Bidirektionales Laden


saxobernd

Mitglied
23.07.2020
207
PFC ist ein aufwendiges Verfahren, das problemlos auch bidirektional ausgeführt werden kann, nur in Japan verbreitet.
Motoren werden gerne in Vierquadrantentechnik angesteuert, da ist die Bidirektionalität schon eingebaut.
Es gibt Solarsiedlungen, in denen es naheliegend wäre, alle Dächer in eine gemeinsame Leitung einzuspeisen. Wenn dies erlaubt wäre, würde dies einen gewaltigen Sprung in Richtung Bau von dezentralen Netzen bedeuten.
Ist aber nicht erlaubt. Anfänge in Richtung Aufweichung der Regionalmonopole sind allerdings schon gemacht, oder, wenn sich alle Bürger einer Gemeinde, wie in Schönau, zu einer Erzeugergemeinschaft zusammenschließen. Direkte Nachbarn und die von gegenüber liegenden Häusern dürfen schon. In Krefeld nicht.
Klar, welche Stromart vorzuziehen wäre, wenn alle Elektrofahrzeuge der Siedlung mit einbezogen werden sollen.
Manche würden dann auch im ganzen Haus bei der bevorzugten Stromart bleiben. Nicht nur bei 50 Hz.
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.413
Wir haben ein Stromnetz. Alle die daran angeschlossen sind nutzen letztlich eine Leitung. Wenn jemand Strom einspeist und jemand Anderes in der Nähe Strom verbraucht, da nimmt der Strom den Weg des geringsten Widerstandes.

Welchen Zweck hat es ein weiteres Netz zu installieren?

Ich habe den Eindruck dass es Dir mehr darum geht die ganzen Steuern und Abgaben auf den Stromanschluss und den Stromverbrauch zu umgehen, als um die Energiewende.

Die Steuern und Abgaben dienen heute zur Finanzierung einer Leistung. Werden diese durch eigene Netze umgangen muss das Geld irgendwo anders herkommen. Das bleibt also im besten Fall ein Nullsummenspiel, im schlechtesten Fall wird die Gesamtlösung teurer, weil zusätzliche unnötige Infrastruktur aufgebaut wird.

Das ist ähnlich wie die Lösung von https://efriends.at . Hier wird ein Geschäft damit gemacht, dass jemand seinen Strom von einer individuellen Anlage kaufen, oder den Strom an einen bestimmten Kunden verkaufen kann. Tatsächlich ist das Ergebnis nur virtuell, der Strom fließt physikalisch von der Anlage tatsächlich immer noch zum nächsten Verbraucher.

Das Geschäftsmodell basiert also auf eine Art modernen Ablasshandel, und ist nichts anderes als dass grauer Strom nicht nur als Ökostrom verkauft wird, sondern als individualisierter Ökostrom. Es ist also letztlich was völlig Unnützes, weil wenn der Strom eingespeist wird er auch von anderen Verbrauchern verbraucht wird
 
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Thomas Pernau (Ion)

Aktives Mitglied
22.02.2012
672
glei bei Blaubeira
Ich denke gerade in Krefeld sind die Traktionsbatterien noch zu teuer um das zu tun. Und dann war ja noch was mitm Pickup in der Einfahrt. Nee nee nee so wird das nix. Wir brauchen erst mal drahtlose Ladestationen, dann klappt es auch mit bidirektional.
Übrigens Sono Motas geht drahtlos und bidirektional, aber so wie bei der Kernfusion liegt deren Verkaufsstart immer eine konstante Zeitspanne in der Zukunft.
 

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
207
Ein Solardach mit Elektrofahrzeug als Puffer halte ich für ideal, mit relativ sicherer Gleichstromverbindung, potentialfrei, mit hochempfindlicher Fehlerstomsicherung. Nein, da möchte ich keine 50 Hz drin haben. Eher alle paar Sekunden eine Stromunterbrechung.
Es soll keine Konkurrenz zum bestehenden Stromnetz werden, nur Ergänzung.
Mindestens galvanisch völlig getrennt. Nicht spannungsstabil und Frequenz spielt eh keine Rolle.
Wer Frequenz benötigt und Konstantspannung, kein Problem, lässt sich wandeln. Normal informiert die Spannung über das Angebot. Bedarf: drahtlos.
Straßennutzungsgebühr: auf anderen Wegen, Toll collect oder ähnlich. Der große Bruder fährt immer mit. Sehe ich, im Gegensatz zu anderen , als Schutzengel an.
Biontech fährt bei mir auch schon mit, obwohl ich es bei den Impfungen nicht übertreibe.
Einmal eine Rita-Süßmuth-Charge Gammaglobulin mit zwei Jahren Ungewissheit waren mir eine Lehre.
 

