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Anlagenplanung für Mehrfamilienhaus

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Arni90
(@arni90)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 18
Themenstarter  

Moin allerseits,
ich plane derzeit eine PV-Anlage mit folgenden Parametern:

- PV Anlage bestehend aus 14 Modulen vom Typ: "JA Solar JAM72S-10-410-MR 410Wp mono - Halbzellen"
-> 14 x 410 Wp = 5,74 kWp
Diese sollen in zwei Strings aufgebaut werden:
String 1: 8 Module
Nennspannung: 335V
Maximalspannung: 445V

String 2: 6 Module
Nennspannung: 251V
Maximalspannung: 334V

Hier bin ich noch auf der Suche nach einem passenden Wechselrichter:
- 2 MPP Tracker mit passendem Eingangsspannungsbereich
- Option für Eigenbauspeicher, ich tendiere zu LiIon 18650 Zellen und 14s

Ich habe gerade eine Renault Zoe 2 Z.E. 50 bestellt.
Langfristig möchte ich folgendes erreichen:
Prio 1: PV-geführtes Laden des E-Autos. Ich habe bereits OpenWB auf einem Raspi 3 laufen. Hierzu werde ich noch eine passende Wallbox bauen. OpenWB wird dann der WB den maximalen Ladestrom vorgeben und die WB wird dem Auto die Stromgrenze mitteilen. Gibt es ein standardisiertes Protokoll, über welches die WR die aktuelle PV Leistung ausgeben?

Prio 2: Wenn das Auto vollgeladen oder nicht angeschlossen ist, dann soll OpenWB den WR veranlassen, die Batterie aufzuladen. Dies natürlich nur mit dem Stromüberschuss. Also soll Nullbezug am Zweirichtungszähler (Z2/Z3) ausgeregelt werden und mit Überschuss die Pwerwall geladen werden.
Wie kann dem WR von extern mitgeteilt werden, dass der Speicher aufzuladen ist?
Ich vermute, die WR laden und entladen normalerweise immer so viel, dass der Bezugszähler möglichst auf Nullbezug läuft.

Prio 3: Strom an Mieter
Zählerplan: Siehe unten

Ich wohne in Whg 1. Hier hängt auch die Wallbox dran.
Durch die Zählerkaskade wird automatisch der PV Strom in den Wohnungen 2 und 3 verbraucht, bevor er ins Netz eingespeist wird.

Prio 4: Überschuss ins Netz
Der WR soll also OnGrid und anmeldefähig sein.

Könnt ihr mir einen Tipp zum passenden WR und der Ansteuerung geben?

Alles Weitere wird sich wohl ergeben.

Hier noch ein paar interessante Bilder zum Projekt:

Verschattungsanalyse:

Aufbau Schaltschrank

Außerdem habe ich gerade ein Punktschweißgerät gebaut, damit möchte ich gerne die Packs bauen mit Nickel plates von Battery hookup.

Vielen Dank schonmal und beste Grüße,
Arne


   
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Nick81
(@nick81)
Mitglied Admin
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 1671
 

Guten Morgen Arne,

2x MPPT: es gibt natürlich WR mit zwei MPPT, wenn direkt mit einem Speicher startest, könntest du auch einen Separaten MPPT Laderegler an den Speicher anschließen.

Kommunikation WR und WB: es gibt da kein Standard Protokoll, soweit ich weiß. OpenWB unterstützt einige WR von Hause aus. Ansonsten kann man aich meistens selbst etwas basteln.

Du möchtest ja auch einspeisen können und deinen Mieter Strom zur Verfügung stellen können. Grundsätzlich benötigst du für deine Anforderungen einen Netzsynchronen WR, der eine 48V Batterie nutzen kann. Die WR messen am Zähler den aktuellen Bezug und Speisen genau so viel ins Netz ein damit der Zähler steht. Achtung: du benötigst aber einen WR, der alle drei Phasen misst. In deinem Fall müsste das auch noch mit mehreren Zählern für die Mieter gehen, da kenne ich mich allerdings nicht aus. Wenn du einspeisen möchtest, musst du dir Anlage durch einen Elektriker abnehmen lassen, das wird mit einem DIY Speicher eher schwierig. Du solltest dir also zwingend jemanden suchen, mit dem du deine Anlage zusammen planst! Zudem musst du wissen, das du deinen Mietern den Strom „verkaufen“ musst und damit eine Gewebe anmelden musst und auch weitere Netzabgsben zahlen musst.
Du kannst du mal die MPI Serie von MPPSolar ansehen.

