Eigenbau Speicher

Eigenbau Speicher

Beitragvon jb79 » Mo 1. Feb 2021, 20:42

Hallo,

muß mich auch mal wieder melden.

Hab inzwischen (seit 2018) endlich eine PV Anlage mit 8,5kWp am Dach, an der 2 Fronius Wechselrichter 1xSymo 3.0-3S und 1xSymo Hybrid 5.0-3S hängen. Am Hybrid ist seit letztem Jahr auch ein BYD HVM mit 11.04kWh angeschlossen. Der Speicher ist ein Hochvoltmodell mit 204V Nennspannung, der Wechselrichter kann sich mit max. 16A daraus bedienen, somit ist die maximale Lade/Entladeleistung auf ca. 3,2kW begrenzt, mehr ginge nur, wenn man zusätzliche Module dazubauen würde (je Modul steigt die Spannngung um 51V bzw. die Kapazität um 2,76kWh), ein Modul mehr heißt 16A*51V=816W mehr Entnahme/Ladeleistung.
Zusätzlich hab ich am Garagendach noch 4 gebrauchte Module mit je 250W montiert, die über einen Victron MPPT 100/20-48 einen 13S Lithium Akku laden. Der besteht aus 10 Stück E-Bike Akkus 13S/6P, mit je ca, 0,8kWh/Block. Genutzt wird davon aber nur 80% (10-90%) zwecks erhöhter Lebensdauer.
Je 5 der Akkublöcke hängen parallel (Leistung und auch Balancing) an einem 40A BMS.
Weiters lädt ein 750W Meanwell Netzteil mit aktiver Mosfet Diode noch in den Akku, wenn die große PV Überschuss hat und Leistung ins Netz gespeist werden würde.
Entladen wird der Akku derzeit über 3 Wechselrichter: 1x 600W, 1x300W und ein einstellbarer mit 350W, den ich auf ca. 230W gestellt hab. Das entspricht etwa meinem halben Verbrauch nachts, wenn das System merkt, daß grade viel Strom vom BYD gezogen wird, schaltet es bei ausreichendem Ladestand die drei Gleichrichter zu, die so bis zu knapp 1100W beitragen können. Wenn die Wärmepumpe anspringt brauch ich dann so ca. 4,5kW wenn sonst keine großen Verbraucher aktiv sind. Das schafft leider der BYD Speicher nicht alleine, zusammen mit allen 3 Wechselrichter der Eigenbau Anlage sind aber noch leichte Reserven.
Gesteuert wird das Ganze von einem NodeMCU, der sich diverser per I2C angeschlossener Sensoren (Strom, Spannung per ADC), sowie Portexpander zum Schalten der Netzteile und einem DAC zum Steuern des Meanwell Netzteils bedient. Außerdem hängt eine RTC und 2 4x20 Zeichen Displays am I2C Bus, damit man jederzeit die aktuellen Leistungsdaten, sowie den Status der Wechselrichter usw. ansehen kann. Damit das auch bequem vom Büro aus geht werden die Daten per serieller Schnittstelle auf einen kleinen ESP8266 übertragen, der das als kleiner Webserver in json Format darstellt. Im Büro steht als Gegenstück ein weiterer NodeMCU mit 320x480 Pixel Grafik-Display, das mir die Daten optisch ansprechend anzeigt. Gerade in Arbeit ist auch eine steckbare Balancer-Verbindung (3D Druck, der das am Akku befestigt + Platine mit verpolungssicherem Stecker, damit kann ich die Akkus leichter voneinander trennen bzw. beim Zusammenstecken ist die Chance praktisch 0 den Balanceranschluß verschoben bzw. falsch rum anzustecken. Ist zwar noch nie passier, aber wenn dann gäbs ordentlich Funken...

Konnte meine Stromkosten mit dem System stark senken (ok hat auch einiges gekostet), denke aber schon über eine Erweiterung mit ein paar gebrauchten PV Modulen auf der Garage nach, damit der Eigenbau-Speicher grade in Zeiten mit weniger Sonne auch halbwegs flott geladen werden kann.

