zonnesstroom direct gebruiken

heb 10 gebruikte zonnepanelen en deze direct aangesloten op verwarmingselementen. dus niet via het electriciteitsnet. het werkt goed maar hoe moet ik dat beveiligen? weet iemand dat?

Wat wil/moet je beveiligen? Tegen de regen? De meeste zonnepanelen kunnen daartegen.

Er is meer informatie nodig om je vraag zinnig te kunnen beantwoorden. Wat zijn de spanningen/stromen uit de panelen? Wat zijn de verwarmingselementen? Vermogen?

de platen zijn 40 volt en ong 5 amp per stuk. 2 x 5 in serie aangesloten is ong. 200 volt 5 amp. daarna deze twee parralel gezet. wordt dan ong 200 volt 10 ampere. totaal beschikbaar vermogen 2000 watt. aangesloten op een electrisch kacheltje en boilertje. vermogen samen ong 2000 watt. dat werkt op zich goed. met beveiligen bedoel ik aarden, zekering en aardlek. werken zekering(stop) en aardlek apperatuur ook op gelijkspanning?

Een "ouderwetse" schroefzekering werkt ook op gelijkspanning, bij een automaat even opletten, die zijn niet allemaal geschikt voor gelijkspanning.
MAAR..waar je mee uit moet kijken is de vlamboog die ontstaat bij gelijkspanning onderbreken!
Bij wisselspanning dooft die snel uit, maar bij gelijkspanning, en zeker met die hoge spanning en stroom is dat heel gevaarlijk en daar moet de gebruikte beveiliging geschikt voor zijn.
Er zijn er hier die meer ervaring hebben met solar, die kunnen vast adviseren wat veilig is om te gebruiken.

Op zaterdag 30 maart 2024 11:00:36 schreef kel:
wordt dan ong 200 volt 10 ampere. totaal beschikbaar vermogen 2000 watt. aangesloten op een electrisch kacheltje en boilertje. vermogen samen ong 2000 watt. dat werkt op zich goed.

En wat als je boiler op temperatuur is? Hoe wil je dat aan gaan pakken? Je kunt de thermostaat niet gebruiken hiervoor, dit om de reden wat revado ook aanhaalt.

met beveiligen bedoel ik aarden, zekering en aardlek.

Beveiligen kun je met een smeltpatroon (lees stop) doen, aardlek gaat niet werken ben ik bang voor.

Je kunt ook een automaat gebruiken, maar dan wel één die geschikt is voor gelijkspanning.

Om het geheel af te schakelen kun je een daarvoor geschikt relais gebruiken met een aantal kontakten in serie. Of je gaat het schakelen via een zware mosfet of een IGBT, maar daar moet je wel ervaring mee hebben.

Dus het is aan jou wat je precies wil. :)

Op zaterdag 30 maart 2024 11:41:37 schreef Lambiek:

Beveiligen kun je met een smeltpatroon (lees stop) doen, aardlek gaat niet werken ben ik bang voor.

Aardlekken kan je "ook voor gelijkstroom" krijgen. Die zijn significant anders geprijsd.

Of die dan ook direct gelijkstroom kunnnen schakelen weet ik niet. De originele bedoeling is om hem te gebruiken voor gevallen waar DC en AC door mekaar gebruikt worden. (laden EVs).

Maar in deze situatie moet je je goed bedenken wat je wilt beveiligen. Een stop of automaat die zorgt dat je nooit meer dan 16A krijgt.... Tja dat heeft niet zo veel zin: de opzet levert max 10A dus die beveiliging doet niets.

[Bericht gewijzigd door rew op (19%)]

En met weinig zon zal er ook een veel lagere stroom lopen.
Om een zekering er uit te krijgen moet er een flink hogere stroom kunnen lopen.
Stel je zet er een "stop" in van 10 A en er is minder zon, dan kan er dus een hoop mis gaan.
Daar zijn die omvormers met beveiligingen dus voor uitgevonden.

En als je een voor gelijkspannin geschikte, aardlek gebruiken wil zal de nul van het systeem ook aan aarde moeten anders doet die aardlek niet veel.

Op zaterdag 30 maart 2024 12:23:23 schreef revado:
En met weinig zon zal er ook een veel lagere stroom lopen.....

Het zou allemaal wel kunnen, maar omdat goed te doen moet je de stroom gaan meten en daarop gaan schakelen. Maar dat zie ik de TS niet doen, anders kom je niet met deze vraag.

Ik wil mensen niet ontmoedigen om al doende te leren, maar als je dit niet zelf al kunt bedenken, is dit een wat te gevaarlijk project om zelf geheel te ontwerpen.