PIP 5048MS | 6x 340Wp mono (2KWp) Ostdach | 14S80P Powerwall
3x MP2 5000 | 11 kWp Ost- + Westdach | 14kWh LFP
Mitsubishi Multi MXZ2F42VF+MSZEF25VGKW+MSZEF35VGK


   
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Arni90
(@arni90)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 18
Themenstarter  

Moin, danke für die Antworten.

2x MPPT: es gibt natürlich WR mit zwei MPPT, wenn direkt mit einem Speicher startest, könntest du auch einen Separaten MPPT Laderegler an den Speicher anschließen.

Wie würde das funktionieren? Der MPPT Laderegler würde dann AC->DC wandeln und den Speicher laden?
Wer übernimmt anschließend die DC->AC Wandlung, wenn der Speicher an dem MPPT Laderegler hängt?
Inwiefern "muss" ich direkt mit einem Speicher starten, ist das notwendig oder wie ist die Formulierung gemeint?

Kommunikation WR und WB: es gibt da kein Standard Protokoll, soweit ich weiß. OpenWB unterstützt einige WR von Hause aus. Ansonsten kann man sich meistens selbst etwas basteln.

Ich habe mir das Handbuch vom MPP Solar MPI mal angesehen und denke, es ist recht einfach.

Der WR wird dann so konfiguriert, dass er stets versucht, Zähler Z2/Z3 auf Nullbezug zu regeln. Wird mehr produziert, lädt er den Speicher. Ist der Speicher voll geht der Überschuss ins Netz.
-> Also "Charging Source": PV

Wird nun tagsüber das Auto geladen, so soll mit der aktuellen PV-Leistung geladen werden. Diese lese ich mit OpenWB aus und gebe sie der Wallbox vor. Der WR erkennt, dass keine PV Leistung übrig ist, aber auch kein Netzbezug stattfindet und macht nichts weiter mit dem Speicher.
Wenn nicht mehr ausreichend PV Leistung zur Verfügung steht, dann muss OpenWB so konfiguriert werden, dass in der Nacht bis zu einem min. SoC weiter geladen wird. Dies ist wohl mittels "Ziel-Laden" möglich.

Alternativ kann ich in OpenWB auch einstellen, dass beim PV-Laden nicht unter x kW geladen wird. Wenn PV-Strom ausreicht passt alles, wenn PV Strom nicht ausreicht, erkennt der WR Netzbezug und entlädt den Speicher. Klingt schonmal gut.

Achtung: du benötigst aber einen WR, der alle drei Phasen misst.

Ich finde leider im Manual gar nichts über die externe Bezugsmessung. Hat jemand speziell zum MPP Solar MPI Infos für mich?

Wenn du einspeisen möchtest, musst du dir Anlage durch einen Elektriker abnehmen lassen, das wird mit einem DIY Speicher eher schwierig. Du solltest dir also zwingend jemanden suchen, mit dem du deine Anlage zusammen planst! Zudem musst du wissen, das du deinen Mietern den Strom „verkaufen“ musst und damit eine Gewebe anmelden musst und auch weitere Netzabgaben zahlen musst.

Ich bin im Kontakt mit einem E-Installateur. Den Batteriespeicher würde ich ggf. später in Betrieb nehmen. 😉
Die steuerliche Sache muss ich noch klären, jedoch kann ich bei Liebhaberei (ohne Gewinnerzielungsabsicht) eine PV Einspeisung auch privat betreiben, obwohl diese vergütet wird und ich dem Netzbetreiber meinen Strom verkaufe.
Da ich zur Einspeisevergütung+EEG-Umlage den Strom an die Mieter weitergebe, bzw. den Netzbezug als durchlaufenden Posten weitergebe, denke ich, hier nicht ins Gewerbliche zu rutschen. Anderenfalls versuche ich die Kleinunternehmerreglung durchzusetzen. Die Mieter beziehen den Strom dann für Einspeisevergütung + EEG Umlage + evtl. MwSt., sparen also auch ein wenig bei PV Stromverbrauch.
Aber klar, hier muss ich nochmal schauen, oder weiß jemand hier mehr?

Update:
Ich habe gerade gesehen, dass der MPI wohl nicht netzparallel betrieben werden kann. Dementsprechend muss ich hinter dem WR ein separates Stromnetz anschließen. Dies möchte ich vermeiden.
Ich suche also einen WR, welcher ein Smart Meter auslesen und Netzparallel arbeiten kann.

Danke nochmal,
Gruß Arne


   
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(@manfred-p)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 1268
 

" Ich suche also einen WR, welcher ein Smart Meter auslesen und Netzparallel arbeiten kann. "
Schau dir doch mal den MultiPlus 2 von Victron an oder den von SMA

1 kWp Ost / 3,7 kWp West / 34 kWh LiFePO4 Inselanlage


   
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Nick81
(@nick81)
Mitglied Admin
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 1671
 

An einem MPPT Laderegler schliesst du einen String von PV Modulen an und der lädt den Speicher, also DC-DC. Der Wechselrichter nutzt den Speicher und macht AC. Der Speicher selbst hängt also parallel sowohl an einem (oder mehreren) Wechselrichter und an einem (oder mehreren) MPPT Laderegler.
Damit könntest du dir einen Wechselrichter mit mehreren MPPT sparen.

Der MPi arbeitet Netzsynchron. Auf der Zeichnung ist doch auch ein Energy Meter eingezeichnet. Der kann aber auch eine Insel bereitstellen, allerdings nur einphasig. Ich kenne aber auch nur so, dass Wechselrichter mit Notstrom (MPI oder Multiplus) zwischen Netz und Hausverteilung hängen müssen. Sie müssen ja bei einem Stromausfall die Frequenz übernehmen und wenn der Stromausfall vorbei ist, darf die Frequenz nicht überlappen. Also Netzsynchron und Notstrom bedingt eigentlich immer Anpassung an der Hausverkabelung.

Ansonsten schaue dir mal die WRs von Manfred an.

PIP 5048MS | 6x 340Wp mono (2KWp) Ostdach | 14S80P Powerwall
3x MP2 5000 | 11 kWp Ost- + Westdach | 14kWh LFP
Mitsubishi Multi MXZ2F42VF+MSZEF25VGKW+MSZEF35VGK


   
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Stefanseiner
(@stefanseiner)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 2258
 

Update:
Ich habe gerade gesehen, dass der MPI wohl nicht netzparallel betrieben werden kann.

das stimmt nicht, die MPI können definitiv netzparallel betrieben werden, dafür sind sie ja gebaut.
Die Null-Einspeisegeschichte ist eigentlich recht simpel umgesetzt.
Du benötigst davor einen Energy Meter, dazu ist zwingend der Eastron SDM630 vorgeschrieben, entweder in der normalen Ausführung = der Haupt-Stromanschluss des Hauses wird durchgeschleift, oder in der "MCT" Ausführung mit Kabelklemmen.
Die messen den Verbrauch / Bezug auf allen drei Phasen und geben das saldierte Ergebnis per Modbus an den MPI weiter, dieser mischt dann bei Bedarf Akkustrom hinzu sodass der Bezug auf 0 ist.
Ich würde vermuten, dass Du für Deine Open-WB Steuerung einen zweiten Energy-Meter an derselben Stelle, also ebenfalls in der Haupt-Stromleitung benötigst. Leider geht das nicht über denselben SDM630 da dieser per Modbusadresse direkt vom WR angesprochen wird und damit geblockt ist.

1 Phase / 3 Phase:
Die MPI 3KW, 4KW, 5KW, 5,5KW speisen alle nur auf einer Phase ein, lediglich der große 10KW (um 2.500€) speist auf allen dreien ein.

In der Praxis ist das aber nur teilweise relevant, denn da der SDM630 ein Summensignal über alle drei Phasen ausgibt kann der MPI auf seiner EInzelphase soviel einspeisen, wie auf allen drei Phasen gerade verbraucht wird.
Dein normaler Stromzähler bildet dann ja auch wiederum eine Summe über alle drei Phasen und die liegt dann bei Null.

Relevant wird die 1-phasig / 3-phasig Unterscheidung lediglich in der maximalen Leistungsabgabe. Wenn Du mit mehr als 5,5KW aus dem Akku arbeiten möchtest (z.B. um Deine Zoe mit den max. möglichen 11KW zu laden) geht das dann nur noch mit dem großen 3-phasigen 10KW Modell.

btw:
Ohne jetzt Deine bisherige Arbeit / Überlegungen in irgendeiner Weise abwerten zu wollen aber ich finde ja die geplante Anlagengröße sehr klein und 5,5KWp gehen bei einem Mehrfamilienhaus mit Mietern tatsächlich in Richtung "Liebhaberei"
Deine Priorisierung von 1 bis drölf ist ja ganz nett und auch sehr sinnvoll, aber bei 5,5KWp wirst Du selten über Prio 2 drüber rauskommen, dafür kommt zu wenig Strom vom Dach.
Ich würde mal mit Minimum! 15KWp rechnen für zwei Haushalte. Je nachdem wieviel Strom Du verfährst dann entsprechend mehr.
Da es noch die EEG EInspeisevergütung gibt und Du ja eh einspeisen möchtest lässt sich das ja auch finanziell alles darstellen, egal wie groß die PV wird - die wird auf rund 10 Jahre Kreditlaufzeit gerechnet und fertig. Ich an Deiner Stelle würde das Dach soweit möglich voll belegen.

Bevor Du Dich in der Detailprogrammierung Deiner Open-WB verlierst solltest Du evtl. mal nochmal die grundsätzliche Anlagenplanung überdenken, hierzu zwei sehr nützliche Links:
PV-Rechner mit grober Finanzierungsrechnung / Tilgungsplan: -> https://www.rechnerphotovoltaik.de/ (da auf "Expert")
PVGIS -> Zur Berechnung, wieviel Sonnenenergie Du an deinem Wohnort ernten wirst, abzgl. des aktuellen Jahresverbrauches. Mach die Rechnung mal als "Grid Connected" und ein zweites Mal mit "Off Grid" um mit Batteriespeicher zu simulieren -> https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html

Leitfaden Akkus & PV von A-Z
Projekttagebuch: 10kWh Akku mit 3kWp auf dem Holzunterstand
China-Akku 18650 Test - 508.800mAh in 62 Zellen
Beschaffung der Akkus und deren Kosten // Akkuquellen


   
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Arni90
(@arni90)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 18
Themenstarter  

Moin,
Vielen Dank für die Infos.

Ja, ich würde auch gerne die Anlage größer bauen, aber eine bessere Ausnutzung der Flächen ist nicht möglich.
Das Dach möchte ich vorerst nicht belegen, da es ziemlich alt ist und in Pappdocken eingedeckt. Die Belegung ist eventuell möglich, aber teuer. Bei Erneuerung des Daches muss dann alles wieder runter, außerdem ist in Eigenarbeit nichts möglich, das Haus ist ca. 14 Meter hoch.

Bezüglich der Priorisierung habe ich ähnliche Überlegungen auch schon angestellt, jedoch sieht es derzeit so aus, dass:
- Grundlast unserer Whg. Bei 100 - 150W liegt, die anderen Wohnungen ähnlich.
- Das E-Auto regelmäßig (ca. 210 Tage p.a.) von 07:00 bis 18:00 weg ist
- Der Speicher mit vielleicht 7kWh nutzbar dann doch gerade im Sommer häufig voll sein wird
Sodass ich davon ausgehe, dass doch nicht unerhebliche Mengen PV Strom übrig bleiben. Ich werde morgen mal die Grundlasten aller Whg. und Allgemeinstrom erfassen und eine Abschätzung der täglichen Erträge über das Jahr machen.

Die Überlegung, die PV ohne Netzeinspeisung umzusetzen finde ich auch nicht schlecht, dafür evtl. einen etwas größeren Speicher bauen.
Welche Vorteile hat dies? Eine richtige Inselanlage wird es ohne physische dauerhafte Trennung vom Netz ja nicht, also Anmeldung trotzdem notwendig?

Danke auf jeden Fall auch für die kritischen Beiträge.
Die links schaue ich mir nachher mal an.

Gruß Arne


   
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Stefanseiner
(@stefanseiner)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 2258
 

eine bessere Ausnutzung der Flächen ist nicht möglich.
Das Dach möchte ich vorerst nicht belegen, da es ziemlich alt ist und in Pappdocken eingedeckt. D

Das ist ein sehr nachvollziehbares Argument, ist bei uns genau dasselbe.
Dann bleibt wohl nur möglichst effiziente Module (Energieausbeute pro Fläche) zu nehmen und das Beste draus zu machen.
Oder vielleicht baust Du noch ein Carport / Gartenschuppen / Brennholzlager um zus. Dachfläche zu bekommen.
Achtung: bei EInspeisevergütung unbedingt vorher mit dem Energieversorger abklären ob das EEG fähig ist, bei uns hatten die eine Abschätzung gemacht, ob das Bauwerk speziell zu dem Grund errichtet wurde, eine PV darauf installieren zu können (= keine Einspeisevergütung möglich) oder ob der Hauptzweck ein anderer ist.

