Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

 
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Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 31.10.2020 - 16:58 Uhr  ·  #1
Hallo liebe Leute!

Zum Anfang möchte ich allen Beteiligten an diesen Foren ein großes Lob für die sehr gut gelungenen Beiträge aussprechen.

Da ich Schlosser bin, habe ich leider auf dem elektrischen Gebiet nicht immer die nötigen Fachkenntnisse. Alles was ich bisher
über die Elektrik weiß, habe ich mir selbst beigebracht zB bei Wikipedia, oder ich habe mich mit Elektrikern unterhalten.

Nun zu meinem Vorhaben: Ich plane einen Generator von einem Wasserrad antreiben zu lassen ( ich weiß, dass es hier kein
Wasserkraft-Forum ist, aber es dreht sich um den passenden Wechselrichter (WR), der praktisch genauso so die gleiche
Arbeit, wie bei einem Windrad, verrichtet).
Der Generator, chinesischer Bauart, leistet bei 200 UpM 3Kw, 3Phasen 380Vac. Dann kommt der WR, von dem ich eine Aus-
gangsleistung von ca 2,5- 3Kw, 1 Phase 230Vac 50Hz (netzkompatibel). erwarte. Das ganze sollte ohne Batteriepufferung
laufen. Wenn sich der Generator dreht, wird Strom erzeugt. Wenn sich der Generator nicht dreht, gibt es keinen Strom.
Leider habe ich bei den chinesischen Onlinehändlern, trotz des immensen Angebots, nicht den richtigen WR gefunden.
Vielleicht habe ich ihn aber auch übersehen.

Ist meine Vorstellung überhaupt realisierbar?

Über eure Antworten würde ich mich sehr freuen und verbleibe
mit freundlichen Grüßen

Hans
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 31.10.2020 - 18:25 Uhr  ·  #2
Schau mal bei Windradteile zu verkaufen, hier im Forum ... der Ginlong 5 kW kann das.

Leerlaufspannung des Generators sorgfältig ermitteln, Überspannungsschutz für den WR vorsehen!
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 31.10.2020 - 18:55 Uhr  ·  #3
Bei einem 3 phasigen Generator - müßte da nicht ein Gleichrichter vorgeschaltet werden der den vom Generator kommenden 3 phasigen Wechselstrom als Gleichstrom dann in den Wechselrichter einspeist?

Sorry, viel Ahnung von sowas hab ich auch nicht, es ist mehr eine Frage.

Vielleicht sind ja Gleichrichter hinter den Anschlüssen am Wechselrichter installiert die das machen, jedenfalls stelle ich mir vor das Wechselstrom keinen Wechselrichter braucht sondern etwas was die 380 V auf 220 runtertransformiert und auf genau die nötige 50 Hertz Netzfrequenz steilt.
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 31.10.2020 - 22:19 Uhr  ·  #4
Na klar, den B6 Gleichrichter braucht es . davon ist wohl beim DC WR auszugehen...
Hast natürlich Recht
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 02.11.2020 - 17:23 Uhr  ·  #5
Vielen Dank für Eure Antworten!

Ich möchte noch einiges hinzufügen: Warscheinlich habe ich mich mit "netzkonform" nicht richtig ausgedrückt; besser sollte es heißen:
"wie die Werte im Netzstrom", da ich ja eine Inselanlage erstellen möchte.
Der WR, den cerco meint, ist nach meinem durchlesen ein Einspeise-WR, daher für mich nicht verwendbar.
Ferner möchte ich noch mitteilen, dass der Generator mit der Nenndrehzahl von 200 UpM +/- 5%, also ziemlich konstant, dreht.

Das Schaltbild vom B6-Gleichrichter verstehe ich so, dass am Ausgang ein 1phasiger Gleichstrom abgeht. Könnte ich dann einen
einphasigen Dc-WR verwenden?