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
207
Das bidirektionale Laden steigt und fällt mit der Effektivität der in der Verbreitung begriffenen Synchronwandler, die inzwischen schon den Markt chinesischer Billig-Massenprodukte durchdringen.
Dabei gibt es keinen Unterschied mehr zwischen Aufwärts- und Abwärtswanlern. Sie können beide Richtungen.
Früher hätte man diese als "Selbstmordschaltungen" bezeichnet, weil es nicht gelungen wäre, die notwendig auftrende Zeit eines Kurzschlusses der Versorgungsspannung auf unzerstörerische Grenzen zu reduzieren.
Eine Aufgabe, nicht der Schaltungstechnik, sondern im Aufbau der Schalttransistoren, in die selbststabilsierendes Schaltverhalten eingebaut wird.
Ich vermute, dass der Waldmühlen-Gleichstrom-Solarwandler aus einem Synchronwandler besteht, der noch nicht sauber Lade-und Entladephase der Induktivität trennt. Das Ding ärgert uns mit einem Ruhestromverbrauch von 70 Watt, Tag und Nacht.
Theoretisch können Synchronwandler einen unbegrenzt hohen Wirkungsgrad besitzen. Es wird fleißig daran gebastelt, bzw. die Halbleiter werden im Schaltverhalten angepasst.

Synchronwandler, auf die wirklichen Probleme der Entwicklung wird kaum eingegangen.

In welche Richtung ein Synchronwandler lädt, hängt alleine von der zeitlichen Steuerung der beiden Schalter ab. Dies stellt keinerlei Problem dar.
Das Problem ist das zerstörungsfreie Verhalten beim Durchschalten der beiden Schalter, die notgedrungen kurzzeitig einen kompletten Kurzschluss bilden.

Entfernt ähnliche Probleme hatte man bei der Entwicklung von Thyristorwandlern, so für die älteren Straßenbahnen und Züge der Firma Siemens.
Im Gegensatz sind Thyristoren aber extrem robust im Vergleich zu den bei Synchronwandlern verwendeten Mosfets. Zerstörerische Zustände ließen sich durch Einbau von Drosseln und Kondensatoren abfangen. Diese Möglichkeit hat man bei den sehr schnellen Mosfetbrücken kaum. Die selbst stabilisierenden Eigenschaften von Thyristoren fehlen diesen. Die Zeilenablenkung von Fernsehern verwirklichte man zeitweise mit sich gegenseitig löschenden Thyristoren, die auch gelegentliche Totalkurzschlüsse verziehen. Mosfets sind viel nachtragender, haben aber den für Wandler wichtigen Vorteil, dass sie sehr viel schneller ein-und ausschalten und im durchgeschalteten Zustand fast keinen Widerstand aufweisen und auch nicht die allen P-N-Übergängen anhaftende Durchgangsspannung von mindestens 0,4 Volt, bei Thyristoren auch einige Volt, aufweisen.
Manche erinnern sich an die in der Steinzeit üblichen Zerhacker, die es gar nicht mochten, wenn sich die gegenüberliegenden Kontakte auch nur kurzzeitig berührten. Der "Hacheur" in den Sagemboitiers ist ein überaus robustes IGBT-Teil und verzeiht Einiges.
Die hohen Batteriespannungen in unseren E-Autos relativieren die Spannungsverluste der PN-Übergänge in unseren IGBTs.
 

Emil

Bekanntes Mitglied
04.04.2006
2.413
Ich kann mich nur wiederholen: Du suchst nach einer Lösung für ein Problem das man derzeit noch nicht hat. Es gibt derzeit keine EEG Überschüsse die man mit Zwischenspeicherung und bidirektionalen Wandlern "verheizen" muss.

Etwaige kurzzeitige Überschüsse kann man derzeit problemlos mit Demand-Side-Management ohne unnötige Rückwandlungsverluste in den Griff bekommen. D.h., man lädt die E-Fahrzeuge überwiegend dann wenn ein hohes EEG Angebot vorhanden ist, und vermeidet das bei geringem Angebot. Die E-Fahrzeug, die für das Pendeln verwendet werden sind ideale Kandidaten dafür, da dort meist nur ein Teil der Batteriekapazität nötig ist. Wenn diese Fahrzeuge dann auch noch Vorort am Arbeitsplatz geladen werden können, dann trifft auch das EEG-Angebot auf angeschlossene Fahrzeuge.

Artikel zum Demand-Side-Management.

DSM’s main advantage is that it is less expensive to intelligently influence a load, than to build a new power plant or install some electric storage device.
 
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Kamikaze

Aktives Mitglied
24.08.2020
487
Wenn diese Fahrzeuge dann auch noch Vorort am Arbeitsplatz geladen werden können
Da hoffe ich sehr, dass die nächste Regierung bald eine Pflicht für Arbeitgeber vorsieht auf Firmenstellplätzen Ladeinfrastruktur für min. 2kW Ladeleistung anbieten zu müssen.
Selbiges bei P+R-Parkplätzen (dann gäbe es auch einen Anreiz dafür, den PKW dort außerhalb von Ballungszentren stehen zu lassen).