Ik denk dat jouw beste optie is om een offline geschikte zonne-omvormer te kopen, en vanaf daar met conventionele wisselspanningsapparatuur verder te werken. Het geld dat de omvormer kost, kan je mogelijk weer besparen doordat je geen speciale nieuwe gelijkspannings-schakelaars, thermostaten en automaten overal in moet zetten.
Vergeet bij de verwarmingstoestellen ook niet dat óók de maximaalthermostaten en temperatuurszekeringen in je huidige test voor gelijkstroom geschikt moeten zijn.

[Bericht gewijzigd door Ledlover op (14%)]

Stel dat je een smeltzekering of automaat zou plaatsen op welke waarde zou je die dan dimensioneren?

Een zonnepaneel heeft naar mijn weten geen kortsluitstroom die hoger is dan de nominale stroom die een zonnepaneel kan leveren?

Om te beveiligen tegen onrechtstreekse aanraking zal je iets van een isolatiebewaking nodig hebben denk ik.

Misschien dat Lambiek wat meer info kan en wil geven over die vermogenselectronica wat nodig is om die boiler met z'n thermostaat aan en uit te laten schakelen.
Zolang die opgewekte stroom in gewone kacheltjes opgestookt word, zie ik geen probleem met veiligheid whatsoever. Maar een boiler is toch een ander ding. Beveiligingen, aardlekken, ik zie daar niet zo de zin van in. (Zitten er aardschroeven aan die panelen?)
Die boiler, het blijft een aandachtspuntje..

Er is nog een punt met DC in een boiler. DC kan tot elektrolyse leiden, ook al met een klein beetje lekstroom. AC geeft niet zo'n problemen.

Op zich kan het best veilig gemaakt worden. Er zijn schakelaars en relais die geschikt zijn voor DC. En dan zou ik nog zeker een snubber over de contacten plaatsen.

Als je zonnepanelen goed zijn aangelegd en niet in een grote lus zal de inductie wel meevallen. Maar dan toch snubberen. Je serieweerstand moet wel tegen de 10A paneelstroom kunnen gedurende de snubbertijd (een paar ms? ik ken de inductie niet), het vermogen valt wel mee omdat hij alleen de energie in de inductie dissipeert. Als je 10 Ohm gebruikt krijg je een piekspanning van 10A*10Ohm=100 Volt, dat is goed te doen. En dan een grote condensator in serie. Een MKP van 400VAC of zo en dan 0,47uF. Als je er geen hebt, stuur me maar een bericht.

Op zaterdag 30 maart 2024 15:33:20 schreef Hoeben:
Als je zonnepanelen goed zijn aangelegd en niet in een grote lus zal de inductie wel meevallen.

Wat doet de inductie hier ter zake? Als het een zuiver gelijkstroomsysteem is heb je daar helemaal geen last van. Inductieproblemen ontstaan pas als je er een omvormer aan hangt.

Aarding is ook niet nodig. Je kunt het gelijkstroomsysteem zwevend laten. Als veiligheidsmaatregel zou je hoogstens het metalen frame van de panelen kunnen aarden.

Op zaterdag 30 maart 2024 14:50:59 schreef evelo:
Een zonnepaneel heeft naar mijn weten geen kortsluitstroom die hoger is dan de nominale stroom die een zonnepaneel kan leveren?

Jawel, maar dat is maar een procent of tien. De nominale stroom is de MPP stroom, de kortsluitstroom is iets, maar niet veel hoger.

@klaasZ: Die inductie wordt vervelend als er een "rotte verbinding" of een "aardlek die uit wil" is. Hoe hoger die inductie hoe groter de vonken kunnen worden. Normale automaten en aardlek apparaten onderbreken de stroom en verwachten dat de stroom dan 100x per seconde even nul is en om moet keren. Voor niet al te hoge spanningen als 230V is de ionisatie van de lucht dan al zodanig aan het dissipieren dat de vonk niet weer opstart in de volgende halve periode. Met gelijkstroom en een inductie in het circuit, zodra de vonk dooft, loopt er volgens een "stukje lucht" ineens "geen stroom", en daar heeft de inducite bezwaar tegen. De spanning wordt verhoogd totdat er overslag plaatsvind en de spanning over de "luchtbrug" door de ionisatie ineens weer best wel laag wordt....

[Bericht gewijzigd door rew op (52%)]

Stel dat je een smeltzekering of automaat zou plaatsen op welke waarde zou je die dan dimensioneren?

Ja dat is een hele goede dat is zo goed als niet te doen.
Het goede nieuws is als je verder zorgt dat je aderdikte in overeenstemming is met de maximale stroom je in principe ook niet hoeft te beveiligen tegen overstroom of kortsluiting.

