Elektrische Belastung – Ausschlaggebend für den Kauf eines Wechselrichters

Der Solarspeicher-Wechselrichter ist das Herzstück des PV-Stromsystems. Sonnenkollektoren, Batterien und das Stromnetz müssen darauf angewiesen sein, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, um die Geräte mit Strom zu versorgen, was bedeutet, dass der Wechselrichter im Wesentlichen die Last versorgt . Daher ist die Last einer der entscheidenden Faktoren bei der Spezifikation des gesamten Solarspeichersystems, und Verbraucher tun gut daran, sich vor dem Kauf eines Wechselrichters über die Eigenschaften der Last zu informieren.

Arten elektrischer Lasten

Hier stellen wir zunächst das Konzept der drei Arten von Lasten im Energiesystem vor.

Was ist induktive Last?

Induktive Lasten beziehen sich normalerweise auf elektrische Geräte, die Komponenten mit Spulen enthalten , die ein Magnetfeld erzeugen müssen, um effektiv zu funktionieren. Beispiele im Alltag sind elektrische Ventilatoren, Induktionsherde, Klimaanlagen, Mixer, Pumpen, Transformatoren, Motoren usw. Aufgrund Durch elektromagnetische Induktion wird der Stromänderung Widerstand entgegengesetzt und der Strom durch den Stromkreis hinkt der Lastspannung um eine Phasendifferenz hinterher.

Was ist ohmsche Last?

Laienhaft ausgedrückt werden im Stromkreis elektrische Geräte, in denen der Strom nur durch Widerstandselemente im Stromkreis fließt, als Widerstandslast bezeichnet. Häufige Beispiele sind Glühlampen, Elektroöfen usw. Diese Widerstandskomponenten funktionieren, wenn Spannung und Strom in Phase sind , das heißt, die Phasendifferenz ist 0.

Was ist kapazitive Last?

Bei einer kapazitiven Last handelt es sich im Allgemeinen um ein Gerät, dessen Laststrom die Spannung um eine Phasendifferenz übersteigt. Normalerweise sind kapazitive Komponenten in elektrischen Geräten jedoch nicht unabhängig voneinander vorhanden .

Warum ist induktive Last wichtig?

Vor dem Kauf des Wechselrichters sollte die Nennleistung der an die Anlage angeschlossenen Verbraucher berechnet und überprüft werden. Die Ausgangsleistung des verwendeten Wechselrichters sollte anhand der Gesamtleistung der Lasten bestimmt werden, wobei die mögliche Auswirkung und Belastung des Wechselrichters durch die von bestimmten Sonderlasten beim Anlauf benötigte Spitzen- und Blindleistung vollständig berücksichtigt und sichergestellt werden muss dass die Kapazität des Wechselrichters groß genug ist.

Was ist wahre Macht?

In Wechselstromkreisen ist die Wirkleistung der Teil der Leistung, der in Widerstandselementen verbraucht wird und nicht umgekehrt werden kann , z. B. in Wärme, Licht oder mechanische Energie.

Was ist Blindleistung?

In elektrischen Systemen, ähnlich wie bei induktiven Komponenten, die aus Wicklungen und Magneten bestehen, die ein Magnetfeld erzeugen müssen, um zu funktionieren, wird die zum Aufbau des elektrischen Feldes verbrauchte Leistung als Blindleistung bezeichnet. Beim Umwandlungsprozess zwischen elektrischer und magnetischer Energie wird ein Teil der magnetischen Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt und es wird keine Energie verbraucht.

Was ist Scheinleistung?

Die Gesamtleistung , die von einer Wechselstromquelle geliefert werden kann, wird als Scheinleistung bezeichnet. In Zahlen ausgedrückt ist sie das Produkt aus Spannung und Stromstärke. In VA ist die Scheinleistung die Kapazität der Wechselstromquelle.

In einem Stromnetz sind die drei am Anfang des Artikels vorgestellten Lastarten häufig gleichzeitig vorhanden. Induktive Lasten kommen sehr häufig vor, ihr Anteil ist jedoch in verschiedenen Systemen unterschiedlich . Das Stromnetz kann auch induktiv oder kapazitiv sein entsprechend. Unter normalen Bedingungen beziehen Geräte nicht nur Wirkleistung, sondern auch Blindleistung aus der Stromversorgung.