PV.jpg
Fronius + BYD
PV.jpg (53.67 KiB) 4408-mal betrachtet

pv_dach.png
Dach mit 28 Modulen, 10 am Symo 3, 18 am Symo Hybrid 5, rechts noch die thermische Solaranlage (4x2,5m²)
pv_dach.png (504.84 KiB) 4400-mal betrachtet

Blöcke.jpg
Speicherblöcke mit BMS und Stromsensor
Blöcke.jpg (139.46 KiB) 4408-mal betrachtet

frontside.jpg
Display (4 Zoll, 320x480 Pixel) mit Eigenbau Gehäuse (3D Druck)
frontside.jpg (152.86 KiB) 4408-mal betrachtet
lg Jürgen
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon Bernd » Sa 28. Aug 2021, 18:15

Hallo Jürgen, entschuldige das ich mit meiner Antwort fast 1 Jahr gewartet habe. Heute habe ich das erste mal seit Urzeiten mal wieder
was ins Forum geschriebenl Da geht es auch um Stromspeicherung.

Du hast Dir ja ein modernes und sehr aufwändiges System gegönnt. Sind es immer noch 11kwh die du im Einsatz hast ? Ich habe auch schon ein paar
mal über ein Batteriesystem zur Hausversorgung nachgedacht. Zunächst hatte ich über eine geregelte Einspeisung nachgedacht bei der per Sensor gesteuert nur
soviel eingespeist wird wie das Haus gerade verbraucht. Als Nachteil habe ich dann aber erkannt das das Haus bei Stromausfall, trotz riesigen Akku im Keller, ohne funktionierende
Spannungsversorgung wäre. Deshalb wollte ich unbedingt etwas was mein Haus auch in einem solchen Falle versorgt.

Mein Haus benötigt pro Tag ca. 15 kwh. Meine anfängliche Idee war das Haus komplett eine Woche aus dem Akku versorgen zu können.
Mit dieser Idee im Hinterkopf habe ich mich dann mal versucht schlau zu machen welche Kosten auf mich zu kämen wenn ich alles direkt aus China beziehe.
Bislang habe ich aber noch nicht die richtigen Wechselrichter gefunden die meinen Vorstellungen entsprechen.
Auf der Suche in Deutschland nach Angeboten hiesiger Anbieter wurde mir schnell klar das eine Realisation kostendeckend hier nur möglich wäre
wenn man sich das Ganze schön redet und man mit viel Idealismus und wenig Rationalität an die Sache heran geht.

Das geringste Übel scheint mir dabei der Akku aus China zu sein. Eine Kilowattstunde lässt sich für 150 - 200 Euro realisieren.
Hochvoltbatteriewechselrichter also Inselwechselrichter als Hochvoltversion aus china habe ich aber noch so gut wie keine gefunden, Niedervoltversionen gibt es
aber massenhaft. Vielleicht muss ich auf sowas zurück greifen. Ich bin weiterhin in der Ideenfindung.

Einspeisen ins öffentliche Stromnetz möchte ich nichts mehr. Eher sogar mich ganz davon abmelden.

Ich konnte vor 1 Jahr recht günstig eine Anzahl an Dünnschichtmodulen eines deutschen Herstellers erwerben, der wie alle anderen deutschen Hersteller auch, pleite gegangen war.
Sie haben einen für Dünnschichtmodule verhältnismässig guten Wirkungsgrad und kosteten nagelneu nur 15 Cent pro Watt.
Eigentlich waren sie mehr als Verkleidung für eine Wetterseite meines Nebengeäudes gedacht, aber dann überlegte ich mir eine Nutzung des ganzen aus.

Grüße

Bernd
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon jb79 » So 29. Aug 2021, 02:45

Hallo Bernd,

ja die 11kWh BYD Speicher am Fronius Symo Hybrid laufen immer noch so. Standardsetting ist 0W Einspeisung/Bezug. In den wärmeren Monaten stelle ich das aber auf 200W Einspeisung (auch nachts), denn sonst ist der Akku um 10:00 voll. Habe dann das Problem, dass PV Leisung verlorengeht, denn um die Spitze herum (13:30 bei mir) habe ich im Frühjahr auf dem String des 5kW Symo Hybrid (18*305Wp=5,49kWp) öfters über 6kW gehabt. Das geht deswegen, weil der bis zu 8kW DC verarbeiten kann. 5kW gehen maximal dreiphasig ins Netz und auch max. 5kW (bzw. bei mir 3,2) in den Akku, natürlich sind auch diverse Kombinationen davon möglich, bei 6,5kW können also 3,2 in den Akku und 3,3kW ins Netz.

