- 3 x 63 Ampere Hausstrom
Nehmen wir mal an, es geht um ein räumlich etwas größeres Eigenheim mit einem ganz normalen 380 Volt Drehstromanschluß und einem modernen intelligenten (Haus-) Zähler.
Und in diesem Objekt soll ein zentraler Microprozessor die PV-Anlage samt Energie-Speicher steuern. Bei der PV-Anlage baut das Konzept auf eine dezentrale Micro-Wechselrichter- Technik auf mit bis zu 4 oder 6 einzelnen Micro-Wechselrichtern mit jeweils 2 oder 4 PV-Panelen je 500 Watt.
Als Energie-Speicher kommt ein zentraler Akku beliebiger Technik zum Einsatz. Weiterhin werden über spezialisierte Anbieter verschiedene Leistungs- Abnahme- Tarife über das Internet gesteuert. Es gibt teilweise sogar bereits Geld dafür, wenn bei einem Überangebot von Wind- oder Sonnen-Energie eine solche Überschuß-Leistung ganz gezielt für einige Stunden aus dem Versorger-Netz abgerufen wird.
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- Unten rechts sehen Sie die 12 Register / Speicherplätze der aufsummierten oder Echtzeit- Werte
Das Gesamtkonzept der Steuerung soll nicht nur den Leistungs-Zukauf vom lokalen Versorger minimieren, sondern auch bei Netzausfall die Grundlast des Objektes abdecken. Dazu gehört die lückenlose Überwachung des Leistungstransfers über den Hauptstromzähler (in beide Richtungen) sowie die Ein- und Abschaltung weniger wichtiger Geräte ("Verbraucher") über Funk-Schalt-Steckdosen.
Bei Netzausfall muß auch die Verbindung des Hausnetzes von der Versorgerzuleitung getrennt werden, da unser Akku nicht die ganze Straße versorgen kann.
Ebenso gehört bei Netzausfall die vorrangige Versorgung von Gefrierschrank und Kühlschrank sowie Kommunikatiosntechnik und Gebäudesicherung (Alarmanlage) zu den Pflichten.
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Das könnte ein Raspberry Pi 3b oder höher (oder ein ähnliches Modell) sein, der jedoch zusätzlich mit einer Notsromversorgung mehrere Tage völlig autark funktionieren müsste, falls das 380V Netz des Versorgers ausfällt und dann der Akku auch noch an der unteren Grenze ist. Dieser "Raspi" hat sowohl einen LAN-Ethernet Anschluß, einen W-LAN-Chip samt Antenne sowie auch 4 USB Anschlüsse, über die er mit den anderen PV-Komponenten kommuniziert. Der Leistungsbedarf ist normalerweise marginal, sodaß der Notstromaufwand für dieses Teil erschwinglich ist.
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Aus Effizienzgründen (Leitungsverluste vom Dach bis zur PV-Technik) werden die einzelnen in der Nähe der Panels sitzenden Micro-Wechselrichter- Ausgänge (230 V) zu einem Inhaus-Sammel-Knoten zusammengeführt, der den gemeinsamen Laderegler für den Akku speist. Liefern die Wechselrichter mehr bzw. überschüssige Leistung, wird die gleich an den Entladeregler weiter geleitet.
Der Entladeregler verteilt die verfügbare (eingesammelte) Leistung aus dem Inhaus-Sammel-Knoten (oder aus dem Akku) wieder ganz gezielt auf die drei Phasen des Hausnetzes und zwar je nach abgefragter Grundlast (man nennt das Nulleinspeisung).- bei mir "Nullsummenregelung".
Weitere überschüssige Sonnen-Leistung wird zusätzlich zu der gezielten "Nulleinspeisung" (auf alle drei Phasen gleichmäßig) über ein intelligentes 3-Phasen Load-Balancing ebenfalls in das Hausnetz und damit zum Versorger eingespeist.
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Kritisch wird es, wenn keine Sonne scheint, der Akku nur noch gering gefüllt ist und dann auch noch das Versorgernetz ausfällt. Das kommt zwar sehr selten vor, sollte aber bei der Bestimmung der Prioritäten eingeplant werden.
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Die Grundroutine (eine Schleife) des Programms im zentralen Microprozessor muß die PV-Komponenten und die vom Betreiber festgelegten Bedingungen abfragen.
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- Sind alle 3 Drehstrom-Phasen des Versorgers online ?
- Sind alle Micro-Wechselrichter online ?
- Liefern die einzelnen Wechselrichter Sonnenenergie zum Laderegler ?
- Wie hoch ist der Ladezustand (Füllstand) des Akkus ?
- Wird zur Zeit auf welcher Phase Leistung vom Versorger abgerufen / eingekauft ?
- Welcher Stromtarif (von zur Zeit 3 Tarifen) ist aktuell gültig ?
- Sind alle angemeldeten Funk-Schaltsteckdosen onlne ?
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Eine Beschreibung der Programm-Logik folgt noch .......
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Durch das Auslesen der drei Phasen-Register des Hauszählers bekommt der zentrale Prozessor drei unterschiedliche Grundlasten auf den drei Phasen gemeldet bzw. angezegt. Periodische Lasten wie Kühlschrank und Gefrierschrank sind nicht dabei.
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Phase L1 = 35 Watt
Phase L2 = 85 Watt
Phase L3 = 5 Watt
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Die von den Wechselrichtern angelieferte Beispiel-Leistung wäre zusammen 3.525 Watt.
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Davon abgezogen -125 Watt für die Summe der Grundlasten und -400 Watt für das Aufladen des Akkus verbleiben 3.000 Watt zum Einspeisen in das Netz des Versorgers.
Der intelligente Loadbalancer müsste jetzt die 1000 Watt pro Phase + der jeweiligen Grundlast einspeisen, das wären dann
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Phase L1 = 1035 Watt
Phase L2 = 1085 Watt
Phase L3 = 1005 Watt
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In diesem Beispiel ist die Dauer-Ladeleistung des Akkus mit 400 Watt bewußt niedrig angesetzt. Auch die Grundlast verteilt auf alle drei Phasen ist bewußt niedrig angesetzt, so erklärt sich der Zusammenhalt besser.
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