MfG
Hans
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 02.11.2020 - 17:51 Uhr  ·  #6
Ach so ..
Dann könntest Du doch mal messen , wieviel Hz Dein 380 VAC Generator denn bei 200 rpm generiert?
Ist der Stern Punkt der Drehstrom Wicklung herausgeführt?
Dann hättest Du halt 3*230 V,50 Hz.
a 1 kW?

Ist das ein PMG Generator, oder was für ein Typ?Ein Asynchron oder Synchron Generator?
Mit oder ganz ohne Spannungsregelung?
Tja..
Alle Sunny Island und die Victron Multiplus und viele andere können halt ein Inselnetz aus einem Akku bilden..
Akku
Spannungen nach Wahl.

Und dann eben mal schauen, wer von den 3 phasigen Typen einen Generator Eingang hat?
Der muss dann für Drehstrom 380 VAC 50 Hz geeignet sein

Für Deine Anwendung am Ende wohl die sicherste Lösung.
Vorteil: dann geht kurz auch mal 5 kW oder mehr.
(Anlaufstrom von Geräten beachten..)
Wer kennt sich damit aus hier ?
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 02.11.2020 - 17:56 Uhr  ·  #7
ja das könntest Du,

allerdings sind die meisten relativ preiswerten Wechselrichter nur für Eingangsspannungen von 12V oder 24V, seltener 36 V und 48 V, wobei es Unterschiede zwischen echter Sinuswelle und modifizierter Sinuswelle gibt. Die echte Sinuswelle erlaubt Dir die problemlose Nutzung von Motoren, elektronischen Geräten etc. während die modifizierte nur für eine eingeschränkte Nutzung, z.B. Heizung, Licht etc. gut ist.

wenn Du eine Insellösung vorhast die auch das Speichern des erzeugten Stroms in einer Akkubank vorsieht dann ist die oben genannte DC Eingangsspannung in den Wechselrichter leicht durch die Kombination eines oder mehrerer Speicherakkus leicht zu machen, allerdings kannst Du von der Generatorseite her kaum die gleichgerichteten hohen 380 V direkt ohne passende Ladeelektronik in die Akkus zum Laden einspeisen. Das kann teuer werden jemand anders kann vielleicht helfen.

Da Du aus dem Generator relativ konstante Leistung bekommst, frage ich mich auch warum es nicht mit einem einfachen Transformator gehen sollte, die 380 V auf 220 V herunter zu transformieren. Allerdings müsstest Du wissen, mit welcher Frequenz die 380 V kommen und wie das ggf. auf die gewünschten 50 bis 60 Hertz geregelt wird müsste einer der richtigen Experten hier beurteilen.
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 02.11.2020 - 21:01 Uhr  ·  #8
Hallo zusammen,

Der Generator, chinesischer Bauart, leistet bei 200 UpM 3Kw, 3Phasen 380Vac.

Das sind 3,33 Hz. Das ist weit neben erforderlichen 50 .. 60 Hz 230 Vac.
Höher als 60 Hz (z.B. 100 Hz) wäre meistens auch kein Problem.

Damit fällt ein Transformator aus.
Außerdem kann man so nicht aus 3 Phasen eine Phase machen.
Aber man könnte nur eine Phase belasten, die dann aber nur mit 1 KW.

"Dann kommt der WR, von dem ich eine Ausgangsleistung von ca 2,5- 3Kw, 1 Phase 230Vac 50Hz (netzkompatibel) erwarte.
Das müsste ein Insel Wechselrichter Sinus sein. Alternativ deutlich günstigere Trapez, bzw. Rechteck Wechselrichter.
Mit Trapez Wechselrichter, haben manche Geräte (selten < 5%) Schwierigkeiten,
z.B. geht dimmen oft nicht (sogenannte Phasenabschnittsdimmer).

"Das ganze sollte ohne Batteriepufferung laufen. Wenn sich der Generator dreht, wird Strom erzeugt.
Wenn sich der Generator nicht dreht, gibt es keinen Strom."

