USV mit AC Solarstr...
 
Benachrichtigungen
Alles löschen

USV mit AC Solarstrom laden

27 Beiträge
9 Benutzer
0 Likes
1,408 Ansichten
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Hallo Leute,

ich hab da so eine fixe Idee und da bräuchte ich ein paar Leute zum mitdenken. Zur Ausgangssituation, ich habe eine 9kWp PV Anlage mit Überschusseinspeisung. Fuktioniert super, will ich auch nix daran ändern (Stichwort Hybrid), weil im Moment eh alles verrückt teuer ist. Ich habe eine Grundlast von ca. 600W 7x24h (Lüftung, Server und sonstige Elektronik), dazu eine kleine USV, die mir gezielt wichtige Gerätschaften schützen soll. Aber die macht nach 10-15 Minuten schlapp.

Meine Überlegung ist, statt einer neue USV einfach einen günstigen Off-Grid Inverter/Charger zu nehmen (Growatt, Voltronic etc.) und daran einen Akku zu hängen, d.h. der läuft im reinen Charger Betrieb und hat keine PV über DC gekoppelt. Den möchte ich mit meinem PV Überschuss tagsüber aufladen und in der Nacht soll er sich dann wieder bis zu einem definierten SOC entladen. Im Vergleich zu einer reinen USV sollte damit noch eine Eigenverbrauchsoptimierung erreicht werden.

Ich kann bei meinem Fronius WR über einen Kontakt Überschuss signalisieren. Die meisten Off-Grid Inverter haben ebenfalls einen Kontakt, um eine Akkuwarnung zu signalisieren. Somit könnte ich die Aufladung über einen Schütz-Steuerung ein- und ausschalten und, wenn der Akku leer genug ist, den Strom (unabhängig von der PV) zwangsweise für eine bestimmte Zeit wieder einschalten. Das wäre zwar günstig aufzubauen, wird aber die Zahl der Akkuzyklen nicht maximieren, da der Akku vermutlich öfters als notwendig aus dem Netz geladen wird. Außerdem habe ich hier eine Mengen an harten Schaltvorgängen an der AC-Versorgung, was auch nicht so super ist. Da braucht es wohl eine intelligentere Steuerung zur Optimierung.

Als Zusatz-Feature habe ich mir überlegt, das ganze als IT-Netz zu bauen und den Akku nur über ein Ladegerät über DC zu versorgen. Ein Nebeneffekt wäre auch, dass die Anlage eine Insel wird und ich mir von niemandem etwas dreinreden lassen muss, wass die Zulassung und Anmeldung des WR betrifft.

Ich habe mir zuerst gedacht, das ganze mit einem Rasperry oder ev. mit einer Simatic zu lösen. Ein Modbus IP Gateway habe ich auch noch herumliegen. Ich traue mich zwar kaum, das in einem DIY Forum zu erwähnen, aber ich fürchte, wenn ich das von Null weg entwickle ist es zwar eine lustige Erfahrung, wird aber massiv Zeit kosten, die ich aktuell nicht habe. Ich brauche also eine DIY light Lösung.

Welche Möglichkeiten seht ihr, soetwas mit günstigen/lieferbaren Standardkomponenten zu lösen, die man nur mehr anpassen muss und wo man die Steuerung nicht komplett neu entwickeln muss? Die Victron + GX Schiene habe ich mir angesehen, das würde vermutlich vieles erleichtern aber das ist nicht billig und hat auch so seine Hürden, weil ich dann eine AC-Kopplung machen muss.

Danke für eure Kommentare und Inputs.


   
Zitat
diy_stromer
(@diy_stromer)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 7 Monaten
Beiträge: 792
 

Wie kommst du mit 9kWp und 600W Grundlast auf einer Insel über den Winter?