Der Symo Hybrid ist auch notstromfähig. - Fällt das Netz aus, so fährt nach einer Wartezeit von ca. 1min der Symo Hybrid an, nachdem er das Hausnetz vom EVU Netz getrennt hat (über 2 seriell geschaltete Schütze). Kann dann theoretisch bis zu 5kW (dreiphasig) im Haus nutzen, solange Sonnenenergie oder Akkuladung vorhanden ist, in der Praxis geht wegen dem Strom vom WR (16A) und der Akkuspannung von ca. 204V nur eine Maximalleistung von ca. 3,2kW aus oder in den Akku. Um die 5kW auszuschöpfen müßten noch 2 Module (in Summe 6) beim BYD aufgerüstet werden, dann hätte er 306V Nennspannung und knapp 4,9kW maximale Abgabeleistung bei ca. 16,5kWh Kapazität (genutzt werden können davon 93%).
Die neueren Fronius Wechselrichter können auch schon mehr als 5kW mit dem Speicher, ich glaube da liegt der Gleichstrom, der vom/zum Akku kann bei 22A.

Das Problem beim Fronius, sobald der in den Inselmodus geht: Er fährt Überfrequenz (52Hz soweit ich weiß), jeder vernünftig gebaute Wechselrichter muß das erkennen und darf nicht zuschalten bzw. muß dann abschalten. Für weitere Verbraucher könnte ich an meinen Eigenbau-Akku mit 48V einen Wechselrichter anschließen, der nicht netzgesteuert ist und dort Verbraucher anhängen. Für echte Autarkie bräuchte ich aber mehr Speicher und noch mehr PV, denn im Winter braucht leider die Wärempumpe viel, viel Strom, der genau dann nicht da ist.

Die 4 Module auf der Garage wurden übrigens nun um 2 weitere, idente ergänzt. Damit sind am Haus jetzt 8,54kWp und auf der Garage 1,5kWp. Wollte am Haus noch etwas erweitern, leider bekomme ich die Module nach 3 Jahren nicht mehr, hatte da auch schon direkten Kontakt mit dem Österreich-Vertriebsleiter des Herstellers (Hanwa Q-Cells). Hätte am Dach noch Platz für 4 Module gefunden bzw. geschaffen, das wären nochmal gut 1,2kWp gewesen, die beiden Fronius Wechselrichter hätten das locker gepackt.

Wenn du eine Niedervolt-Anlage haben willst, dann kannst du dich mal bei Victron umschauen. Zugegeben: nicht ganz billig, aber gut erweiterbar und inselfähig.
Die Ströme sind halt im Vergleich zu Hochvoltsystemen ca. um den Faktor 5-10 höher.
Ein Kollege hat jetzt auch einen Eigenbau-Speicher und 2 China-WR. Er hat den Großteil von seinem Haus (bis auf Wärmepumpe und Herd) auf einphasig umgebaut und versorgt das jetzt aus Akku und PV, zusätzlich kann er (wenn im Winter garnix kommen sollte) auch umschalten.
Um wirklich vom Netz gehen zu können bräuchte ich bei meiner Anlage einen Langzeitspeicher, der mind. 1,5MWh bzw. besser noch 2MWh speichern kann. Habe derzeit gut 3MWh Überschuss (mehr Einspeisung als Verbrauch), wenn ich das im Sommer speichern und im Winter abrufen könnte, dann würde ich keinen Netzanschluß mehr brauchen, zumindest bis ich ein Elektroauto habe. Leider sind diese Art Speicher derzeit noch unerschwinglich.
Heuer habe ich es dank den beiden Akkusystemen immerhin auf 75% Autarkie gebracht (also nur 25% meiner Energie aus dem Netz beziehen müssen), mal sehen wo ich dann am Jahresende stehe.

Zu den Hochvoltspeichern: die gibt es im Prinzip nur fertig, denn alle Wechselrichtersysteme, die ich kenne haben eine Kommunikation mit dem Hochvoltakku. Bei den Niedervolt-Wechselrichtern geht das scheinbar auch ohne. Dem Victron-WR ist es recht egal, ob man einen fertigen 48V Akku nimmt oder da selber was baut.

lg Jürgen
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon Bernd » So 29. Aug 2021, 23:38

