Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

Windy Boy 1100LV protection Box?
 
Ludwig
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Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 18.07.2022 - 22:14 Uhr  ·  #1
Guten Tag,

Wir wollen ein 800W Windrad nach Bauart von Hugh Piggott ans Netzt bringen. Der Generator wurde eigentlich für 24V Batterieladung gewickelt.

Ich habe mich für den Windy Boy 1100LV Wechselrichter entschieden. Eingangs Spannung 22-60VDC.

Was mir fehlt ist eine gute Lösung für die Regelung der Spannungsbegrenzung. Ich habe nach Recherchen keine Information gefunden, ob es überhaupt mal eine “Protection-Box” von SMA für diese niedrigen Spannungsbereiche gegeben hat, wie es sie für 300V aufwärts gibt. Weiß dazu irgendwer etwas?

1. Eine Idee war einen Batterieladeregler mit Lastumleitungsfunktion wie die Tristar von Morningstar zu verwenden. Davor wurde ich allerdings gewarnt, da dieser eventuell beschädigt werden könnte, wenn er nicht an einer Batterie hängt.

2. Die zweite Möglichkeit wäre bis jetzt Selbstbau mit Arduino und Solid-State-Relais oder ähnlichem. Eine sauber Ansteuerung von Mosfets mit PWM traue ich mir in diesem Leistungsbereich noch nicht zu.

Jeweils geht es natürlich um die Ansteuerung von Lastwiderständen.

Mich würde sehr interessieren, welche erprobten Lösungen es für dieses Problem bereits schon gibt.
Vielen Dank im Vorraus!

Ludwig
Che
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 19.07.2022 - 08:15 Uhr  ·  #2
Auch abgestimmte Relais sind möglich.
Schalten i.A. schon bei ca. 60% der nennspannung ein und erst bei ca. 20% wieder aus.
Diese Hysterese ist hilfreich gegen Relaisklappern.

Nun gibt es für genau z.B. 60V kein Relais. Also mit Vorwiderstand (einstellbar?) eines mit Nennspannung 60V so hin trimmen.
Wenn zusätzlich oder nur Z-Dioden genommen werden, vermindert sich die Hysterese.

Wenn gewünscht kann ich Dir Bauteile raus suchen. Am besten so, dass 3 Ersatzlasten am Drehstrom geschaltet werden.
Bei einer Last nach dem Gleichrichter müsste der das aushalten. Geht bezüglich Belastung um "Softkurzschluss"!
Che
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 19.07.2022 - 17:33 Uhr  ·  #3
Nachtrag:
Gerade überlegt, die Piggott-Anlagen haben ja ein Furl-System. Dies bezüglich hatte ich der Fa. Schams Solar bezüglich WindMaxx 500 folgendes geschrieben:

Wenn mechan. - aerodyn. Abregelungen verbaut sind, wie Furl- oder Helikoptersysteme, kann (oder sollte sogar) dieser "Softkurzschluss"
zum Strömungsabriss entfallen oder wesentlich schwächer ausfallen. Dann kann es evtl. so bleiben.
Diese Abregelsysteme brauchen nämlich den Rotordruck zum Auslösen. Der wiederum ist im Leerlauf am größten (bei Schnellläufern!)
und sinkt bei zunehmendem "Abwürgen".

Kannst dort ja mal nachsehen, im Prospekt am Ende, wie die den Bremswiderstand berechnet haben.
Wirkt allerdings so nur als Ersatzlast. Bremsen tut er nicht direkt.

Wenn das "Abwürgen" entfällt, hat das den Vorteil, dass weiter die Nennleistung eingespeist werden kann, wenn das Furl-System sauber abgestimmt ist.
So eine geringe Hysterese aber (hier 160 zu 150V) wäre für Relais zu gering. Würde zu Relaisklappern führen.
Ludwig
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 27.07.2022 - 06:48 Uhr  ·  #4
Hallo Che,

danke für deine Anwort und entschuldige meine verzögerte Antwort.

Ich habe mir zwei Stufen der Spannungsbegrenzung so vorgestellt.

1.Spannungsregelung: Im normalen Betrieb wird bei erreichen einer eingestellten Spannung (in diesem Fall ca. 50V) eine Ersatzlast (Dumpload) mittels PWM-Regler zugeschaltet, um alle Leistung die zu einer weiteren Spannungserhöhung führen würden zu verbrauchen. So wird die Eingangsspannung am WR konstant gehalten und er speist weiter mit Nennlesitung ein.

Ich frage mich, ob ich für diese Spannungsregelung einen normalen Dumpload - Batterieladeregler benutzen kann?
Wie z.B. den Tristar von Morningstar o.ä: https://www.morningstarcorp.co…tar-en.pdf
Bedenken habe ich, da die gleichgerichtet Spannung vom Windrad eine hohe Restwelligkeit hat und ich nicht weiß, wie schnell der Batterieladeregler regelt und eventuell mit der dynamischen Leistungsänderung vom Windrad probleme haben kann. Gibt es diesbezüglich Erfahrungen?


2. Überspannungsschutz: Sollte die Spannung, aus welchem Grund auch immer (unerwartet starke Böje, Ausfall oder Defekt der 1. Spannungsreglung ....) trotzdem weiter ansteigen wird das Windrad (bei 55V) mittels Generatorkurzschluss gebremst.
(Dafür ist es natürlich wichtig, dass der Generator das verträgt(!!) Bei den Anlagen von Hugh Piggott mit Axialfluss-Scheibengenerator ist dies möglich.)

Für diesen Überspannungsschutz würde ein Relais verwenden, wie du beschrieben hast. Könnte ich auch ein 24V Relais auswählen und mit Vorwiederständen vor der Spule so einstellen, dass es bei der gewünschten Spannung (55V) schließt?
Gibt es eine Möglichkeit das Relais dann erst Zeitverzögert (5min) wieder öffnen zu lassen, um ständiges Anlaufen und Abremsen der Anlage bei Störungen zu minimieren?

Vielen Dank für die Hilfe :)
Che
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 28.07.2022 - 08:54 Uhr  ·  #5
Sorry, fahre ne Woche in Urlaub. Bin in Eile. Später vielleicht!
XXLRay
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 31.07.2022 - 22:14 Uhr  ·  #6
Martin78
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 21.09.2022 - 18:29 Uhr  ·  #7
Hallo Sorry
Habe auch so ein Problem habe eine Black 300/48mit Br3 Bremsmodul dieser speist einen Windmaster nun würde ich überlegen auf einen Windy Boy umzusteigen aber der hört ja bei 60 Volt auf. Gibt es eine Möglichkeit oder wäre eine Zwischenspeicher Batterie sinvoll
cerco
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 21.09.2022 - 21:31 Uhr  ·  #8
Nee, zu großer WR, tolles Ding, aber nicht für so eine kleine WKA..
Martin78
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Re: Überspannungsschutz für Wechselrichter mit max. 60VDC Eingangsspannung

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Gepostet: 21.09.2022 - 21:53 Uhr  ·  #9
Habe es mir fast gedacht
Wäre eine Black 600 sinnvoller für den Windmaster
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