Klingt einfach, wird komplizierter.
Eigentlich alle Inselwechselrichter gehen in einen Fehlerzustand, wenn die Eingangsspannung zu stark schwankt.
Wenn sich der Generator wieder dreht, muss man dann den Wechselrichter manuell einschalten.
Hinzukommt: die Spannung des Generators knickt unter Belastung ein weil sich die Drehzahl ändert.

Wie auch immer:
Die 3 Phasen müssen gleichgerichtet werden um DC zu haben.
380 V DC und mehr nach der Gleichrichtung sind ziemlich hoch.
Du kannst ja mal nach gebrauchten USV suchen. Manche geben an, mit welcher Spannung die intern arbeiten.
Ich meine so 96 V oder 192 V wären normal, aber 380 V?
Ich kenne keinen Inselwechselrichter, der das kann.

Was helfen könnte ein Drehstromtrafo der den Strom runter Transformiert auf 3 Phasen 48 V AC.
Super teuer so etwas mit min. 3 KW Nennleistung,
aber wenn du Beziehungen hast und was Ausgemustertes bekommen kannst ...

Grüße
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 02:46 Uhr  ·  #9
Toll, wieder was dazugelernt!

Dann könnte man vielleicht noch als weitere Alternative vorschlagen den Generator für einen mit weniger hohem Spannungsausgang zu tauschen weil die erwartungsgemäß häufiger günstig auf dem Markt sind als diese speziellen Insel Wechselricher die mit ca 380 V klarkommen oder Trafos für 3 kW.

Beispiel:

Generator Lenze permanent MC5 ca. 3 KW Nennspannung 110 V gerade im Angebot bei eBay unter 100 Euro
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 06:43 Uhr  ·  #10
Ganz ohne Akkubank wird es nicht gehen und macht auch keinen Sinn. Man kann sie aber relativ klein halten.

Dennoch istves möglich auch in ein bestehendes Inselnetz einzuspeisen mit einem "normalen" Insslwechselrichter. Der Kiste ist es egal auf welches Netz er aufgelegt eist solange es so stabil ist dass es in den Spezifikationen bleibt. Dazu muss der produzierte Strom aber auch abgenommen werden da das kleine Inselnetz keine Speicherreserven hat.

Das geht z.b. mit dem Sunny Island wie ich meine. hier wird dann ein 220v Netz generiert in welches Solaranlage, Windrad und Stromgenerator einspeisen können als ware es ein öffentliches Netz. Es werdn dann ohne Umweg durch den Akku erstmal alle angeshlossenen Verbraucher versorgt, Fehlleistung oder Überschuss werden dann über den Akku gesteuert so dass die Netzparamezer konstant bleiben.

Vielleicht meldet sich ja unser Mitglied "Wieso" zu Wort. Lars hat genau ein solches System aufgebaut und speist sein Netz primär AC-seitig.

Vg
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 07:50 Uhr  ·  #11
[quote="Menelaos"]
Ganz ohne Akkubank wird es nicht gehen und macht auch keinen Sinn. Man kann sie aber relativ klein halten.[/quote]

Max, wenn richtig verstanden dann ist die Wasserturbine kontinuierlich rund um die Uhr läuft mit relativ gleichbleibender Drehzahl in Betrieb.

Müsste es dann nicht möglich sein, den nicht durch die normalen Verbraucher abgerufenen Strom als Dumpload zb. in Heizung, Warmwasser und ggf im Sommer in Kühlbox oder sonstwas zu verbraten?

Wenn nie mehr als die 3 kw der Wasserturbine abgerufen werden müssen wäre dann doch keine Akkubank nötig oder geht das mit dem Sunny Island nicht?
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 08:35 Uhr  ·  #12
Die Akkubsnk kann dann ja sehr klein gehalten werden wenn kaum Puffer benötigt wird. Sie ist aber notwendig um das Netz zu stabilisieren. Und wenns nurn kleiner 150-200 Ah Akku ist dsr Spitzenlasten in beide Richtungen abfängt - aber ohne wirds nicht gehen. Bstrachten wir ihm nicht als Akku sondern als notwendiges technisches Gerät.