Ich werde, wenn überhaupt, sämtliche Gerätschaften direkt aus China bestellen. Die exorbitant teuren Geräte namhafter Hersteller bzw. Anbieter kann und will ich mir nicht leisten.
Das diese teuren Sachen sicher einfacher zu planen sind ist mir natürlich schon klar.
Damit würde das Ganze nämlich, wie schon mal gesagt, nur noch kostendeckend wenn man es sich schön rechnet oder Jahrzehnte für die Amortisation aufbringen kann, und wenn so lange alles heile bleibt.
Je nachdem was man baut liegen die Erstellungskosten bei solchem China Vorgehen so extrem viel tiefer (ca. 1/3 bis 1/10) das man auch das Risiko in Kauf nimmt. Ich zumindest mache es so.
Was mir auch wichtig ist, ist ein einfaches System ohne zuviel Spielereien, Steuerungen, Anzeigen etc. Quasi eine große USV die das Haus versorgt.

Einen 2 Megawattstunden Akku hätte ich zwar auch zwar gerne, aber meinst du wirklich das der nötig wäre ?
Bei meinem Verbrauch könnte ich damit das ganze Haus komplett ca. 1/3 Jahr versorgen ohne jemals nach zu laden.
Im Augenblick schwebt mir da eher eine bewusst überdimensionierte Solaranlage vor und ein Akku der das Haus ca. 1 Woche ohne Nachladung versorgen könnte.

Mein Electraakku hat knapp 2,5kwh und hat mit BMS ca. 550 Euro gekostet.
Bei Zellen die um die 100 - 200Ah haben sind die Preise weitaus günstiger pro kwh als bei meinen in der Electra verbauten kleinen Rundzellen.
Grob gerechnet kann ich mit ca. 150 Euro pro kwh rechnen. Ein 30 kwh Hochvolt Akku kostete mich bei einer Kalkulation um die 4000 Euro.
Dafür bekommt man von namhaften Herstellern vergleichsweise gar nichts. Ich fand Preise von 1000 - 1500 Euro pro kwh für kleine Akkus, utopisch.

Der Wechselrichter der das Haus versorgt sollte 3 Phasen haben und zusammen schon so 20kw liefern können.
Einen Einspeisewechselrichter (ich will aber nicht einspeisen) mit Limiter und 25kW habe ich für 1060 Euro gefunden.
Ähnliches muss ich noch für mein Vorhaben finden.

Wenn du nicht mehr lieferfähige Solarmodule suchst dann guck mal bei SecondSol. Da gibt es eine riesige Auswahl, aber meist nur Palettenweise.
Da stammen auch meine her, sind nagelneu, musste aber auch 2 Paletten kaufen :)

Grüße

Bernd
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon Bernd » So 29. Aug 2021, 23:41

jb79 hat geschrieben:
Zu den Hochvoltspeichern: die gibt es im Prinzip nur fertig, denn alle Wechselrichtersysteme, die ich kenne haben eine Kommunikation mit dem Hochvoltakku.
lg Jürgen


Welcher Art der Kommunikation meinst du da genau ?

Grüße

Bernd
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon jb79 » Mo 30. Aug 2021, 04:55

Hallo,

der 2MWh Akku wäre hauptsächlich nötig für die Wärmepumpe in den Wintermonaten. Habe bis auf Strom keine anderen Energieträger (weder Gas, Öl, Holz oder sonst was).
Größere PV hilft nur bedingt: Wenn keine Sonne da ist kann man auch keine Energie ernten, die notwendige Speichergröße könnte eine entsprechend große Anlage (mit idealerweise Ost/Süd/West Ausrichtung, z.B. an der Fassade) aber durchaus signifikant senken.
Brauche im Sommer meist so 15-20kWh, wenn es sehr heiß ist auch mehr (Klimaanlage), dann ist aber auch entsprechend PV Leistung vorhanden, da geht dann immer noch genug ins Netz.
Im Winter (z.B. Jänner) brauche ich dann schon mal 30-40kWh, davon hab ich knapp 30% mit der aktuellen Anlage + Speicher gemacht. Eine doppelt so große Anlage würde da auch einiges bringen, dann wären es nur noch 3 Monate wo mehr Verbrauch da ist => kleinerer Langzeitspeicher nötig.


Zu Secondsol: Kenne ich natürlich und schaue immer wieder, aber es gibt wohl leider nix mehr und wenn dann nur palettenweise und etwas stärkere Module aus der Serie.