Echter als TS nog een keer een string van 5A erbij legt zodat er max 15A te beschikking is dan zou ik het 2000W verwarmingselement wel met 10A zekeren. Normaal zal de spanning te laag zijn om meer dan die 2000W te halen maar icm een kortsluiting is een 10 A zekering nog iets van invol

Een relevante beveiliging is die voor oververhitting en dan op alle plaatsen waar dit kan kan optreden. En Als je een afgesloten vat met water gaat opwarmen dan loopt de druk op dus een overdruk beveiliging is dan ook noodzakelijk.

Jawel, maar dat is maar een procent of tien.

Stel dat zou eventuel nog een 15% zijn een standaard zekering reageert pas bij 20 - 25% teveel is een keer en dan ook pas na (zeer) lange tijd.

Ik vraag om nu wel ineens af zouden er ondertussen al geen zekeringen ontworpen zijn speciaal voor zonnepanelen?

@rew, is de inductie van een lus langs zonnepanelen zo groot dat dat serieus verschil maakt? Kan ik nauwelijks geloven.

Als je met gelijkstroom werkt hoor je uiteraard ook een beveiliging te kiezen voor gelijkstroom. Maar die inductie al dan geen rol spelen want die heb je in elke ander circuit voor gelijk stroom ook wel.

De spanning wordt verhoogd totdat er overslag plaatsvind

Is dat echt wel zo? Ik schakel toch best vaak met relais op gelijkspanning en gebruik ook heel vaak geen blusdiode ik heb nog nooit doorslag in een relais of ergens anders gezien

Op zaterdag 30 maart 2024 16:32:33 schreef KlaasZ:
[...]Wat doet de inductie hier ter zake? Als het een zuiver gelijkstroomsysteem is heb je daar helemaal geen last van. Inductieproblemen ontstaan pas als je er een omvormer aan hangt.

Inductie zie je al met een 10 meter kabel. Des te meer oppervlak van de lust, des te meer inductie. Ik heb er al eens aardlekschakelaars uit zien gaan bij een kabel van 30 meter.

Als het een zuiver gelijkstroomsysteem is heb je daar helemaal geen last van. Inductieproblemen ontstaan pas als je er een omvormer aan hangt.

Nee die ontstaan zodra je gaat schakelen en als er in de omvormer ook geschakeld word dan moet de ontwerpen ervan er rekening meehouden.

Ik zie niet zozeer een inductie probleem maar meer dat er geen rekening mee word gehouden.

Ik denk dat dergelijk systeem moet uitschakelen van zodra er een aardfout optreedt.
Aardfout = de dc raakt ergens het metalen deel van het pv-frame, de boiler,...
Bij een eerste fout is dat mogelijk nog niet zo erg bij een zwevend net. Maar bij een tweede gaat de boel in de fik en staat je warm water onder spanning.

Iets wat gewone omvormers volgens mij doen.

Maar met enkel een automaat of smeltzekering zal dit niet lukken.

Op zaterdag 30 maart 2024 16:32:33 schreef KlaasZ:
[...]Wat doet de inductie hier ter zake? Als het een zuiver gelijkstroomsysteem is heb je daar helemaal geen last van. Inductieproblemen ontstaan pas als je er een omvormer aan hangt.

Aarding is ook niet nodig. Je kunt het gelijkstroomsysteem zwevend laten. Als veiligheidsmaatregel zou je hoogstens het metalen frame van de panelen kunnen aarden.

het metalen frame heb ik wel geaard. het probleem is als er kortsluiting optreedt moet de stroom afgeschakeld worden anders ontstaat er misschien brand.

Op zaterdag 30 maart 2024 12:40:29 schreef Ledlover:
Ik wil mensen niet ontmoedigen om al doende te leren, maar als je dit niet zelf al kunt bedenken, is dit een wat te gevaarlijk project om zelf geheel te ontwerpen.

Ik denk dat jouw beste optie is om een offline geschikte zonne-omvormer te kopen, en vanaf daar met conventionele wisselspanningsapparatuur verder te werken. Het geld dat de omvormer kost, kan je mogelijk weer besparen doordat je geen speciale nieuwe gelijkspannings-schakelaars, thermostaten en automaten overal in moet zetten.
Vergeet bij de verwarmingstoestellen ook niet dat óók de maximaalthermostaten en temperatuurszekeringen in je huidige test voor gelijkstroom geschikt moeten zijn.

deze optie lijkt geschikt.
offline betekent een zelfstandige omvormer die niets te maken heeft met de meterkast?
heb je wat info over zo een apparaat?

Op maandag 1 april 2024 21:32:08 schreef kel:
[...]

deze optie lijkt geschikt.
offline betekent een zelfstandige omvormer die niets te maken heeft met de meterkast?
heb je wat info over zo een apparaat?

