Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

Entwicklung und Bau von Hardware aller Art, die im HM-Umfeld eingesetzt werden kann

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TomMajor
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Re: Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

Beitrag von TomMajor » 10.09.2022, 18:44

ich habe den thread hier nur überflogen, durch Zufall habe ich gestern bei FHEM einen link auf diesen thread gelesen und mit diesen Fazit:
Ein sehr interessanter Thread für mich da ich bei unserer geplanten PV Anlage + WP vor der gleichen Fragestellung stehe: "wie kann ich den PV-Überschuss möglichst genau verheizen?" Ich erlaube mir, das bisher gesagt kurz zusammenzufassen: technisch ist die Lösung relativ "einfach": ich schalte einen Heizstab (1000W) periodisch ein und wieder (50:50) aus um den gewünschten Mittelwert (500W, entspricht hier meinem Überschuss) zu erhalten, wegen der Trägheit des Heizstabes und des Mediums Wasser kann die Schaltperiode auch sehr lange sein. Der Heizstab taktet also und zieht während der An-Phase 1000W und während der Ab-Phase 0W, im Mittel lande ich dann bei 500W. Von der Verrechnungsseite her wird es aufwändig: ich muss die Schaltperiode genügend kurz wählen damit der Zähler in der Summe auf 0W kommt. Das hängt von der Zählerart ab:

- Bei alten Ferrarizählern ohne Einspeisevergütung kann ich den Heizstab 1 Minute laufen und 1 Minute abschalten lassen. In der ersten Minute beziehe ich dann 500W vom Netz (=Heizstab 1000W + 500W Überschuss macht 500W Differenz die aus dem Netz kommen muss), in der zweiten Minute speise ich die 500W Überschuss in's Netz zurück, in der Summe habe ich 0W bezogen. Diese sehr einfach zu realisierende Ansteuerung wie sie "der-sigi" vorgeschlagen hat ist heutzutage leider obsolet da der Bezug von 500W in der ersten Minute und die Rückeinspeisung in der zweiten Minute beide unterdessen erfasst und separat verrechnet werden, in der Summe habe ich zwar 0W, zahle aber drauf weil ich für den bezogenen Strom mehr zahlen muss als ich für den eingespeisten erhalte.

- Die zweite Methode ist mit einem Thyristorsteller der innerhalb einer Phase an- und abschaltet wie das "crispyduck" vorgeschlagen hat. Technisch auch noch relativ einfach umzusetzen. Hier ist die Taktperiode wesentlich kürzer (1/100s). Die Frage die "MadMax" aufgeworden hat ist, ob die modernen Smart-Meter den Mehrbezug am Anfang (oder Ende) der Phase sowie die Rückeinspeisung während der restlichen Phasendauer erkennen und - wegen der oben beschriebenen Problematik - entsprechend verrechnen sodass ich in der Summe draufzahle obwohl ich netto 0W beziehe? Wenn ich mir die Doku von dem bei uns verwendeten Smart-Meter anschaue (https://www.metrima.com/images/pdf/GEN4 ... SHEET1.pdf) scheint er nur die Summe pro Phase zu berücksichtigen und nicht die tatsächlichen Stromflüsse während einer Phase -> damit ist das Problem scheinbar gelöst.

- Am Elegantesten wäre meiner Meinung nach aber ein PWM Ansatz mit entsprechend hoher Taktung (weit oberhalb von 50Hz): durch entsprechende Auflösung und Glättung habe ich (annähernd) wieder eine Sinusspannung am Ausgang die das Netz nicht stört und bei der Verrechnung keine Probleme machen sollte. Der erwähnte "Aton Heizstab" oder auch - wenn ich das richtig sehe - z.B. der Ohmpilot von Fronius arbeiten so.
ich bin nicht in der Materie drin, wollte nur die Info teilen, für den Fall dass sich neue Aspekte ergeben.
Viele Grüße,
Tom

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Re: Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

Beitrag von funkleuchtturm » 10.09.2022, 20:00

TomMajor hat geschrieben:
10.09.2022, 18:44
ich bin nicht in der Materie drin, wollte nur die Info teilen, für den Fall dass sich neue Aspekte ergeben.
Danke für den Hinweis!
Das Thema ist besonders interessant, weil bei den aktuellen Strom- und Gaspreisen die optimale Eigennutzung von selbst erzeugter Energie immer attraktiver wird.
Viele Gruesse
Eugen
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Re: Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

Beitrag von klassisch » 10.09.2022, 20:09

@funkleuchtturm Gut, daß die Untersuchungen durchführst. Bin gespannt, was da herauskommt. Das Gerät sieht ja bezahlbar aus.
@FF984 Aus meiner Sicht reden wir genaugenommen über 2 Zeitbasen. Einmal die Zeitbasis der Energieintegration dE(t) = U(t) * I(t) dt und dann die Mittelung über Periode(n), um die Wirkleistung zu extrahieren. Erstere sollte absolut genau sein, letztere geht per Definition über eine Periode.
Vermutlich (Spekulation) nutzen die Hersteller nur eine Zeitbasis und haben sich für die Absolutzeit entschieden, weil die direkt in die Energiebestimmung eingeht (dt) und die genaue Ermittlung der Periodendauer schwierig ist. Für die Extraktion der Wirkleistung wird dann statt über eine Periode über eine Sekunde, also (ca.) 50 Perioden gemittelt.