- PV: SW 6,48kWp + 3x4,86kWp (O,S,W)
- BAT: 16x 280 Ah mit JK BMS
- WR: 3xVictron MP2 5k, 2xMPPT 250/70, 9xHoymiles HM1500


   
AntwortZitat
(@uschi)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 615
 

Warum so kompliziert?

Du hast eine USV, die die Leistung Deiner Grundlast über Nacht liefern kann.
Ihr fehlt nur die Ausdauer. Also einfach neben die USV einen Akku stellen, der groß genug für die ganze Nacht ist.
Bei Sonnenuntergang schaltet ein Schütz vom internen Akku auf den dicken um und am nächsten morgen zurück.
Schon läuft dein 600W Dauerzeug die ganze Nacht ohne Strom vom Netz zu benötigen.

Da du über eine 9kWp über die Mittagszeit genügend Leistung hast, wird der dicke Akku einfach von z.B. 10 bis 15 Uhr per primitives Ladegerät + Zeitschaltuhr wieder aufgeladen. Fertig für die nächste Nacht.


   
AntwortZitat
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Wie kommst du mit 9kWp und 600W Grundlast auf einer Insel über den Winter?

Mit Nachladen über Netzstrom.


   
AntwortZitat
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Warum so kompliziert?

Weil mir keine einfachere Lösung eingefallen ist 😀

Dein Ansatz mit den zwei Akkus kommt aus einer ganz anderen Richtung. Ich muss allerdings erst testen, ob die Geräte an der USV eine Umschaltung des Akkus "überleben".
Statt der Zeitschaltuhr kann ich ja trotzdem das Überschusssignal aus dem WR nehmen, das wird den Aufwand für die Lösung nicht wesentlich erhöhen. Die Anzahl der Schaltvorgänge wird aber sicher mit der Uhr besser minimiert.
Danke für den Input jedenfalls!


   
AntwortZitat
Chris N
(@chris-n)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 587
 

Nicht ZWEI akkus. EINEN großen. Dieser wird nicht in die USV passen, deshalb "daneben stellen"
Auf YT gibt es Videos , wo LiFePo4 Akkus für einfache (APC) USV Geräte genommen wurden. Alter Akku raus, Kabel rausgezogen und einen netten Akku in 12 oder 24 Volt (je nach Gerät) mit BMS! daneben gestellt, so wie Uschi schon sagte.

----------------------------------------------------------------------------
Vielen Dank und schöne Grüße Chris

PV 6,3 Kwp an SMA mit SHM 1.0; 2,5 Kwp Notstrom und Insel an EAsun iGridSVII 5 Kw + LFP 16*LF280K; Go-E (openWB) Charger für e-Golf;


   
AntwortZitat
diy_stromer
(@diy_stromer)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 7 Monaten
Beiträge: 792
 

Wie kommst du mit 9kWp und 600W Grundlast auf einer Insel über den Winter?

Mit Nachladen über Netzstrom.

Ist das dann noch eine Insel? Darf man Solarspeicher über das Netz laden? Geht wahrscheinlich darum die Wandlerverluste zu unterbinden.

- PV: SW 6,48kWp + 3x4,86kWp (O,S,W)
- BAT: 16x 280 Ah mit JK BMS
- WR: 3xVictron MP2 5k, 2xMPPT 250/70, 9xHoymiles HM1500


   
AntwortZitat
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Nicht ZWEI akkus. EINEN großen. Dieser wird nicht in die USV passen, deshalb "daneben stellen"
Auf YT gibt es Videos , wo LiFePo4 Akkus für einfache (APC) USV Geräte genommen wurden. Alter Akku raus, Kabel rausgezogen und einen netten Akku in 12 oder 24 Volt (je nach Gerät) mit BMS! daneben gestellt, so wie Uschi schon sagte.

