Frågor om växelriktare och laddningsregulatorer

[IWA]

Hej!

Jag är en person som håller på och försöker ta reda på allt jag kan om solenergi för att eventuellt börja på en egen anläggning på ett hus jag har i Thailand. Jag tror jag har lyckats få koll på det mesta men det är några saker som kvarstår när det gäller anslutning till elnätet. (Och ursäkta om jag i vissa fall bara kan den engelska termen för något begrepp, nästan all research har varit på engelska siter.)

1. Om jag använder "micro inverters" (mikroväxelriktare?), dvs en växelriktare som sitter på och hanterar en enda solpanel, hur går det då att kombinera flera sådana och använda dem som "grid tied inverters" (nätlåst? Sorry, här kan jag inte den svenska termen)? Jag har förstått att förlusterna kan minskas på det här sättet om man har intermittent skuggning av vissa paneler då och då. Och om strömmen går från nätet, kommer då alla mikroriktarna att slå av på samma gång eller kommer de att lura varandra att strömmen fortfarande är på?

2. Jag skulle gärna vilja ha något slags batteribackup eftersom strömmen i Thailand går mycket oftare än i Sverige. Men hur går det ihop med mikroväxelriktarna? Går det alls?

3. Normalt så har man antingen en "grid tied" lösning eller en batteribackad lösning som man sen tar husets energi ifrån, har jag förstått.  Men finns det ingen kombination så att man i första hand laddar batterierna, i andra hand använder själv och i tredje hand skickar ut på nätet? I lösningen måste ingå att den slår om till batteribackup direkt om nätet går.

4. Om man har en laddningsregulator till sin batteribank, hur talar man om för regulatorn vilka spänningar den ska använda? Det finns ju en mängd olika batterityper och de har alla olika spänningar och strömmar som de tål. Det här kanske är självklart när man väl får en i handen, men jag har inte sett någonting alls om det i all text som jag har läst.

Det här får räcka till att börja med. Det kanske kommer fler frågor när jag får svaren (om jag får några :) ).

[nelos]

Mikroväxelriktare är nätanslutna ("grid tied"), så de kopplas direkt till elnätet.

Mikroväxelriktarna kopplas in parallellt med varandra, så de känner ingen skillnad på om spänningen kommer från
en generator långt bort eller från en annan mikroväxelriktare bredvid.
De enda de detekterar är elnätet spänning.

Mikroväxelriktarna kommer inte kunna "lura" varandra att strömmen fortfarande är på om nätspänningen bryts.
Detta eftersom systemet forutsätter att ALL energi som produceras kan förbrukas direkt någon annanstans.
Växelriktarna matar in all effekt de kan.

Om nätkontakten bryts kommer systemet inte vara i balans.

Det finns två alternativ:
1. Antingen kommer växelriktaren försöka mata in mer effekt än som förbrukas.
Spänningen kommer då stiga mycket snabbt så ett gränsvände nås och växelriktaren slår av.

2. Eller också räcker inte effekten till för de laster som finns i huset.
Spänningen sjunker då under ett tröskelvärde och växelriktaren slutar arbeta.

Batteribackup kan ju enklast ordnas genom att helt enkelt ladda batterier med 230V nätspänning.
Men de måste man exempelvis ha ett separat elsystem som drivs av batterierna,
och jag gissar att du helst vill kunna använda det vanliga elsystemet även från batterierna.

En laddregulator arbetar med en given arbetsspänning som står i databladet för regulatorn.
Vissa kan även ha stöd för exempelvis 2 spänningar.
12V, 24V och 48V är vanligt förekommande.

Har du något exempel på en regulator du funderar på?

[IWA]

Hej Nelos, och tack för svaret!

nelos wrote

Om nätkontakten bryts kommer systemet inte vara i balans.

Det finns två alternativ:
1. Antingen kommer växelriktaren försöka mata in mer effekt än som förbrukas.
Spänningen kommer då stiga mycket snabbt så ett gränsvände nås och växelriktaren slår av.

2. Eller också räcker inte effekten till för de laster som finns i huset.
Spänningen sjunker då under ett tröskelvärde och växelriktaren slutar arbeta.

