Regelungsstrategien: Erweiterung und Umstrukturierung mit Text auch aus Beispiel SSG-DC-gekoppelt

Author: DDvO

Solar/index.md

@@ -2999,29 +2999,91 @@ Selbstversorgung 18 %
 
 #### Regelungsstrategien für Stromspeicher {#Regelungsstrategien}
 
-Für die Einsparung von Stromkosten wäre folgende Lade- und Entladeregelung
-ideal:
+Weil man für ins externe Netz eingespeisten Strom keine Vergütung bekommt oder
+jedenfalls weniger erhält als man für vom Netz bezogenen Strom zahlen muss,
+sollte zur Strom-Kostenersparnis der Netzbezug möglichst minimiert werden.\
+Daher wäre es es optimal, wenn zu jeder Zeit gilt:
+
+<p style="text-align: center;">
+Haushalts-Last + Auflade-Leistung in den Speicher\
+(kleiner oder) gleich\
+PV-Leistung + Entlade-Leistung aus dem Speicher
+</p>
+
+Denn dann wird überhaupt kein Strom aus dem Netz bezogen.
+(sondern höchstens eingespeist).
+
+Wenn die PV-Leistung nie kleiner als die Last durch den Haushalt wäre,
+bräuchte man dafür keinen Speicher, aber aber das ist nicht realistisch.
+
+Aus der o.g. (Un-)Gleichung folgt nebenbei, dass es nicht zielführend wäre,
+den Speicher gleichzeitig zu laden und zu entladen.
+Das ist auch schon physikalisch-technisch gar nicht möglich.
+Bei ungeschickter Laderegelung eines AC-gekoppelten Speichers könnte es aber
+passieren, dass sowohl das Ladegerät als auch der Wechselrichter zur Entnahme
+aus dem Speicher aktiv ist. Dies führt dazu, dass je nach Differenz aus Lade-
+und Wechselrichter-Leistung der Speicher entweder geladen oder entladen wird
+und dass das Minimum der beiden Leistungen sinnlos und mit Verlusten
+zunächst in Gleichstrom und umgehend wieder in Wechselstrom gewandelt wird.
+
+Unter Berücksichtigung, dass innerhalb der Regelung die Last und die PV-Leistung
+nicht beeinflussbar sind, ein Speicher mit gegebener Kapazität nur begrenzt
+geladen und entladen werden kann und sich Laden und Entladen des Speichers
+zeitlich ausschließen, ergibt sich folgende ideale Lade- und Entladeregelung:
+
 * Solange der Speicher nicht voll ist,
 wird immer genau der Anteil an PV-Leistung zum Laden verwendet, der übrig ist,
-also aktuell nicht anderweitig direkt verbraucht wird.\
-Dies wird Lastvorrang oder *Überschussladung* genannt.
-* Solange der Speicher nicht leer ist, wird er immer genau so stark entladen
-wie nötig ist, um den Anteil am aktuellen direktem Verbrauch auszugleichen,
-den die PV-Leistung nicht abdeckt.\
-Damit kann man eine sogenannte *Nulleinspeisung* realisieren,
-also dass kein überschüssiger Strom ins externe Netz fließt.
-
-Zur Schonung der Batterie solle dabei
-* ein gewisser Ladestrom und ein gewisser Entladestrom nicht überschritten
-werden, wobei die verwendeten Komponenten da ohnehin Grenzen setzen, und
-* die Regelung zeitlich geglättet werden, so dass bei sich schnell ändernder
-Erzeugung und Last nicht ständig zwischen Auf- und Entladung umgeschaltet wird,
-[//]: #
-wobei durch diese Zusatzbedingungen allerdings die Effizienz ein wenig leidet.
+also aktuell nicht anderweitig direkt gebraucht werden kann.\
+Dies wird *Lastvorrang* oder *Überschussladung* genannt.
+
+* Solange sein Ladezustand oberhalb der Entladegrenze ist,
+wird der Speicher immer genau so stark entladen wie nötig ist, um den Anteil der
+aktuellen Last auszugleichen, den die PV-Leistung nicht abdeckt.
+
+Damit kann man jedenfalls bei DC-Kopplung eine sogenannte *Nulleinspeisung*
+realisieren, also dass keinerlei überschüssiger Strom ins externe Netz fließt.
+Bei vollem Speicher kann man aber auch einen *Bypass* der (mehr oder weniger
+gesamten) PV-Leistung erlauben. Dies geschieht bei AC-Kopplung automatisch,
+weil bei vollem Speicher das Ladegerät abschaltet.
+Durch den Bypass bei vollem Speicher wird überschüssiger Strom nach extern
+abgegeben, solange die Last geringer als PV-Leistung ist.
+
+In Abweichung von den bisher genannten Punkten sollte
+zur Schonung der Batteriezellen
+* ein gewisser Ladestrom sowie ein gewisser Entladestrom nicht überschritten
+werden, wobei die verwendeten Komponenten da ohnehin Grenzen setzen,
+* schnelle Wechsel zwischen Laden und Entladen vermeiden werden.\
+Wenn also PV-Leistung und Last nahe beieinander liegen
+und zu befürchten ist, dass (durch schwankende Last oder PV-Leistung)
+deren Differenz schnell mehrfach hintereinander das Vorzeichen wechselt,
+empfiehlt es sich, je nach Speicher-Ladezustand tendenziell eher nur zu laden
+oder nur zu entladen.\
+Bei AC-Kopplung lässt sich das einfach dadurch erreichen, dass der
+Entlade-Wechselrichter bzw. das Ladegerät erst mal nicht genutzt wird.\
+Bei DC-Kopplung kann man das annähernd erreichen, indem die Zielleistung,
+die über den Wechselrichter abgerufen werden soll, etwas geringer bzw. etwas
+höher gewählt wird also für die optimale Balance.
+Zudem sollte man bei DC-Kopplung und vollem Speicher besser keinen vollen Bypass
+machen, um zu vermeiden, dass durch Schwankungen der PV-Leistung oder Last
+immer mal wieder nur ein wenig entladen und dann wieder aufgeladen wird.
+
+Durch diese Zusatzbedingungen leidet allerdings die Effizienz ein wenig.
 