Ich habe mir das gerade nochmals durchgerechnet. Folgende Herausforderungen:

1) Kleine USV haben geringe Batteriespannungen, ich benötige aber in der Gegend von 5kWh Kapazität. Da bekomme ich ein Problem mit den hohen Ladeströmen. Wenn ich z.B. 5kW Überschuss habe, will ich ja rasch laden können, um die Leistung weg zu bringen. Selbst bei nur 1kW Ladeleistung bin ich mit 12V schon bei über 80A. Soetwas muss ich wohl mit höheren Spannungen bauen.

2) Die USV ist für eine Überbrückungsleistung von 5 bis vielleicht 20 Minuten (mit geringer Leistung) ausgelegt. Wenn ich die über mehrer Stunden im Backup Modus betreibe, bin ich vermutlich außerhalb der Spezifikation des Herstellers. Ich befürchte, dass mir der Inverter abbrennt, weil das thermische Design dafür nicht ausgelegt ist.

Daher auch meine erste Idee einen 48V Inverter/Charger zu nehmen, der für den Dauerbetrieb ausgelegt ist.


   
AntwortZitat
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Ist das dann noch eine Insel? Darf man Solarspeicher über das Netz laden? Geht wahrscheinlich darum die Wandlerverluste zu unterbinden.

Ich sehe da kein Problem. Es gibt keine AC-Kopplung mit Rückwirkungen auf das Netz, daher geht es den VNB aus technischer Sicht nichts an. Und ob es ein Gesetz gegen das Laden von Speichern mit Netzstrom gibt oder nicht ist mir ehrlich gesagt egal. Da werde ich eher vom Blitz getroffen als dass mich da einer dafür verklagt. Bei diesen Regelungen geht es ja nur um möglichen "Tarifbetrug" (d.h. Aufladen mit günstigem Nachstrom und Einspeisen zu Spitzenzeiten). Wegen der Effizienz hast du recht, die ist natürlich nicht so super und daher bringt das im Winter ev. gar nichts.


   
AntwortZitat
Kronos
(@kronos)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 7 Monaten
Beiträge: 24
 

1) Kleine USV haben geringe Batteriespannungen, ich benötige aber in der Gegend von 5kWh Kapazität. Da bekomme ich ein Problem mit den hohen Ladeströmen. Wenn ich z.B. 5kW Überschuss habe, will ich ja rasch laden können, um die Leistung weg zu bringen. Selbst bei nur 1kW Ladeleistung bin ich mit 12V schon bei über 80A. Soetwas muss ich wohl mit höheren Spannungen bauen.

2) Die USV ist für eine Überbrückungsleistung von 5 bis vielleicht 20 Minuten (mit geringer Leistung) ausgelegt. Wenn ich die über mehrer Stunden im Backup Modus betreibe, bin ich vermutlich außerhalb der Spezifikation des Herstellers. Ich befürchte, dass mir der Inverter abbrennt, weil das thermische Design dafür nicht ausgelegt ist.

Nimm lieber eine etwas Leistungsstärkere USB (Gebaucht ohne Akkus). Die haben meistens 24-48V Akkuspannung, dann liegst du wieder bei 20A ladestrom.
Nächster Vorteil ist, das die USV nicht so schnell an termischer Überlastung stirbt. Und dabei ist nicht mal die Gesammtlast gemeint, sondern die punktuelle überlastung der der FETs
Ich habe kleine Lüfter an die Kühlkörper meiner USV geschraubt, das wirkt Wunder.


   
AntwortZitat
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Nimm lieber eine etwas Leistungsstärkere USV (Gebaucht ohne Akkus). Die haben meistens 24-48V Akkuspannung, dann liegst du wieder bei 20A ladestrom.