Für Wasserkraft mit konstanter Drehzahl und langsamen Lastwechseln gehts sicherlich auch eine Nummer Einfacher bzw. Preiswerter aber ohne Akku wird das nie klappen. Er wirkt wie ein Trägheitsdämpfer damit sich das System nicht aufschwingt. Zugleich steht man dann nicht gänzlich ohne Strom da wenn man was zu reparieren oder zu warten ist. Über den Sunny können dann alle möglichen Energiequellen angeschlossen werden. Da es sich dabei um ein geshlossenes System handelt kann man an anderen Ecken sparen und günstige Komponenten ihne ENS verwenden da ja nicht offentlich eingespeist werden muss. Über das Webinterface hat man zudem einen tollen Überblick über das System und seine Leistung.

In jedem Fall braucht man aber ein System das ein stabiles "offentliches Netz" simuliert auf das dann aufgespeist wird. Das geht nunmal nicht ohne Akku.
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 09:29 Uhr  ·  #13
Hallo Hans 17

Es werden genauere Angaben vom Generator benötigt, zum Beispiel hat ER bei 200 U/min schon 50 Hz ? dann ist es ein sehr grosser Generator und braucht überhaubt keine zusätzlichen E Geräte, und kann ,nur mit Drehzahlüberwachung und natürlich Regelung so betrieben werden.
Da ist bei allen Kraftwerken so .

Gruß Aloys.
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 10:52 Uhr  ·  #14
Kann denn das Wasserrad überhaupt 3 Kw leisten? Wie sind denn da die Rahmenbedingungen? Und was für ein Rad oder welche Art Turbine ist hier am Start? Das ist ja auch nicht ganz unerheblich. Drehzahlregelungen sind auch nicht so ganz trivial und die Qualität des Stroms bzw. der Spannung ist bei schwankender auch eher fraglich. Alles das entfällt veim Sunny und fällt preislich auch nicht wirklich ins Gewicht wenn wirklich dauerhaft 3 KW erzeugt werden können. Was Aloys schreibt kann! unter bestimmten Bedingungen funktionieren ist aber keine wirklich saubere Lösung und empfindliche Geräte werden ihre Probleme haben, ähnlich wie bei den Billigbenzingeneratoren...es sollte meiner Meinung nach schon aufgespeist werden. Dann kann man das auch als asynchrongenerator ausführen, ohne Drehzahlregulierung da das dann automatisch funktioniert.

vg
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 17:40 Uhr  ·  #15
Ich bin überwältigt von Eurem Fachwissen. Vielen Dank!

Zur besseren Verständigung schicke ich Euch mal den Link über den Generator.
Ich bevorzuge den Typ:

Inner-Rotor-Generator AFPMG 520, 3Kw, 200 RPM

http://www.u-polemag.cn/produc…5823yLfSgJ

Was mich etwas stutzig macht, sind die drei unterschiedlichen Ausgangsspannungen: 112 VDC, 220 VAC, 380 VAC
Ich werde den Händler kontaktieren, um zu erfragen, ob es sich um drei verschiedene Generatortypen handelt.

MfG
Hans
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 18:33 Uhr  ·  #16
Wenn Du den Generator erst noch bestellen möchtest dann müsstest Du dem Anbieter bei Alibaba erst noch mitteilen, welche Nenn Ausgangsspannung Du bei dem Modell brauchst, das könnten dann 112 V Gleichstrom oder je nach Wunsch 220 V oder 380 V Wechselstrom sein.

Gewünschte Nenn Drehzahl soll auch (vor Kauf) angegeben werden , je nachdem 150 oder 2oo und

außerdem müßtest Du angeben ob der Generator innen (zentrale Drehachse) oder aussen (das Gehäuse dreht um starre Achse gewünscht ist.

Alles vor dem Kauf.

Wenn der Generator schon bei Dir ist dann können erst Messungen oder das Datenblatt klarstellen was Nenndrehzahl und Voltzahl ist. Anhand von drei Kabelanschlüssen am Generator ließe sich ausschließen dass es ein Gleichstrommodell mit 112 V ist, das hätte nur 2 Kabellitzen am Ausgang.

