen Stromverbrauchs das digitale Poti, welches den PWM vor dem GTI steuert, hoch- und runter taktet. Wenn man weiss, wie es geht, sollte sowas simpel zu coden sein.
So könnte man dann GTIs nach eigenem Gusto verwenden, und extern limitieren.
Allerdings leider mit so einem digitalen Poti wohl nur bis 500 W. Aber man kann ja ggf. einfach mehrere kleinere GTI "stacken".

Was haltet Ihr davon??

Edit: Fällt mir gerade noch ein: Warum sollte es, wenn man einen PWM über ein digitales Poti regelt, bei 500 W Schluss sein?
Ich weiss nicht, was das Poti in o.g. Video beim SUN-GTIL so stark belastet, aber hier dürfte imho die Grenze nur in der Leistungsfähigkeit des PWM-Reglers liegen.
Dieser kleine PWM kann z.B. schon 1,2 kW Dauerleistung: https://de.aliexpress.com/item/40010147 ... 5614%23537
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Stefanseiner
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von Stefanseiner » Di Mär 16, 2021 10:44 pm

Ich wäre auch sehr dankbar für eine 3-Phasenmessung, die dann ein Signal an den orig. Limiter-Eingang ausgibt ohne SDM-Lötereien
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von Manfred P. » Di Mär 16, 2021 11:45 pm

zu dem Digitalpoti. Ich hab nicht mehr in Erinnerung was der limitierende Faktor war. Sollte es die Belastbarkeit sein, so wäre es für mich denkbar
2 Digitalpoti's parallel schalten um so die Belastbarkeit zu erhöhen. Ob das überhaupt geht ... bleibt im Moment für mich offen.
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HarryHP
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von HarryHP » Do Mär 18, 2021 2:23 pm

Hallo,

wie Ihr ja im Laderegler-Thread vermutl. bemerkt habt, habe ich von Schnittstellen keine Ahnung.
Dank Corona (und weil DHL bei China-Bestellungen gerade dringend benötigten Sachen scheinbar extra 1-3 Wochen zurück hält), versuche ich mich da gerade etwas einzuarbeiten.

Der erste Schritt (auslesen des Stromzählers) ist jetzt umgesetzt:

Ein 10 Ct-Fototransistor (Pollin) nach dem u.g. Schema an einen alten (Vers. 1+2 sogar "besser", weil bei 3 und 4 das Bluetooth stört, und erst umkonfiguriert werden muss) Raspberry Pi, angeschlossen, und vor den S0-Ausgang (der unidirektional 10.000 Impulse pro kWh sendet - also nicht der SML-Ausgang mit Sender+Empfänger) gepappt (aktuell gelochter PE-Flaschendeckel + doppels. Klebeband), liefert mir seit dem WE den aktuellen Verbrauch:
lesekopf_pi_schaltplan.png
(Grafik von www.volkszaehler.org)

Mit diesem kleinen Python-Script werden die Impulse ausgewertet, und erstmal nur minütlich im Terminal getickert:

Code: Alles auswählen

#!/usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import datetime

# Zaehler
counter = 0

# Pinreferenz
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
sensor=15   #Sensorkabel auf BCM 15 = PIN 10 (UART RX)

# GPIO als Input definieren und Pullup-Widerstand aktivieren
GPIO.setup(sensor, GPIO.IN, pull_up_down = GPIO.PUD_UP)

# Callback-Funktion
def Interrupt(channel):
  global counter
  counter = counter + 1
 
# Interrupt-Event
GPIO.add_event_detect(sensor, GPIO.RISING, callback = Interrupt, bouncetime = 5)

# Auslesen in Endlosschleife
try:
  while True:
    timestamp = (time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
 
# Ausgabe im Terminal (später Weiterverarbeitung)
    print (timestamp+" " +str(leistung)+" W")

    counter = 0
    time.sleep(60)

# mit Ctrl+C kann abgebrochen werden
except KeyboardInterrupt:
   connection.close()
   GPIO.cleanup()
   print ("\nAufzeichnung beendet!")

Da ich es (gerade beim Aufbau eines Solarsystems) recht aufschlussreich finde, über den eigenen Stromverbrauch Bescheid zu wissen, habe ich mir auf dem Raspi direkt noch PHPMyadmin und Grafana installiert, und lasse die Werte, anstatt sie (wie im Beispiel-Script) im Terminal zu tickern, in eine MySql-Datenbank schreiben, wo ich sie dann (per Browser im Heimnetz - der Raspi ist vom Keller via Powerline eingebunden) wunderschön mit Grafana auswerten lassen kann:
grafana.png

Jetzt muss ich "nur noch" anhand dieser Daten den Strom Batt->GTI geregelt bekommen.
Das Kern-Problem sind die immensen Spannungen und Ströme, mit denen wir arbeiten.
Ich tippe auch, dass hier das Problem mit den Digital-Potis liegen wird.

Das Schöne ist ja, dass man mit dem Raspi ja direkt eine PWM generieren kann.
Z.B eine Regelung für bis 45 V/ ca. 100 W liesse sich also vermutl. ganz easy (und elegant) realisieren: https://www.youtube.com/watch?v=2bganVdLg5Q
Aber bei 500/1000/1500 W bei knapp 60 V stehe ich gerade echt noch auf dem Schlauch ...

Was sich übrigens vermutl. recht einfach realisieren liesse, wäre eine stufenweise Regelung über eine Relais-Kaskade (sowas).
Das wäre natürlich nur eine sehr grobe Regelung, aber immer noch effektiver, als nur anhand einer Phase einzuspeisen ... also Notfallplan ...

P.S.:
Eines habe ich übrigens jetzt durch eigene Erfahrung schmerzlich begriffen:
Warum so viele hier nur mit einer 24 V-Batterie arbeiten.
Man spart sich mit höheren Batterie-Spannungen zwar ein paar Euro, weil man ein "kleineres" Laderegler-Modell nehmen kann, zahlt aber mit endlosen Problem-/Schwachstellen, insbes. dass sich ein intelligentes, auf die individuelle Situation angepasstes System damit kaum realisieren lässt, weil mit intelligenter Steuerung meist bei 30-40 V Schluss ist.
Naja ... Erfahrung macht klug: Meine Hauptanlage werde ich vermutl. auf 36 V auslegen. Das scheint mir ein guter Kompromiss, und passt ja auch zu den heute typ. ebenfalls auf 36 V ausgelegten Solar-Panelen.
Greetz Harry
Manfred P.
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von Manfred P. » Do Mär 18, 2021 8:01 pm

Hallo Harry,
ich wäre froh, wenn ich ein 48V System hätte. Wo liegt denn jetzt genau dein Problem?
Du möchtest ein PWM mit einer höheren Spannung als rund 46V realisieren?
Bei mir ist es ein Arduino und bei dem ist es kein Problem. Ein Mosfet ein/zwei Widerstände ... Diode und dann kann es doch losgehen.
Mit diese Minischaltung regle ich einen Tauchsieder. Die Spannung kommt direkt von den PV-Modulen (60-72V).
Ich regle damit den PV-Überschuss weg. Geht die PV-Spannung über die MPPT-Spannung von 60V fängt gemächlich das PWM-Signal Leistung für den Tauchsieder
aufzubauen. 3 solche Einheiten sind im Einsatz.
Ich glaube wohl, dass der Rapi mit 3V an der Pins arbeitet...das macht es dann vermutlich etwas aufwendiger...
Gruß Manfred
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von HarryHP » Do Mär 18, 2021 9:13 pm

Hallo Manfred,
ich wäre froh, wenn ich ein 48V System hätte.
Warum eigentlich???
Ich war dieses Denken von meinen Trikes gewohnt, weil da schlicht bei 48V mehr Leistung raus kommt, und ich nicht so dicke Kabel verlegen muss.
Nüchtern betrachtet, ist sonst der einzige Vorteil hoher Spannungen ja der geringere Srom bei gleicher Leistung.
Bei einer PV-Anlage spielt das aber hinter dem Laderegler kaum eine Rolle, da man im Normalfall dort ja kurze Kabelwege hat.
Wenn nicht (manchmal hatte ich bei meinen Recherchen etwas den Eindruck) bei manchen Reglern eine grosse Differenz zw. Vin und Vout ggf. den Wirkungsgrad verschlechtert, kann ich keinen weiteren Nutzen in hohen Spannungen sehen.
Nicht nur, dass eine Sereienschaltung eh immer nur so stark ist, wie die schwächste Zelle, wird eben diese bei jedem Lade- und Entlade-Vorgang noch durch Über- oder Tiefentladung weiter geschädigt. Ein gutes BMS kann das verzögern, aber nicht verhindern.
Ausfallrisiken und Aufwand sind also auf Dauer deutlich höher.
Wo liegt denn jetzt genau dein Problem?
Mein persönliches Problem ist, dass es für 60 V kaum Zubehör (nützliche Module) zu kaufen gibt.
Meine erste Idee, BUCK-Konverter mit einstellbarer Strombegrenzung einzusetzen, scheitert daran, dass solche über 40 V nicht zu bekommen sind. Alles, was Sinn machen würde, geht nur bis 30 V, max. 40 V. Ich habe mich echt tot gesucht.
Auch bin ich an dem Punkt, mir als nächstes einen Makeskyblue oder PowMr-Laderegler zuzulegen, weil mir diese vom Preis-Leistungsverhältnis die mit Abstand besten zu sein scheinen. Aber da bräuchte es dann eine zusätzliche externe Leistungsüberwachung, weil die halt leider keine Schnittstelle haben. Auch dafür bekomme ich dann bei 60 V keine Module.
Auch meine Netztinverter sind für 36 V (Solar-Panel halt) Input.
etc. etc.
Bei mir ist es ein Arduino und bei dem ist es kein Problem. Ein Mosfet ein/zwei Widerstände ... Diode und dann kann es doch losgehen.
Mit diese Minischaltung regle ich einen Tauchsieder. Die Spannung kommt direkt von den PV-Modulen (60-72V).
Ich regle damit den PV-Überschuss weg. Geht die PV-Spannung über die MPPT-Spannung von 60V fängt gemächlich das PWM-Signal Leistung für den Tauchsieder
aufzubauen. 3 solche Einheiten sind im Einsatz.
Coole Sache!!!! Ich nehme an, der Tauchsieder steckt im Heizungswasser??
Ich hatte auch schon mal überlegt, wie man die Überschüsse im Sommer sinnvoll nutzen könnte, und dachte schon (sch* Klimawandel) an ein kleines Klimagerät. Aber das ist erstmal noch Zukunftsmusik. Erstmal muss die PV dafür da sein.
Aber gibt es zu Deiner Lösung da schon irgendeine Doku???
Würde mich auf jeden Fall sehr interessieren ... wenn auch gerade erstmal nachrangig.
Greetz Harry
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Stefanseiner
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von Stefanseiner » Do Mär 18, 2021 9:34 pm