Bijv. dit NL bedrijf verkoopt dat soort dingen: https://www.cclsolar.eu/off-grid-power/off-grid-inverters

Op zaterdag 30 maart 2024 17:38:58 schreef benleentje:
[...]Ja dat is een hele goede dat is zo goed als niet te doen.
Het goede nieuws is als je verder zorgt dat je aderdikte in overeenstemming is met de maximale stroom je in principe ook niet hoeft te beveiligen tegen overstroom of kortsluiting.

Echter als TS nog een keer een string van 5A erbij legt zodat er max 15A te beschikking is dan zou ik het 2000W verwarmingselement wel met 10A zekeren. Normaal zal de spanning te laag zijn om meer dan die 2000W te halen maar icm een kortsluiting is een 10 A zekering nog iets van invol

Een relevante beveiliging is die voor oververhitting en dan op alle plaatsen waar dit kan kan optreden. En Als je een afgesloten vat met water gaat opwarmen dan loopt de druk op dus een overdruk beveiliging is dan ook noodzakelijk.

[...]Stel dat zou eventuel nog een 15% zijn een standaard zekering reageert pas bij 20 - 25% teveel is een keer en dan ook pas na (zeer) lange tijd.

Ik vraag om nu wel ineens af zouden er ondertussen al geen zekeringen ontworpen zijn speciaal voor zonnepanelen?

Een verwarmingselement van 2000W gaat echt geen 3000W leveren als er nog een keten van 5A erbij geplaatst wordt. Het is immers een weerstand met een vaste waarde.

Dus, als je een derde identieke keten parallel er op aansluit, dan wordt de stroom over de drie bronnen verdeeld, ieder 3,33A.

Zonnepanelen zijn een zonnegenerator, afhankelijk van de belasting levert die het benodigde vermogen. En het te leveren vermogen is afhankelijk van de hoeveelheid ingestraald zonlicht.

Tip voor de ts: gebruik stringdiodes om de ketens aan elkaar te koppelen. Zo voorkom je dat de ene keten stroom levert aan de andere keten mocht er spanningsverschil tussen de ketens optreden.

Er bestaan stringzekeringen van 15-20-25A / 1000V die gebruikt worden om identieke strings aan elkaar te koppelen. Deze hebben minder vermogensverlies dan diodes.

Op zaterdag 30 maart 2024 18:59:30 schreef benleentje:
[...]Is dat echt wel zo? Ik schakel toch best vaak met relais op gelijkspanning en gebruik ook heel vaak geen blusdiode ik heb nog nooit doorslag in een relais of ergens anders gezien

Als je een "relais OP gelijkspanning" schakelt, dan gaat je schakeltor (mogelijk" stuk zonder blusdiode.

Ik heb even een SRD-05VDC-SL-C getest. 70 ohm, 20mH.

Bij 70mA bevat die dus E = .5 L I2 = .5 * 20mH * 70mA2 = 50uJ. Als ik die schakel met een AO3400... het datasheet vermeld niet wat ie voor avalanche energy mag hebben -> Dat is buiten spec.

De spoel zorgt voor een spanning van > 30V op de drain van de mosfet, hij slaat door en er loopt even 70mA * > 30V = >2.1W. Mwah! Volgens HET SOA grafiekje zal ie dit soort grappen ruim een seconde volhouden! Het is natuurlijk VEEL sneller klaar.Dit loopt inderdaad goed af.

Gaat het over de schakelende kant, dan krijg je overslag, een vonkje, binnen in het relais. 1 keertje... dat kan geen kwaad. Sterker nog, bij datzelfde SRD relais staat op dat ie rated is voor 30VDC bij 10A: Hij haalt z'n "redelijke" levensduur bij die stroom en spanning. De fabrikant zegt dat ie in een groot percentage exemplaren een stroom van 10A DC bij 30VDC kan onderbreken en dat 100000 keer achter mekaar. (met iets van minstens een seconde "afkoel tijd").

Dus... Als jij een goedkoop chinees relais hebt (zoals de SRD), dan kan die jou DC applicaties (max zeg 1A? 2A?) bij 12V (24V misschien?) vast wel een 100 duizend keer schakelen (wat ze een redelijk aantal vinden voor de levensduur).

En ALS je een DC last schakelt.... dan is de inductie vast niet 20mH zoals van de schakelspoel.

@KlaasZ: er spelen twee dingen voor de inductie van de lus bij zonnepanelen. Als je zeg 8 panelen in serie legt, dan is de natuurlijke manier om gewoon een grote lus over de 8 panelen te leggen. Dan heb je orde van grootte 2m (lengte panelen) * 4m (4 panelen naast mekaar) = 8m2 aan lusoppervlak. Dat is best veel. Daar kan zomaar makkelijk een factor tien van af als je het doet zoals iedereen aanraad. En er zijn wel degelijk branden ontstaan door vonkende zonnepanelen aansluitingen.