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Blindleistung bei PV-Wechselrichter

Wenn elektriche Energie erzeugt wird und Wechselstrom übertragen wird, entsteht immer Blindleistung. Die Blindleistung hat eine sehr wichtige Funktion im Stromnetz. Somit hat das auch eine wichtige Bedeutung für alle dezentral stromeinspeisenden Systeme, auch für PV-Anlagen. Seit Mitte 2011 haben Experten des VDE (FNN) Richtlinien entwickelt, die seit dem 01. Jan. 2012 für allen Neuanlagen und zum Teil auch für bestehende Anlagen verpflichtend sind.

In diesen Richtlinien sind auch Vorgaben zum Blindstrom beschrieben.

Beim Wechselstrom verändert sich die Stärke und Richtung von Stromfluss und Spannung regelmäßig. Im öffentlichen Stromnetz haben beide einen sinusförmigen Verlauf mit einer Frequenz von 50 Hertz. Solange Strom und Spannung im Gleichschritt schwingen, ergibt das Produkt der beiden pulsierenden Größen eine ebenfalls pulsierende Leistung mit positivem Durchschnittswert – reine Wirkleistung (Abb. 1a).


Wie entsteht Blindleistung ?

Wenn der sinusförmigen Strom und Spannung gegeneinander verschoben sind, ergibt ihr Produkt eine Leistung mit unterschiedlichen Vorzeichen. Das kann bis im Extremfall um eine Viertelperiode verschoben sein. Das bedeutet, der Strom erreicht einen Maximalwert immer dann, wenn die Spannung Null beträgt – und umgekehrt. Das Ergebnis ist dann eine reine Blindleistung. Beide Werte (Strom und Spannung) heben sich vollständig auf
(Abb. 1b).


Abb. 1b: Bei 90 Grad Phasenverschiebung zwischen Strom i und Spannung u ergibt sich abwechselnd positive und negative Leistung mit dem Durchschnittswert Null – reine Blindleistung

Abb. 1a: Ohne Phasenverschiebung ergibt das Produkt aus Strom i und Spannung u eine pulsierende, aber immer positive Leistung – reine Wirkleistung

Die Verschiebung zwischen der Stromstärke und den Spannung nennt man auch Phasenverschiebung. Die Richtung der Verschiebung kann in zwei Richtungen erfolgen. Der Strom kann der Spannung "nacheilen" (Induktiv)  oder die Spannung eilt dem Strom nach (kapazitiv). So etwas entsteht durch Spulen oder Kondensatoren im Wechselstromkreis. Im Stromnetz ist dieses grundsätzlich immer gegebenl: Alle Motoren oder Transformatoren enthalten Spulen (sorgen für induktive Verschiebung), Kondensatoren (sorgen für kapazitive Verschiebung) sind ebenfalls häufig anzutreffen. So wirkend mehradrige Stromkabel wie ein Kondensator und  Hochspannungsfreileitungen können als extrem langgezogene Spulen betrachten werden. Je nach Bestandteil und Gegenheiten im Stromnetz ist ein bestimmtes Maß an Phasenverschiebung und damit an Blindleistung immer vorhanden.

Bild: © SMA Solar Technology AG

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Bild: © Karl-Heinz Laube / PIXELIO

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