Obwohl Blindleistung zwischen der Stromversorgung und der Last hin und her übertragen wird, ohne verbraucht zu werden, handelt es sich bei den meisten Lasten im Stromnetz um induktive Lasten. Wenn die vom Wechselrichter bereitgestellte Blindleistung nicht ausreicht , wenn alle induktiven Lasten gleichzeitig starten , verfügen sie nicht über genügend Blindleistung, um normale elektromagnetische Felder aufzubauen, und diese elektrischen Geräte können nicht unter Nennbedingungen betrieben werden.

Prinzip der Blindleistungskompensation

In einem Wechselstromkreis ist der Strom in einer rein ohmschen Last in Phase mit der Spannung, der Strom in einer rein induktiven Last eilt der Spannung nach und der Strom in einer rein kapazitiven Last ist der Spannung voraus. Mit anderen Worten: Die Phasendifferenz zwischen den Strömen in reiner Induktivität und reiner Kapazität kann sich gegenseitig aufheben .

Das Grundprinzip der Blindleistungskompensation besteht darin , das Gerät mit einer kapazitiven Last und einer induktiven Last parallel im selben Stromkreis zu verbinden . Wenn die kapazitive Last Energie abgibt, absorbiert die induktive Last Energie; Während die induktive Last Energie abgibt, absorbiert die kapazitive Last Energie und es findet ein Energieaustausch zwischen den beiden Lasten statt.

Auf diese Weise kann die von der induktiven Last aufgenommene Blindleistung durch die von der kapazitiven Last abgegebene Blindleistung kompensiert werden, was das Grundprinzip der Blindleistungskompensation darstellt.

So wählen Sie den Wechselrichter aus, der zu den induktiven Lasten passt

Was ist der Leistungsfaktor?

Der Leistungsfaktor ist ein Maß für die Energieeffizienz beim Betrieb von Maschinen und Anlagen über einen bestimmten Zeitraum und sein Wert ist das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung .

Mit einem Leistungsanalysator können Sie die Wirkleistung (kW) und die Scheinleistung (kVA) der Last messen und so den Leistungsfaktor berechnen.

• PF = (Wirkleistung)/(Scheinleistung)

Wenn es sich bei der elektrischen Ausrüstung um eine rein ohmsche Last handelt oder der Leistungsfaktor größer als 0,9 ist , wird die Nennleistung des Wechselrichters auf das 1,1- bis 1,15-fache seiner Kapazität gewählt.

Was ist ein Stromstoß?

Eine Überspannung ist ein Spannungsanstieg, der durch eine kapazitive Last verursacht wird und einen Teil des Stroms aufnimmt, wenn ein elektronisches Gerät in einem elektrischen System eingeschaltet wird. Die Stoßleistung des Wechselrichters (in der Regel das Doppelte der Nennleistung des Wechselrichters) ist ein Parameter, den Sie vor dem Kauf eines Wechselrichters kennen müssen, denn wenn die Spannung im Stromkreis diesen Bereich überschreitet, können die elektronischen Komponenten des Geräts beschädigt werden.

Was ist eine transiente Spannung?

Transienten werden im Allgemeinen durch einen plötzlichen Spannungs- oder Stromanstieg aufgrund der Freisetzung von in einer induktiven Last gespeicherter Energie verursacht. Transienten unterscheiden sich von Überspannungen dadurch, dass sie schädlicher sind und länger anhalten . Diese Energiestöße können Schäden am Wechselrichter oder sogar an anderen Geräten verursachen.

Um einen solchen Ausfall zu vermeiden, sollte der Verbraucher daher sicherstellen, dass die gewählte Wechselrichterleistung größer oder gleich der Spitzenleistung der induktiven Last ist. Im Allgemeinen beträgt die Spitzenleistung induktiver Lasten das 3- bis 9-fache der Nennleistung.

Angenommen, Sie möchten einen Wechselrichter kaufen, der sofort das Zweifache der Nennleistung abgeben kann, und die anzutreibende kapazitive oder induktive Last hat eine Nennleistung von 1000 W, was bedeutet, dass sie eine Spitzenleistung von 9000 W hat. Diese Spitzenleistung geteilt durch zwei ergibt die Nennleistung des benötigten Wechselrichters, also 4500 W.

Wenn die Leistung eines Wechselrichters unter diesem Wert liegt, müssen zwei oder mehr Wechselrichter parallel geschaltet werden, um die Last ausreichend mit Strom zu versorgen.