Ok, bra.

nelos wrote

Batteribackup kan ju enklast ordnas genom att helt enkelt ladda batterier med 230V nätspänning.
Men de måste man exempelvis ha ett separat elsystem som drivs av batterierna,
och jag gissar att du helst vill kunna använda det vanliga elsystemet även från batterierna.

En laddregulator arbetar med en given arbetsspänning som står i databladet för regulatorn.
Vissa kan även ha stöd för exempelvis 2 spänningar.
12V, 24V och 48V är vanligt förekommande.

Har du något exempel på en regulator du funderar på?

Blir inte förlusterna ganska stora då om energin först ska gå genom växelriktarna och sen via en likriktare?  Fast det kanske är acceptabelt för då blir systemen fristående från varandra.

När det gäller laddregulartorn så kanske du missförstod min fråga. 12V eller 24V eller vad det nu är, är väl utspänningen på lastsidan? På batterisidan så är det ju ungefär samma men inte riktigt. Blyackar ska ju laddas till en viss, ganska exakt, spänning och LiFePO4 till helt andra spänningar. Och när man laddar ur batterierna så är det även där ganska exakta spänningar när man måste bryta för att inte batterierna ska bli skadade.  Och där är det *stor* skillnad mellan olika batterityper. Hur vet regulatorn när det är dags att bryta?

Jag har inte något exempel på en specifik regulator just nu, jag vill än så länge förstå principerna.

[nelos]

Växelriktare har en verkningsgrad på minst 95%, även för mikroväxelriktare.
Så 5% eller så av energin blir förluster (värme) i växelrikaren vid omvandlingen till växelström.
Sedan tillkommer några procent förluster om när man går tillbaka till likström.

Det är inte så mycket i sammanhanget, men visst skulle de bli mindre om man inte behöver gå omvägen via växelspänning.
När man använder likspänning direkt slipper man de extra förlusterna.

Regulatorn är specialkonstruerad för den batterityp man använder, Pb eller LiFePO4.
Det stämmer att det är noga med spänningarna, speciellt för LiFePO4.

För litium räcker det inte att ladda batteriet med en given spänning, man måste även hålla redan på spänningarna på varje enskild cell, så det kräver mer styrelektronik.

[IWA]

Ok, då tror jag att jag förstår.  Tack för utmärkta svar!

[greger]

Titta på Kostal prylar, de har en enhet som heter Piko BA System.
http://www.kostal-solar-electric.com/content/en/index.php?am=58&as=422&ass=0&al=en&mp=422&kat=6

[IWA]

Intressant... tack!

Det dök upp två frågor till när jag tänkte lite närmare.

1. Hur är det med mikroväxelriktarna? Kör man alltid med en per panel eller brukar man köra några korta seriekopplingar med typ 2/3/4 paneler per mikroväxelriktare?

Anledningen till att jag frågar är att jag vill starta i liten skala och sen bygga ut när jag vet mer. Då är flexibilitet viktigare än effektivitet. Sen när jag har lite data kan jag bygga ut. :)

2. Eftersom strömmen inte är speciellt tillförlitlig så är egentligen backupfunktionen viktigare för mig än minskade kostnader (just nu i alla fall). Men om jag har mikroväxelriktare som dessutom är nätbundna så kommer de ju att slå av när nätet lägger av. Vilket i sin tur betyder att när jag verkligen behöver strömmen så kommer batterierna inte att laddas!  Finns det något sätt att fortfarande ha fördelarna med mikroriktarna (billigare kabling, mindre förluster vid intermittent skuggning, etc) och ändå kunna ladda batterierna när strömmen går?

Jag förstår att jag kan ha en separat likströmsladdningsregulator parallellt med växelriktarna men då försvinner ju fördelarna som jag har med dem.

När det gäller batterierna så är det inte nödvändigt för mig att köra hela huset på dem. Det finns egentligen bara 3 viktiga saker som *behöver* ström: vattenpumpen, kylskåpet/frysen och min dator som jag arbetar på. Resten är bekvämligheter men inte nödvändiga så det är helt ok för mig att ha ett litet "nödelsystem" som är separat.

[callec]

Kan detta vara något för dig

http://www.bine.info/fileadmin/content/Presse/Projektinfos_2010/Projektinfo_1010/projekt_1010_internetx.pdf

[IWA]

Inte omöjligt.  Bra länk i alla fall.