Ich habe mir jetzt einige gebrauchte mit tw. defekten Akkus angesehen, aber die Frage ist jetzt, welche von denen kann man auf eine andere Batterietype umbauen?
Alle diese USV arbeiten mit AGM (Blei) und haben daher eine (Erhaltungs)ladung mit konstanter Spannung. Ich muss also meinen neuen Akku mit einem externen LiFePO4 Ladegerät aufladen, was ja grundsätzlich für meine Anwendung ohnehin gut ist, weil ich damit zwischen Ladung und Netzversorgung trennen kann. Aber dazu müsste ich in der USV den Ladestrom deaktivieren können und zumindest meine kann das nicht. Ebenso wird die USV "blind" was den SOC betrifft und die Warnmeldungen zum Akkustand werden nicht mehr funktionieren. Kennst du USV, die man bezüglich der Ladeparameter bzw. Batterietypen konfigurieren kann?


   
AntwortZitat
Chris N
(@chris-n)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 587
 

HI

Die Werte für AGM Batterien passen auch recht gut zu LiFePo4. Das BMS übernimmt die Überwachung und trennt die Ladung bei Erreichen der gewünschten Spannung.

----------------------------------------------------------------------------
Vielen Dank und schöne Grüße Chris

PV 6,3 Kwp an SMA mit SHM 1.0; 2,5 Kwp Notstrom und Insel an EAsun iGridSVII 5 Kw + LFP 16*LF280K; Go-E (openWB) Charger für e-Golf;


   
AntwortZitat
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Das mit der USV ist also (mehr oder weniger) gelöst. Es gibt offenbar einen recht großen Gebauchtmarkt, aber derzeit habe ich nichts gefunden, was von der DC Spannung her passend wäre bzw. kein uralt Zeugs von ausgemusterten Serverräumen ist. Es gibt viele größere Modelle in der Gegend von 200V DC aber die nützen mir nichts, da ich so einen Akku nicht selbst bauen kann. Ist aber wohl nur eine Frage der Zeit, bis da etwas in den Anzeigen rum kommt. Ganz wohl fühle ich mich damit aber noch nicht. Wenn ich mir erst zwei oder drei gebrauchte Modelle kaufen muss, bis ich eine finde, die nicht defekt ist und stabil funktioniert, dann hat sich der Preisvorteil in Luft aufgelöst.

USV sind (so wie meine) äußerst mau, was die Ladeleistung betrifft. Selbst mit den relativ kleinen Akkus dauert das Nachladen sehr lange, da muss ich mir offenbar eh keine Sorgen wegen einer falscher Ladung des neuen Akkus machen. Diese geringen Ladeströme fallen bei mir kaum ins Gewicht. Für meinen geplanten Akku lädt der vermutlich wochelang über die USV.

Für das Laden habe ich mir daher vorerste ein regelbares LiFePO4 Ladegerät zum Testen bestellt. Leider gibt es da keine, bei denen man die Leistung remote steuern könnte. Für die Ansteuerung des Ladegeräts nehme ich ein Finder Relais mit Ein- und Ausschalter. Der Fronius ist hier sehr flexibel und man kann den gewünschten Überschuss und die Hysterese (sogar mit Zeitverzögerung) setzen. Das passt eigentlich sehr gut und die "Programmierung" dauert keine 5 Minuten.

Den USV AC-in werde ich mit einem SmartPlug ansteuern, den kann ich über ein Sonnenstandsprogramm automatisch an die Tageslänge anpassen, das sollte vorerst genau genug sein. Ich schalte damit 30 Min. vor Sonnenuntergang die USV auf Backup und 1h nach Sonnenaufgang wieder auf Netzbetrieb (das hängt mit meiner PV Topologie zusammen). Das muss man dann eben weiter optimieren.

Was mir jetzt noch fehlt, ist die automatische Aktivierung des AC-in an der USV, wenn der Akku SOC nachts unter einen definierten Wert fällt. Das kann passieren, wenn die Nächte länger werden und/oder am Vortag zu wenig Sonne war. Hat jemand eine Ahnung, ob es SmartHome fähige BMS gibt (d.h. mit WLAN/Ethernet/IP Schnittstelle)? Dann wäre das kein Problem und ich nehme den SOC aus dem BMS einfach in die Programmierung des SmartPlug mit auf. Am liebsten wäre mir ein physischer Alarmkontakt an der USV oder dem BMS, aber das ist offenbar kein Standard-Feature.