ich verstehe das Problem mit 60V und Modulen nicht.

Aktuelle Module haben um 40V. Schaltest Du zwei in Reihe -> 80V
Die meisten preiswerten MPPT Laderegler gehen bis 150V PV-Eingangsspannung, sind also geeignet für bis zu drei Module in Reihe = 120V
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von Manfred P. » Do Mär 18, 2021 9:42 pm

Hier mal ein Video https://www.youtube.com/watch?v=1jsxrtktPMI
Der MosFet IRFZ44N nur bis etwa 50V geeignet. Ich verwende eher den STD10NF10 der geht bis etwa 100V
Ebenfalls ist der IRLB3036PbF bis etwa 60V geeignet aber für recht hohe Ströme und er schaltet auch schon bei geringer GS Spannung.

Zur Zeit läuft etliches noch im Versuchsaufbau. Heizstab im Wasserkanister. Gebraucht wird es dann für den Speicher unter dem Haus im Nichtunterkellerten Bereich
Da im August bei E-Auto dazu gekommen ist, habe ich aktuell eine Regelung auf AC Basis um Vorrangig das Auto zu laden und oder den Raum mit Radiatoren diverser Leistung zu heizen. Das wird dann mittels SSR geschaltet.

Es gibt doch auch DC -DC Wandler. 48V auf 24V von diversen Firmen (z.B. Victron)
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Manfred P.
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von Manfred P. » Do Mär 18, 2021 9:45 pm

" Aktuelle Module haben um 40V. Schaltest Du zwei in Reihe -> 80V " Vorsicht mit dem Potenzial ... da müssen dann Optokoppler dazwischen sonst " knallts"
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Re: Standard Grid Tie Inverter extern (für 3 Phasen) limitieren

Beitrag von HarryHP » Do Mär 18, 2021 9:59 pm

ich verstehe das Problem mit 60V und Modulen nicht.
Ich sprach von solchen "Modulen":
Bild

@Manfred
Danke für das Video! Ich muss mir das morgen mal in Ruhe anschauen. Ich habe nur leider mit Arduino bis dato nix zu tun gehabt ... mal sehen .. will eigentl. nicht noch ein Fass aufmachen.
Es gibt doch auch DC -DC Wandler. 48V auf 24V von diversen Firmen (z.B. Victron)
Leider haben die wenigsten von denen aber eine einstellbare Strombegrenzung. Gerade um die geht es ja.
Bis 30/40V gibt es sowas bei ALI tonnenweise für wenige Euro, so dass es auch nicht schlimm ist, davon beim Probieren mal was hochzujagen.

Aber natürlich gibt es auch Lösungen für 60V-Systeme. Aber wozu den ganzen Zusatzaufwand, wenn es doch keine Vorteile bietet ... ausser, dass mein kleines System dauerhaft auf nom. 50V laufen wird, weil ich dafür die alten NiCad aus meinem Trike nehmen werde, und die wären anders schwer sinnvoll zu verschalten.

Aber es würde mich jetzt echt interessieren:
Gibt es denn Argumente pro "Hochspannungs-Systeme", die ich ggf. noch nicht bedacht habe?
Zuletzt geändert von HarryHP am Do Mär 18, 2021 10:12 pm, insgesamt 1-mal geändert.
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