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Re: Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

Beitrag von funkleuchtturm » 22.09.2022, 15:37

Ich hab jetzt eine Reihe von Versuchen mit diesem Thyristorsteller gemacht. Das Modul gibt es sowohl als Phasenanschnitts- und als Schwingungspaket-Steuerung. Der offensichtlich sehr kompetente Hersteller hat mir freundlicherweise beide Varianten zum Test überlassen.
Zur Ansteuerung verwende ich eine Steuerspannung von 0 bis 10V, die ich aus einem PWM-Signal meines Controllers erzeuge.
Zur Phasenanschnitts-Steuerung muß nicht viel gesagt werden, denn sie schaltet entsprechend dem Phasenwinkel ein und im Nulldurchgang wieder aus. Ergebnis ist ist eine stufenlose Leistungssteuerung.
Die Schwingungspaket-Steuerung funktioniert so, daß jede Sekunde Schwingungspakete mit einer Länge von 0 bis 100 Halbwellen im Nulldurchgang eingeschaltet werden. Ergebnis ist eine in 100 Schritten gestufte Leistungssteuerung.
Die Versuche wurden durchgeführt mit meinem digitalen Stromzähler bzw. Zweirichtungszähler ISKRA MT681, dessen Mess-/Mittelungsintervall vermutlich 1 Sekunde ist.

Ergebnis:
  • Die Umschaltung zwischen Strombezug und Stromabgabe erfolgt in Abhängigkeit vom Mittelwert der Leistung aller 3 Phasen.
  • Bei Dimmung der Leistung mit der Phasenanschnittssteuerung ist die Leistungs-/Energiemessung genau bzw. es sind keine negativen Auswirkungen des veränderten Strom-/Spannungsverlaufes zu erkennen.
  • Bei Dimmung der Leistung mit der Schwingungspaket-Steuerung entsteht bei meinem Zähler eine Leistungsanzeige, die zwischen positiven und negativen Werten chaotisch wechselt. Auch wenn Strom abgegeben wird, kann trotzdem die Leistung positiv (Bezug) werden. Dieser Betrieb ist also in Verbindung mit meinem Stromzähler nicht sinnvoll.
Anmerkung:
Lt. Erfahrungen des Herstellers funktioniert die Schwingungspaket-Steuerung bei einigen digitalen Stromzählern, bei anderen eben nicht, so wie bei mir :(
Bedenkt man, daß leistungshungrige Verbraucher wie Durchlauferhitzer, Kaffeemaschinen, Geschirrspüler und Waschmaschinen üblicherweise mit Schwingungspaket-Steuerung arbeiten, dann muß man beim digitalen Zweirichtungszähler sicher genau hinschauen, ob nicht trotz aktuellem Solarenergie-Überschuss nicht doch zumindest ein Teil der Energie als Bezugsenergie abgerechnet wird.

Gibt es eine Lösung?
Schwierig, da Thyristorsteller m.W. nur wenige hundert Watt haben dürfen. Vielleich sollte man das Intervall für die Schwingungspaket-Steuerung von 1sec auf z.B. 0,1sec verringern; hat aber dann nicht 100 Stufen sondern nur 10 Stufen.
Ich werde das mal probieren. :D
Viele Gruesse
Eugen
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Re: Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

Beitrag von klassisch » 22.09.2022, 16:07

Ganz herzlichen Dank für Deine Untersuchungen und die Info!
Wie kommt Deine PV-Anlage und der Rest des Hauses mit der Phasenanschnittsteuerung klar?

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Re: Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

Beitrag von FF984 » 23.09.2022, 08:40

Danke funkleuchtturm,
auch wenn ich mir das anders erhofft hatte, bestätigt das meine theoretischen Gedanken zur Schwingungspaketsteuerung.

Frage: Wie kannst du das Intervall der Schwingungspaketsteuerung auf 0,1s verringern? Das obliegt doch dem Hersteller oder?

Also dann bleibt also entweder Phasenanschnitt, oder evtl. ein Stufentrafo.
Bin gespannt auf deine Aussage zum Phasenanschnitt und EMV Verträglichkeit

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