Ob es ein Aussen oder Innenläufer ist erkennt man darn ob die Achse innen starr oder drehbar ist, das ist noch das Einfachste...

Hier der gleiche Hinweis auf Englisch aus dem verlinkten Angebot:

When sending us the enquiry,please kindly let us know your Rated output power,Rated speed,Rated output voltage,Inner rotor or outer rotor

Wenn Du den Generator noch nicht gekauft hast dann lass Dich am besten vorher hier im Forum noch von den Experten für sowas beraten damit Du alles passend ohne unnötigen Mehraufwand zusammenstellen kannst.
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 18:57 Uhr  ·  #17
Hallo FamZim

"Es werden genauere Angaben vom Generator benötigt, zum Beispiel hat ER bei 200 U/min schon 50 Hz ?"
Nein, hat er nicht. 200 UPM = 200 / 60 UPS = 3,33 Hz.

Ein Generator der 50 Hz macht braucht 50 Hz * 60 s/Minute = 3000 UPM.

Grüße
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 19:29 Uhr  ·  #18
es ist wohl ein eisenloser Generator.
Ein paar mehr Infos zum Wasserrad wären unabdingbarbum zu sehen,was für ein Generator hier geeignet und sinnvoll wäre bzw. wie er auszuwählen ist. Alles andere geht garantiert schief.

vg
max
Che
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 20:49 Uhr  ·  #19
@ Erdorf:
"Ein Generator der 50 Hz macht braucht 50 Hz * 60 s/Minute = 3000 UPM". Entschuldigung Frank, da hast Du unterschlagen, dass das lediglich für die 2-Pol Maschine gilt (Magnetpole).
Hat man z.B. 12 Pole, so hättest Du die 50 Hz (elektrisch) schon bei 3000*2/12 Umdrehungen, also 500.

@ Hans:
Stort doch alles in dem Link. Muss man nur mal runter scrollen. Da gibts Versionstabellen. Auch gilt ein / zwischen Spannungen als " beziehungsweise". Nenndrehzahl für Nennspannung steht auch da 200 u/min.
Vermute, Du willst direkt anns Netz koppeln, Drehstrom. Dann brauchst Du 380V (AC), eigentlich inzwischen 400, aber das wäre Wurscht. Viel heikeler wird es mit der Stromfrequenz.
Nach obiger Rechnung müsste es eine 30-Pol Maschine sein (Beim Scheibengenerator 60 Magneten, wenn beide Scheiben belegt),
damit schon bei 200 u/min 50 Hz entstehen, und auch 380V. Nach den 30 Polen/60 Magneten musst Du nach fragen, sonst wird es aus meiner Sicht nichts mit Direktkopplung.
Was dann immer noch die Herausforderung wäre, ist das Synchronisieren.
Bei Asynchronmaschinen weniger ein Problem, weswegen das ne Option wäre (Asynchronmotor als Generator). Da mit 200 u/min wohl nicht zu bekommen, mit Getriebe. Sonst wäre er auch vermutlich noch viel schwerer als 65 kG.
Wie gesagt, das bei dem Ziel, auf einen Einspeise-WR zu verzichten. Was bei Wasserkraft evtl. Sinn machen könnte.

Allerdings:
Bei solch konfortablen Preisen wie dem AFPMG520 (+ bischen Porto und ggf. Zoll) kann man sich allerdings auch einen Einspeise-WR leisten.
Dann Synchronisation | Netzkopplung kein Thema. Frag mal nach, was die Dir da empfehlen!
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Re: Welcher Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Gepostet: 03.11.2020 - 21:32 Uhr  ·  #20
Danke Che,

stimmt, ich bin von einem einfachen Drehstrom Generator ausgegangen.
Das muss nicht so sein.

n = 60 * f / p
n = Drehzahl in RPM
f = Frequenz in Hz
p= Anzahl Polpaare (1=einfach)

Wer mehr wissen möchte:
https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl

Grüße
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