 Das alles ist regelungstechnisch ziemlich aufwendig und benötigt jedenfalls
-einen Sensor zur Erfassung des momentanen Haushalts-Stromverbrauchs.
-Es lohnt sich bislang, wenn überhaupt, nur für größere PV-Anlagen.
+ein phasensaldierendes Messgerät zur Erfassung des momentanen Leistungs-Saldos
+am externen Netzanschluss, also
+
+<p style="text-align: center;">
+(Last + Speicher-Aufladeleistung) - (PV-Leistung + Speicher-Entladeleistung).
+</p>
+
+Bei AC-Kopplung genügt diese Messung auch als Grundlage
+für die genannten batterieschonenden Maßnahmen,
+während man bei DC-Kopplung dafür zusätzlich das Leistungssaldo am Speicher
+(also Lade- bzw. Entladeleistung) messen oder die Differenz
+aus PV-Leistung und Wechselrichter-Eingangsleistung bestimmen muss.
+
+<!-- Es lohnt sich bislang, wenn überhaupt, nur für größere PV-Anlagen. -->
 
 Für Steckersolargeräte wäre es viel einfacher, aber leider wenig zielführend,
 die (gedrosselte) Ausgangsleistung des Wechselrichters und die Batteriekapazität
@@ -3050,15 +3112,6 @@ Zusätzlich ist der Speicher am Einlass mit einem Überlaufschutz
 ausgestattet, der die Wasserzufuhr stoppt, wenn der Speicher voll ist
 und das Wasser durch den kleinen Auslass nicht schnell genug abfließt.
 
-Übrigens ist es schon technisch nicht möglich und wäre natürlich auch
-nicht sinnvoll, den Speicher gleichzeitig zu laden und zu entladen.
-Bei ungeschickter Laderegelung eines AC-gekoppelten Speichers könnte es aber
-passieren, dass sowohl das Ladegerät als auch der Wechselrichter zur Entnahme
-aus dem Speicher aktiv ist. Dies führt dazu, dass je nach Differenz aus Lade-
-und Wechselrichter-Leistung der Speicher entweder geladen oder entladen wird
-und dass das Minimum der beiden Leistungen sinnlos und mit Verlusten
-zunächst in Gleichstrom und umgehend wieder in Wechselstrom gewandelt wird.
-
 #### Dimensionierung des Stromspeichers {#Speicherbatterie}
 
 Zum Thema *Stromspeicher* in verschiedensten Formen
@@ -3392,18 +3445,8 @@ und bisheriger Ausgangsleistung des Wechselrichters ergibt) möglichst Null ist.
 Je nachdem, ob dabei die Differenz aus aktueller PV-Leistung und
 Abruf durch den Wechselrichter positiv oder negativ ausfällt,
 wird der Speicher mit dieser Differenz-Leistung geladen oder entladen.\
-Um den Speicher zu schonen, sollte man allerdings schnelle Wechsel zwischen
-Laden und Entladen vermeiden. Wenn also die Zielleistung, die über den
-Wechselrichter abgerufen werden soll, nahe an der PV-Leistung liegen würde
-und zu befürchten ist, dass die Differenz durch schwankende Last oder
-PV-Leistung schnell mehrfach hintereinander das Vorzeichen wechselt,
-empfiehlt es sich, die Zielleistung lieber etwas geringer zu wählen,
-so dass tendenziell eher geladen wird.
-Bei vollem Speicher ist es am sinnvollsten, einen vollen Bypass zu machen,
-also die gesamte PV-Leistung über den Wechselrichter abzurufen
-(also dann nicht unbedingt eine Nulleinspeisung zu machen, sondern Strom nach
-extern abzugeben, solange die Last unter der PV-Leistung liegt). Außerdem
-sollte der Speicher generell nur bis zu einer gewissen Grenze entladen werden.
+Siehe auch die Hinweise zu Bypass und Schonung der Batteriezellen im
+[Abschnitt zu Regelungsstrategien für Stromspeicher](#Regelungsstrategien).
 
 Man kann bei der Regelung noch weitere Faktoren berücksichtigen,
 etwa Uhrzeit, Temperatur, die
@@ -3454,7 +3497,7 @@ und ein 230 V-Ladegerät eine große Flexibilität bei der Wahl der Komponenten,
 auch bzgl. eines späteren Ausbaus und der Betriebsspannung der Komponenten.
 
 Die Aufladung der Batterie sollte zu jeder Zeit nur in dem Maße erfolgen, wie
-der PV-Strom gerade nicht anderweitig direkt genutzt werden kann (*Lastvorrang*).
+der PV-Strom gerade nicht anderweitig direkt genutzt werden kann (Lastvorrang).
 Das optimiert die Speichernutzung in mehrfacher Hinsicht:
 * Eine Speicherung des Stroms ist im Vergleich zur direkten Nutzung
   immer mit zusätzlichen Verlusten verbunden.
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