Die Hardware für USV, Relais, Ladegerät und SmartPlug kostet hoffentlich unter 500 Euro. Mal sehen, was der Gebrauchtmarkt tatsächlich hergibt. Beim Akku wird das schon nicht mehr so trivial, da bin ich wohl bei 1500 Euro für 5kWh. Also 2000 Euro im besten Fall für die ganze Anlage. Ich werde das mal mit meinen PV Messdaten durchrechnen, wie viele Zyklen man da pro Jahr tatsächlich hinbekommt. Bei (Hausnummer) 25c/kWh Ersparnis und 80% DOD bringt das ca. 1 Euro pro Zyklus. D.h. ich benötige grob 2000 Zyklen, damit sich das rechnet. Aber nur wenn der Strom so sauteuer bleibt wie jetzt und ich 200 Zyklen pro Jahr schaffe. Ist aber jetzt gar nicht so schlimm, dafür habe ich eine USV gebaut, die sich vielleicht in der Lebenszeit der Anlage rentiert und die mir eine viel bessere Leistung als das Original bringt (statt 10 Minuten Backup habe ich im Optimalfall mehrere Stunden Backup).


   
AntwortZitat
Kronos
(@kronos)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 7 Monaten
Beiträge: 24
 

Was mir jetzt noch fehlt, ist die automatische Aktivierung des AC-in an der USV, wenn der Akku SOC nachts unter einen definierten Wert fällt. Das kann passieren, wenn die Nächte länger werden und/oder am Vortag zu wenig Sonne war. Hat jemand eine Ahnung, ob es SmartHome fähige BMS gibt (d.h. mit WLAN/Ethernet/IP Schnittstelle)? Dann wäre das kein Problem und ich nehme den SOC aus dem BMS einfach in die Programmierung des SmartPlug mit auf. Am liebsten wäre mir ein physischer Alarmkontakt an der USV oder dem BMS, aber das ist offenbar kein Standard-Feature.

Suche eine USV mit Netzwerkinterface. Dort kann man per SNMP zum Beispiel die Restlaufzeit / Akkuladung auslesen und damit ein Relais ansteuern.

So sieht sowas als grafisches Log aus:

Das kannst du über einen PC machen oder über einen µC (Arduino, ESP32, Raspberry Pi,...).

Hier mal ein Beispiel mit dem ich die Einstrahlung messe.
Einstrahlung


   
AntwortZitat
LiC6
 LiC6
(@lic6)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 23
Themenstarter  

Suche eine USV mit Netzwerkinterface. Dort kann man per SNMP zum Beispiel die Restlaufzeit / Akkuladung auslesen und damit ein Relais ansteuern.

Danke für die Info und den Hinweis auf den Einstrahlungsmonitor.

Der Weg über SNMP ist eine gute Idee und das wäre über eine SmartHome Integration kein Problem. Aber ich bin da etwas skeptisch, was die Zuverlässigkeit betrifft. Wenn mir die Steuerung abschmiert, dann läuft der Akku ev. leer und dann produziere ich einen Ausfall, der ja eigentlich durch die USV verhindert werden sollte. Ich suche gerade nach einem fertigen Low-Voltage Alarm Relais mit NO Ausgang, das für meine Akku-Spannung passt. Es geht eben nichts über eine Hardware-Steuerung, wenn man Software vermeiden kann 😎

Wenn jemand ein passendes Relais empfehlen kann, gerne. Ich habe auch gesehen, dass die besseren USV Modelle tw. auch Relais-Module haben. Mal sehen, ob ich so etwas finde.


   
AntwortZitat
Seite 1 / 2
USV mit AC Solarstr...
 
Teilen: