Om man vill mata in 10 kW i ett kraftigt elnät, där det i andra änden sitter andra generatorer, med maximal effekt av ca 25 GW, men låt oss anta, en för dagen aktiv produktion av 10 GW, dvs en faktor 1E6 (En miljon) mer, ja då är 10 kW inte något "som märks".
Så solcellsomvandlaren måste byggas efter att den är "strömstyrd" - den lämnar av sin effekt och mäter vilken ström den lämnar ut på ledningen - någon spänningsändring att tala om blir det inte.
Rent praktiskt kan det vara så att om "sista länken" av elnätet fram till villan i fråga är en i det här sammanhanget klen ledning, kanske inte helt kort, säg 100m 6mm², och det i huset pågår matlagning, så att spis, varmvattenberedare mm drar 5 kW, ja då kommer i fallet "utan solceller", huset att förbruka några A i varje ledare, det blir lite spänningsfall, och det blir då lägre spänning i huset än i elskåpet ute i gatan där kabeln börjar.
Men som så solen brassar på och solcellerna matar in 10 kW i elnätet, då kommer hälften av den ström som lämnas ut att landa i spisen mm (lokalt), medan resten av strömmen går i kabeln upp till elskåpet (och sedan ut till grannens spis...). Plötsligt blir spänningsfallet över kabeln åt andra hållet, huset får högre spänning än skåpet i gatan.
Dessa spänningsvariationer kan användas för att beräkna det inte motståndet hos elnätet, men de kan inte användas för någon beräkning på solcellsomriktarens effekt eller leverans.
Så solcellsomvandlaren måste byggas efter att den är "strömstyrd" - den lämnar av sin effekt och mäter vilken ström den lämnar ut på ledningen - någon spänningsändring att tala om blir det inte.
Rent praktiskt kan det vara så att om "sista länken" av elnätet fram till villan i fråga är en i det här sammanhanget klen ledning, kanske inte helt kort, säg 100m 6mm², och det i huset pågår matlagning, så att spis, varmvattenberedare mm drar 5 kW, ja då kommer i fallet "utan solceller", huset att förbruka några A i varje ledare, det blir lite spänningsfall, och det blir då lägre spänning i huset än i elskåpet ute i gatan där kabeln börjar.
Men som så solen brassar på och solcellerna matar in 10 kW i elnätet, då kommer hälften av den ström som lämnas ut att landa i spisen mm (lokalt), medan resten av strömmen går i kabeln upp till elskåpet (och sedan ut till grannens spis...). Plötsligt blir spänningsfallet över kabeln åt andra hållet, huset får högre spänning än skåpet i gatan.
Dessa spänningsvariationer kan användas för att beräkna det inte motståndet hos elnätet, men de kan inte användas för någon beräkning på solcellsomriktarens effekt eller leverans.
Du tänker lite fel här. P=U x I stämmer alltid men du kan inte mäta spänning på ett ställe (10v spänningsfall i kabeln) och multiplicera med strömmen (som är lika i hela kretsen) och få effekten på ett annat ställe (inverterns levererade effekt.)NICHOLAS J skrev:
Levererar inverten 240V x 10A är effekten 2400W.
Har du 10V spänningsfall i ledningen är effektförlusten i ledningen 10V x 10A= 100W.
Lasten (eller nätet bortom din ledning) får
230V x 10A= 2300W
Nej, men invertern försöker höja nätets frekvens, men orkar inte ändra den så mycket. Och det blir hursomhelst samma frekvens naturligtvis när de två har kämpat klart.D Daniel 109 skrev:
Så fungerar åtminstone 100% av alla små elproducenter som har synkrongenerator.
Den lilla producenten försöker höja nätets frekvens, men bromsas av nätets impedans/frekvens. Nätet tar så mycket ström som det kan och synkrongeneratorn bromsas därmed ner, tills nät och generator får samma frekvens. Men producenten höjer nätets frekvens en aning.
En solinverter har inte en synkrongenerator.
Vad roligt att det blev lite diskussion! Satt och tänkte för mig själv att jag var trög och detta borde väl alla fatta, men så enkelt verkar det inte vara....
Jättebra svar men jag undrar vad det i "praktiken" är som gör att effekten från växelriktare tar sig ut från mitt hus vidare ut på nätet. Är det potentialskillnaden eller har det med frekvens att göra?S Soltorp40 skrev:
Ja, skickar du ut en ström blir det ju en liten potentialskillnad.
Jag gillade analogin med vatten. Tänk att det är en vattentunna med slangar in och ur densamma. Om du höjer trycket i din slang så vill ju trycket utjämnas. Samma med el. Tryckökningen låste överkomma friktionen i slangen, men sedan utjämnas det ändå i tunnan.
Samma med el, men där är det resistans istället för friktion.
Det är i praktiken spänningsskllnaden mellan faserna som gör att elen "jämnas ut" - eller kanske lite mer formellt: energi överförs elektriskt från solpanelen till någon förbrukare på annan plats, ansluten till samma elnät.
Som en bieffekt av inmatningen från solcellen kommer frekvensen hos nätet att stiga med kanske en 10-tusendels %, alltför lite för att någon skall kunna mäta det.
Men om väldigt många (säg 10 000) solceller samtidigt börjar mata in 10 kW var, då kommer det att märkas och frekvensen på elnätet kommer att stiga. Men... "De som har hand om det" har monterat in listiga instrument som mäter frekvensen, och när den stiger minskar man intaget av vatten i vissa vattenkraftverk, och när det stiger ännu mer stängs generatorer av i tur och ordning. Målet är att hålla frekvensen stabil vid 50 Hz, även om man tillåter viss dygnsvariation - lite högre på natten, lite lägre under dagen.
Så den praktiska effekten av mycket solpaneler och bra dag är att en del vattenkraftverk står oanvända. Om det är kraftverk från en sjö (säg från Vänern) så har man kanske vattnet kvar till sämre dagar (om inte sjön redan är på max-nivå), men om det är ett kraftverk i en älv där man inte kan spara, så blir effekten att man för priset av solpaneler har köpt mer brus i Hammarforsen. Eftersom de som äger vattenkraftverket då får leverera mindre el per år, men skall ha lika mycket ränta på investerat kapital, betala lika mycket lön till personalen och för underhåll av anläggningen så måste elen bli dyrare.
Så den verkliga följden av mycket solceller är dyrare el för alla, under de förutsättningar som Sverige har.
Potential är definierat som spänning mellan en punkt och jord, men i elnätet är inte jorden inblandad i den verkliga energiöverföringen - den används bara för att fixa en "säkerhetsfunktion", så jag vill inte tala om att potentialskilnader skulle vara inblandat...
Bästa svaret
Hobbyelektriker
· Värmland, Molkom
· 26 859 inlägg
Det är potentialskillnaden i spänning som driver en ström. Du har helt rätt där. Denna skillnad i spänning kan vara väldigt låg men ändå medföra en hög ström och därmed hög effekt. Ohms lag gäller.
Det borde du kunna se om du mäter spänningen över en förbrukare. Storleken på den skillnad du ser med/utan solceller kan dock variera stort, men någon enstaka volt bör du kunna se om du bor på landet. I tätort med ett starkt lågspänningsnät kanske du bara ser nån tiondels volt.
Det blir den, om impedansen i nätet är låg, och växelriktaren är oändligt stark. Ohms lag gäller. Men det är inte potentialskillnaden du ska räkna på. Den kan bara användas för att beräkna förlusterna i ledningarna. Din växelriktare ger en spänning och en ström, det är dessa två faktorer som ger vilken effekt som den ger, minus förluster på vägen.
Enklast att visa detta är via en simulator, som visar det Soltorp skriver. I första bilden nedan har vi ett "nät" till vänster med sin strömkälla, som via en låg nätimpedans på 10 mΩ driver en förbrukare som tar 30.6 A.
Din produktionsanläggning ser man på höger sida, med sina solceller och dina förbrukare. Ett motstånd på 2 Ω symboliserar dina ledningar och inre impedans i växelriktaren.
I mitten ser man din ledning till nätet. 2 Ω är kanske högt, men det är nu man ser lite mer påtagliga potentialskillnader i spänningen.
I denna första bild är det skugga, din växelriktare producerar 220 V och tillför ingenting. Det går en ström på 2.86 A i din riktning från nätet som driver din förbrukare. Notera att spänningen hos dig bara är 223 V.
Om vi nu skruvar upp solen lite så kan det se ut så här.
Din växelriktare ger 240 V och matar ut 4.1 A. Det blir en förlust i dina ledningar, så den spänning man får ut över din förbrukare sjunker till 231 V, men den är ju högre än i förra fallet Du producerar alltså 231 x 4.1 = 950 W till dig själv och till nätet.
Din förbrukare tar större delen av detta så nätet får bara 1.14 A från dig. Men du producerar till nätet nu. Du kan se att spänningen över förbrukarna i nätet ökar något, nån halv tiondels volt. Det är som att hälla en liter vatten i havet, det märks inte, men en liter är en liter.
Om man nu stänger av din egen förbrukning som i bilden ovan så går all ström ut på nätet. Att den minskar jämfört med föregående fall beror på förluster i ledningarna. Spänningsfallet över 2+2 Ω gör att det inte blir mer ström vid aktuell spänning hos växelriktaren. Jag vet inte hur de fungerar i praktiken här. Det kan ju inte höja spänningen hur mycket som helst. Men det blir lite mer bidrag till nätet.
I den sista bilden höjer jag din egen förbrukning till mer än vad solcellerna ger. Här bidrar då både nätet och solcellerna, 2.4 A från nätet och 7.6 A från solcellerna.
Denna simulator går att leka med i Falstad's kretssimulator genom att klicka på denna långa länk. Reglagen på höger sida kan användas för att justera spänning från växelriktaren och belastningarnas storlek.
Om du t.ex minskar de två motstånden på 2 Ω och därmed simulerar ett starkare nät så ser du att differensen i spänning blir betydligt mindre.
Redigerat:
Hur hanterar växelriktaren stora och snabba skillnader i effekt, jag tänker en stor anläggning på 30kW där solen går i/ur moln?
Hur och hur snabbt ändrar växelriktaren spänning och vad händer med den energi som inte hinner med i omställningen, blir den värme?
Hur och hur snabbt ändrar växelriktaren spänning och vad händer med den energi som inte hinner med i omställningen, blir den värme?
Om solen går i moln så kommer den producerade energin att kraftigt minska och det leder implicit till ett snabbt spänningsfall som i sin tur leder till att strömmen byter riktning. I motsatt riktning händer ungefär samma sak, men med skillnaden att växelriktaren "segar på" en aning (nu pratar vi om millisekunder, inte sekunder), detta leder till att det blir värme på panelen då energin inte momentant kan frigöras som ström och spänning. Det blir inte särskilt stora skillnader i värmeförlusterna i själva värmeväxlaren, förutom att det när inte ström passerar genom den så blir det mindre energiförluster (värmeförluster). Det är väl den kraftigt förenklade bilden.X xLnT skrev:
Spänningen i huset och i lokalnätet kommer att variera kraftigt.X xLnT skrev:
Växelriktaren är inte särskilt aktiv, den skickar ju ut den maximala spänning den klarar av att producera (upp till max-spänningen) oavsett hur mycket ström/spänning den får in, det som kommer in det kommer in. Det som baserat på det kommer ut, det kommer ut. Det är inte särskilt mycket intelligens i den inte.
Ok, så växelriktaren steppar inte själv upp spänningen för att kunna mata ut strömmen från panelerna, det är en effekt av att panelerna genererar ström i kretsen?pacman42 skrev:
Jag har alltid sett en växelriktare som en slags portvakt, som antingen tillåter ström att passera eller inte.
Tänker att det finns ju funktioner i många växelriktare som begränsar effekten, så på något sätt måste den väl kunna manipulera spänningen?
Jag är även förvånad över hur stort spänningsintervall de klarar av att hantera, en vanlig inverter/UPS är ju designad för ett väldigt smalt spänningsintervall på både AC- och DC sidan.