Warum fließt der Strom aus der PV-Anlage in das Stromnetz?

Hallo,

ich suche eine Begründung für die Frage:

Warum fließt der Strom aus der PV-Anlage in das Stromnetz?

Kann mir da jemand eine physikalische Antwort drauf geben. Hat das was mit der Spannung zu tun. Am besten mit Zeichnung und Formeln sowie Berechnungen.

Danke

VG

Peter Gebing

Answer 1

[GuenterLeipzig]

Das so zu behaupten, ist nicht ganz richtig.

Wenn die von einer PV-Anlage gewonnene Energie in das Netz fließen soll, müssen mehrere Randbedingungen erfüllt sein:

• Die PV-Anlage ist mit dem Netz galvanisch verbunden
• Das Netz liefert eine Netzfrequenz von 50 Hz, damit sich der Wechselrichter in die Netzfrequenz synchronisieren kann
• Die aktuell eingespeiste Leistung der PV-Anlage ist größer als die lokal benötigte Leistung
• Die vom Wechselrichter erzeugte Spannung liegt geringfügig über der Netzspannung

Nur dann erfolgt eine Netzeinspeisung, des Teils der Energie, die lokal nicht benötigt wird.

Comments

[PeterGebing]

Danke für die Rückmeldungen.

Hier mal ein Systembild (siehe oben in der Frage).

Ist es möglich mit Beispielzahlen mal eine Berechnung auf zu machen.

Gerne mit der PV-Leistung von 3 kW und einem Verbrauch von 1 kW.

In einem anderen Fall kommt noch ein Batteriespeicher hinzu. Wie ist es möglich, genau dem Batteriespeicher zu sagen, wann der Laden und entladen soll.

Es ist klar, dass es eine Steuerungsaufgabe ist, aber wie funktioniert das physikalisch?

Danke für die Hilfe

[GuenterLeipzig]

@PeterGebing

Eine sinnvolle Anordnung der einzelnen Komponenten wäre:

• PV-Modul
• Laderegler für den Akku
• Akku
• Wechselrichter
• Hausnetz
• Zähler des Netzbetreibers

Es ist sinnvoll, den Akku direkt auf Gleichstromebene zu laden, das erspart Umwandlungsverluste.

Den gewünschten Ladestrom bei Vorhandensein einer bestimmten Ladespannung kannst Du am Laderegler einstellen.

Das, was nicht vom Akku aufgenommen wird, wird vom Wechselrichter in 230 V Wechselspannung gewandelt und dem Hausnetz zur Verfügung gestellt.

Das, was im Hausnetz nicht benötigt wird, wird in das Netz des Netzbetreibers gespeist.

Die Leistung der PV-Module sind nicht konstant, die diese von mehreren Faktoren abhängt:

• Ort des Sonnenstandes
• Höhe des Sonnenstandes
• eventuelle teilweise Abschattungen der PV-Module
• Temperatur an den PV-Modulen
• Jahreszeit / Tageszeit

[PeterGebing]

@GuenterLeipzig

Hallo,

 

ok das habe ich verstanden.

Wie funktioniert das genau, dass in dem Regelkreis der Batteriespeicher geladen/entladen wird.

Was passiert in dem Laderegler oder Batteriewechselrichter, dass der Strom „weiß“ ok jetzt fließe ich in die Batterie und nicht in das Hausnetz?

Gibt der Batteriewechselrichter beim Laden eine kleinere Spannung als das Hausnetz, sodass der Strom dann in den Wechselrichter fließt?

Was passiert beim Entladen? Hat der Batteriewechselrichter dann eine höhere Spannung als das öffentliche Stromnetz, sodass der Strom aus dem Batteriespeicher entnommen wird?

Woher weiß konkret der Batteriespeicher, dass er beim Laden Energie aufnehmen muss? Wie wird das im inneren umgesetzt.

Also die Regelung oder das Konzept ist klar, jetzt geht es in die tiefe…

Danke

Answer 2

[Tsuchigumo]

Weil in der Physik alles immer den Ausgleich sucht, auf einer Seite Elektronenmangel und der anderen ein Überschuss(durch die PV Stromerzeugung) deshalb fließt der "Strom", da z.B. im Kupferkabel das Kupfer dazu neigt viele viele Elektronen freizugeben bzw zu "transportieren" gibt es den Überschuss an den Mangel weiter. Und wenn du jetzt z.B. einen Verbraucher einschaltest, erhöht das den Mangel und dieser wird versucht auszugleichen.

Welche Formel du jetzt dazu haben willst weiß ich nicht.

Spannung? Stärke? Menge? Geschwindigkeit? Differenz? da fehlen einem viele Werte wie die PV -Ausgabe, der Bedarf , Leistungsgrad usw usw usw..

Woher ich das weiß: Berufserfahrung

Answer 3

[lisaloge]

Die physikalischen Grundlagen wurden ja bereits beschrieben.

Kommt nun noch ein Batteriespeicher hinzu, entsteht ein weiterer Regelkreis. Es wird an der Netzgrenze gemessen, was dort passiert und die "Produktion" des Batteriespeichers entsprechend nachgeführt.

Da das zumindest einen kurzen Augenblick dauert, wird auf dem Zähler ein kurzer Bezug bzw. (in der Nacht) sogar eine kurze Einspeisung sichtbar sein.

Comments

[PeterGebing]

Hallo,

 

ok das habe ich verstanden.

Wie funktioniert das genau, dass in dem Regelkreis der Batteriespeicher geladen/entladen wird.

Was passiert in dem Laderegler oder Batteriewechselrichter, dass der Strom „weiß“ ok jetzt fließe ich in die Batterie und nicht in das Hausnetz?

Gibt der Batteriewechselrichter beim Laden eine kleinere Spannung als das Hausnetz, sodass der Strom dann in den Wechselrichter fließt?

Was passiert beim Entladen? Hat der Batteriewechselrichter dann eine höhere Spannung als das öffentliche Stromnetz, sodass der Strom aus dem Batteriespeicher entnommen wird?

Woher weiß konkret der Batteriespeicher, dass er beim Laden Energie aufnehmen muss? Wie wird das im inneren umgesetzt.

Also die Regelung oder das Konzept ist klar, jetzt geht es in die tiefe…

Danke

[lisaloge]

@PeterGebing

Letztendlich lässt sich der komplette Regelvorgang für den Batteriespeicher aus der Messung an der Netzgrenze ableiten.

Beim Ladevorgang ist der Batteriespeicher ein Verbraucher im Hausnetz wie jedes andere Gerät auch. Mit dem Unterschied, dass die Last variabel ist und so der Überschuss aus einer PV relativ exakt aufgenommen werden kann.

Beim Entladevorgang verhält sich der Batteriespeicher wie ein weiterer Wechselrichter, siehe physikalische Grundlagen. Mit dem Unterschied, dass dieser genau so viel Leistung erzeugt, um an der Netzgrenze ein Gleichgewicht herzustellen.

Ob der Speicher sich lädt, kann er prinzipiell im Rahmen der in der Software getroffenen Einstellungen selbst entscheiden. Ob er nur Überschuss aus der PV aufnimmt, aus dem Netz geladen wird oder einfach nur abwartet (Erhaltungsladung).