Man stelle sich mal vor, wie viel Demandside-Regelpotential da verfügbar wäre, wenn plötzlich tausende Fahrzeuge gleichzeitig am Netz wären. Da blieben selbst bei einem "Regelfenster" von 1,8-2,5kW (also ~700W Regelpotenial pro angeschlossenem Fahrzeug) Ladeleistung immense Zahlen übrig, und gleichzeitig müsste keiner fürchten mit leerem Akku liegen zu bleiben. Zusätzlich belastet langsames Laden dank langsamer Lastwechsel die Stromnetze nicht stärker als nötig.

Kurzer Überschlag: Wenn nur 1% der ~57 Mio Fahrzeuge angeschlossen wäre (~570,000 PKW) und davon die Hälfte (~285.000 PKW) auch tatsächlich laden würde, ergäbe das ein Regelpotential von 199,5MW!

Noch schöner/besser wäre natürlich eine entsprechende Erschließung aller Parkplätze, aber das scheitert vermutlich an der Zuständigkeit bzw. dem Unwillen die entsprechenden Kosten zu übernehmen.

Ich hoffe darauf, dass wir in einigen Jahren langsam Strom nuckeln können wo auch immer wir unsere E-Mobile abstellen.
 
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saxobernd

Mitglied
23.07.2020
207
Emil, es gibt EEG-Überschüsse. Sowohl an herausgeworfenem Geld für Solaranlagen, die noch zu 100% funktionieren, aber niemand kann den Sztrom noch nutzen, weil die Förderung zu Ende ist. Es werden die alten Anlagen abgerissen und durch gleiche neue ersetzt, wieder mit 20 Jahren Förderung. Elektroautos laden in der Regel trotzdem nicht am Dach. Der Solarstrom wird besonders gerne für Aluminiumerzeugung, Nachtstromheizung oder sonstiges unnötiges Zeugs verheizt. Nicht einmal bidirektional müssen die Wandler sein, bei Gleichstrom ist alles einfacher und verlustloser. Es wird nicht lange dauern, dann sind Wandler mit 97 ,98% Wirkungsgrad Standard. Diese sind dann alle Synchronwandler und somit von vorneherein bidirektional und an jede Spannung anpassbar. Das Victron-Teil in der Waldmühle erfüllt diese Erwartungen noch nicht. Die 70Watt Standby schiebe ich auf die Umschaltverluste. Im Winter reicht die Solarernte oft nicht einmal zur Deckung der standby-Verluste. Trotzdem, Victron in den Niederlanden gibt sich Mühe.
Gleich, ob Du Deinen Gleichstromhaushalt, Dein e-byke, das Cityel oder den Tesla anschließt, auch mein Mii wird die alle versorgen können oder Strom beziehen. Du stellst nur die gewünschte Spannung und die Leistung nebst Übertragungsrichtung ein, fertig ist das globale, alternative Netz.
Wie gesagt, die Halbleiter stecken noch in der Entwicklung. Nicht störfest genug.
 

Kamikaze

Aktives Mitglied
24.08.2020
487
fertig ist das globale, alternative Netz.
Ich habe Zweifel, dass das ohne entsprechende physische Infrastruktur funktionieren wird. ;)
Und an eben dieser wird dein Projekt schon kostenmäßig scheitern fürchte ich.
Zwar bin ich grundsätzlich ein Fan von großflächiger HGÜ-Vernetzung, aber ganz so einfach ist es wohl doch nicht, wenn ich die Anzahl solcher Leitungen so anschaue. :)
Dazu kommt, dass deine Technik "nur" ein paar wenige Prozente in Sachen Effizienz bringt. Da ist im aktuellen Ausbaustadium von EE und Netz in den Rundungsfehlern vermutlich mehr "Potential". Wenn sich der deutsche Strommix 100% EE auf wenige Prozentpunkte angenähert hat, sehe ich da eher Potential. Bis dahin fließt aber noch (viel zu) viel Wasser die Isar hinunter. :)
Als Hobbyprojekt mag eine solche Entwicklung trotzdem Spaß machen.
 

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
207
Nein, das ist kein Hobbyprojekt und schon gar nicht meines. Die ganze Halbleiterindustrie arbeitet daran .Aktiv geschaltete Gleichrichter sind schon lange Stand der Technik. Noch bedeutet das hohen Schaltungsaufwand, der ja entfallen soll. Den Spaß erspare ich mir und warte auf die ersten Typen, die allen Ansprüchen gerecht werden.
Ich erinnere mich an die ersten Züge der Siemens AG, deren sich gegenseitig löschenden Thyristoren sich jahrelang zerlegten und alle paar Tage auf der Strecke zwischen Köln und Aachen abgeschleppt werden mussten.
 

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