Zur Verbindung Speicher <=> Wechselrichter: Bei Fronius sind die beiden über einen Modbus verbunden, der liefert dem Wechselrichter diverse Werte, um arbeiten zu können: Strom, Spannung, Leistung, SOC, Errorstatus usw. Inwieweit diese Daten betriebsrelevant sind kann ich nicht sagen, der Wechselrichter (zumindest der Speicherteil) rennt nicht ohne diese Verbindung.
Man kann diese (und viele andere) Daten auch per API aus dem Wechselrichter auslesen, auch z.B. vom Fronius Smartmeter, der am gleichen Modbus hängt und direkt hinter dem EVU Zähler mißt was rein und raus geht.Daraus beziehe ich dann die Informationen zur Steuerung meines Eigensbau Speichers (WR je nach Last zu oder abschalten).
lg Jürgen
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon Bernd » Mo 30. Aug 2021, 09:39

Die Hausheizung per Wärmepumpe zu realisieren, darüber habe ich auch schon mal nachgedacht aber leider steigt da natürlich der Strombedarf enorm an und das
ausgerechnet in den lichtarmen Wintermonaten. Drüber nachgedacht habe ich vor allen weil meine aktuelle Heizung ihre Haltbarkeitsgrenze erreicht hat.
Hast du eine Wärmepumpe die die Energie aus der Umgebungsluft zieht oder eine die das Erdreich abkühlt?
Ich schätze ich brauche im Jahr so 30.000 kwh Wärmeenergie denn ich bewohne ja keinen Neubau.
Vieles wird wohl nur Wunschdenken bleiben mit dem ich mich aktuell beschäftige.

Grüße

Bernd
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon jb79 » Mo 30. Aug 2021, 16:43

Hallo,

wir haben eine Vaillant Wärmepumpe. Aussengerät ist ein VWL 10 /3 SA und Innengerät ein VWL 101/3 S.
Arbeitet bis -20°C, darunter gibts ein 6kW Heizregister im Innengerät. War in den 10 Jahren erst 1x knapp an der Abschaltgrenze (-19,5°C), das war ziemlich am Anfang, haben 2011 gebaut und sind im November eingezogen. 2012 wars glaub ich dann so kalt. Als Backup haben wir noch einen kleinen Pelletsofen im Wohnzimmer, der ist aber schon 2 Jahre nicht gelaufen. Zusammen mit der Wohnraumlüftung würde dessen Wärme auch etwas im Haus verteilt werden.
Die aktuelle Generation der Wärmepumpen arbeitet glaub ich auch schon runter auf -25°C.

Wir hatten die ersten Jahre auch ein Meßsystem von Vaillant installiert, das die genauen Leistungsdaten erfaßt hat (Schwiegervater hat da in der Technik gearbeitet), damit wollte man im Realbetrieb feststellen, wie der COP Wert im Realbetrieb ist, bei uns ist da irgendwas ziemlich genau um 4 rausgekommen. Der COP Wert gibt an, welche Wärmeleistung man aus welcher elektrischen Leistung bekommt, also elektrische Leistung * COP = Wärmeleistung. Gemessen wurde alles was elektrisch Strom verbraucht extra, also die Steuerung, das Aussengerät, der Kompressor und das Heizregister, für die Wärme gab es 2 Ultraschall Wärmemengen Sensoren, die Warmwasser und Heizenergie extra erfaßt haben. Einen der Stromzähler und die beiden Wärmemengenzähler durfte ich behalten (die wieder aus dem Wasserkreislauf auszubauen wäre für Vaillant teurer gekommen als die Dinger selbst), muß eh mal wieder schauen wie die WP übers Jahr performt hat.
lg Jürgen
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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon Bernd » Mo 30. Aug 2021, 23:16

Der Umwandlungsfaktor schwankt sicherlich mit der Aussentemperatur, oder ist der auch bei -20 gleich hoch ?

Grüße

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Re: Eigenbau Speicher

Beitragvon jb79 » Di 31. Aug 2021, 02:16

Der COP Wert schwankt natürlich.
Er ist abhängig von der Aussentemperatur und der Temperatur, die erzeugt werden muß (für Heizung oder Warmwasser).
Höhere Quelltemperatur (außen warm) und Wasser für die Heizung (ca. 30°C bei Fußbodenheizung) gibt besseren COP. Ist es draussen kalt und die WP muß viel Warmwasser machen, dann sinkt der COP. Der Wert von 3-5 den Wärmepumen erreichen ist daher als Durchschnitt über's Jahr zu sehen.
lg Jürgen
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