Grid Tie Micro Inverter GMI Series GMI 260

Grid Tie Micro Inverter GMI280

Grid Tie Micro Inverter GMI Series (habe hier einen GMI260)

alle Typen der GMI Serie – GMI120, GMI150, GMI180,  GMI260, GMI300, GMI350, GMI500, GMI600 und GMI700

Ziel
Umbau als regelbarer Akku-Netzwechselrichter. Kann dieser preiswerte Netzwechselrichte so umgebaut werden, dass man eine externe Leistungsvorgabe realisieren kann, wenn dieser aus einem Akku versorgt wird.

Beschreibung
Diese preiswerten chinesischen Micro Inverter der GMI Serie sind in vielen verschiedenen Leistungsklassen zwischen 120 und 700 Watt zu bekommen. Nahezu alle werden im DC 18-50 Volt Spannungsbereich als MPPT Solarregler betrieben. Bei elektronischen Defekten kann man auf fertige Ersatzteil Bauteilsets (Aliexpress) zurückgreifen. Die Bauteilsets (<2 Euro) gib es je nach Leistungstyp und auch sortiert, ob der DC oder AC Teil defekt ist. Ersatzsicherungen liegen dabei. Auch auf YouTube Videos sind notwendige Reparaturen beschrieben. Thermisch soll der Wechselrichter nicht optimal ausgelegt sein. Mithilfe eines zusätzliche Lüfters bekommt man aber auch dieses Problem in den Griff. Auch hier helfen wieder findige Bastler mit Ihren YouTube Videos.

Auch nach ewig langer Suche fand ich im Netz absolut keinen Schaltplan eines der GMI Wechselrichters.

Ich mache mich daher selber an die Arbeit und erforsche die Schaltung. Nach zwei Tagen habe ich einen „Grid Tie Micro Inverter GMI260/230VAC“ für etwa 60 Euro geliefert bekommen. Zum Glück ist der Wechselrichter sehr leicht zu öffnen und auch nicht mit irgendwelchen Silikonschichten vergossen. Das bedeutet aber auch, dass man diesen GMI Inverter nicht vor Regen ungeschützt im Freien verwenden kann.

01.05.2023

Bauteile
U1 – 78L05 (einfacher 5 Volt Spannungsregler)
U2 – unbekannter Hochvolt StepDownWandler Bauteilbezeichnung 61DP
U3 – LM358 (Doppel OPV)
U4 – unbekannter 16 Pin Schaltkreis (Bezeichnung wurde abgefräst) evtl. ein UCC3806
U5 – PIC16F1936 (programmierter PIC Controller)
U6 – LM358 (Doppel OPV)
U7 – NE555 (Timerbaustein)

Regelwiderstände
VR1 – Funktion /Aufgabe noch unbekannt
VR2 – Spannungsjustage (DC Spannungsmessung mit PIC)
VR4 – Funktion / Aufgabe noch unbekannt

Sicherungen
F1 – AC Sicherung 3,15 A
F2 – DC Sicherung 12 A

Der Step-Down Wandler hängt direkt am DC Eingang und hat die Aufgabe, die Versorgungsspannung von etwa 12 Volt für die OPV’s und dem 5 Volt Spannungsregler zu liefern. Der U1 ist also dem U2 nachgeschaltet und versorgt als einfache Längsreger den PIC mit 5 Volt.
Interessant ist, dass der PIC über einen analogen Pin (Pin2) die DC Spannung misst. Ein MPPT Regler sucht ja nach der höchsten Leistung des Solarpanels. Dabei wird der Strom erhöht und gleichzeitig die Klemmspannung des Solarpanels ununterbrochen gemessen.
An dieser Stelle sehe ich eine reale Möglichkeit die Leistungsabgabe des Wechselrichters extern zu steuern, wenn dieser nicht mit einer Solarzelle, sondern aus einem Akku versorgt wird.

Über ein kleines Widerstandsnetzwerk mit Regelmöglichkeit (VR2) gelangt die DC Eingangsspannung zum PIC Controller Pin 2.

07.05.2023

Heute habe ich den Inverter GMI 260 direkt an einen Akku angeschlossen und die Leistung bei unterschiedlichen Spannungen ermittelt. Bei Spannungen unter 35 Volt erreicht der GMI Wechselrichter nicht mehr seine angegebene Leistung. Die Leistungsabgabe meines GMI 260 ist mit etwas über 300 Wh erstaunlich hoch. Beim Anklemmen des Wechselrichters an den Akku kann es durch das Laden der großen Elkos etwas blitzen. Besser ist es, wenn man erst mal einige Sekunden lang einen 4,7 Ohm Widerstand vorschaltet.

Ich hatte vor, den GMI 260 an einem 8 Zellen LiFePo4 Akku zu betreiben. Diese hat aber nur bei voller Ladung eine Spannung von 8 x 3,2 Volt = 25,6 Volt. Hier würde ich nie die Volle Leistung von 260 Wh abrufen können. So war es dann auch, der LiFePo4 Akku war nicht zu 100% voll und mehr als 100 Wh bei ca. 26,3 Volt  konnte nicht eingespeist werden. Warm war der GMI dabei nicht. Er hatte eine Gehäusetemperatur von 32 Grad.

Mit einer ersten einfachen Schaltungsidee konnte die Leistung des Wechselrichters GMI 260 über den Pin 2 am PIC Controller analog regeln. Ein verbauter Optokoppler schafft durch die galvanische Trennung Sicherheit beim Betrieb der externen Schaltung. Im Gegensatz zur Leistungsreglung des EVT248 erfolgt hier die Reglung völlig verlustlos.  

Eingangsspannung in Volt (an den MC4 Anschlüssen) Strom in A Leistung in Wh
48,5 7,15 303
44,3 7,95 302
40,3 8,5 302
36,3 9,7 302
32,3 8,2 230
28,2 4,4 115
24,2 4,2 85
20,2 3 50,4
16,2 0 keine Leistung / LED ist rot

12.06.2023

Ich habe einen schönen aktuellen Testbericht zu den GMI Wechselrichtern gefunden. Macht Euch selbst ein Bild in der 3-seitigen PDF.