Die Überlegung, die PV ohne Netzeinspeisung umzusetzen finde ich auch nicht schlecht, dafür evtl. einen etwas größeren Speicher bauen.
Welche Vorteile hat dies? Eine richtige Inselanlage wird es ohne physische dauerhafte Trennung vom Netz ja nicht, also Anmeldung trotzdem notwendig?

Naja, Anmeldung wie und wo? Im Marktstammdatenregister vermutlich nicht, aber zumindest beim Netzbetreiber.
Das Thema ist nicht nur äußerst komplex sondern wird auch regional unterschiedlich gehandhabt.
Oftmals sind "Balkonkraftwerke" bis 600W völlig frei installierbar,
mancherorts muss man die zumindest beim Energieversorger angeben, auch wenn dann nichts weiter geprüft wird / genehmigt wird,
bei unserem Netzbetreiber wird selbst eine 600W ANlage die mit Schuko in eine Steckdose gesteckt wird genau so behandelt wie eine große PV, d.h. mit Inbetriebnahmeprotokoll + Unterschrift eines Elektriker-Meisters + Endabnahme und Prüfung durch einen MA des Netzbetreibers vor Ort.
Also: auf jeden Fall beim Netzbetreiber (nicht Energieversorger) gezielt Deine verschiedenen Vorhaben mal anfragen, wie da zu verfahren ist.

Alternativ:
wenn Du eine Anlage ohne Netzeinspeisung aufbaust bekommen das ja erstmal weder Energieversorger noch Netzbetreiber mit.
Ausnahme: wenn Du einen netzparallelen WR mit 0-Watt-Einspeisung so wie oben beschrieben verwendest regelt der nie zu 100% auf Null Watt da Messung und WR ja etwas träge reagieren. Bei mir schwankt der Stromverbrauch nachts +/-20 Watt um den Nullwert herum. In der Regel sind es sogar nur +/- 10-12 Watt aber wenn Du einen Zweirichtungszähler verbaut hast (und das ist der springende Punkt) dann kann man diese minimale Einspeisung damit sehen und auswerten, das würde ich dann keinesfalls machen

Leitfaden Akkus & PV von A-Z
Projekttagebuch: 10kWh Akku mit 3kWp auf dem Holzunterstand
China-Akku 18650 Test - 508.800mAh in 62 Zellen
Beschaffung der Akkus und deren Kosten // Akkuquellen


   
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Arni90
(@arni90)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 18
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So, endlich komme ich mal dazu, meine neuesten Ergebnisse zu teilen.
Ich habe mal eine Simulation gemacht anhand der stündlichen PV-Erträge aus dem Jahr 2016 von PVGIS.
Diese habe ich zugrunde gelegt, meine Grundlast der Wohnung eingegeben, ein paar Randbedingungen zum Laden des BEV und ein paar weitere Parameter.

Nun gibt ein Makro nacheinander die Speicherkapazität ein und überträgt die Jahresergebnisse in eine Ergebnistabelle. Die Berechnung dauert ein paar Minuten, aber stürzt wider Erwarten nicht ab. Grin Wenn jemand die Tabelle haben möchte, lade ich sie gerne hoch.

Die Ergebnisse zeigen mir, dass ich ohne Speicher bei Direktverbrauch und Überschusseinspeisung (ohne Mieterkaskade) etwa 550€ Gesamterträge im Jahr erreiche.
Mit Batteriespeicher kann ich den Ertrag auf ca. 1000€ im Jahr erhöhen, allerdings nur durch das BEV und regelmäßiges Nachtladen. Wir fahren allerdings recht viel.
Wenn ich also 2000€ für den 10kWh Speicher ausgebe, amortisiert sich dieser binnen 4 Jahren. Mal sehen, ob das machbar ist, möchte gerne neue Zellen einsetzen.

Bei einem 10kWh Speicher hätte ich tatsächlich nur noch ca. 1100kWh zum einspeisen, was keine 100€ im Jahr ausmacht.
Vielen Dank, Stefan [ich hoffe, du heißt so ;)] , dass du mich darauf gestoßen hast, das nochmal durchzudenken.
Die 1100kWh kann ich sonst auch noch mit Tauchsieder in den Warmwasserspeicher schicken. Bringt nicht viel, spart aber ca. 5,5 ct./kWh anstelle von 8 ct./kWh bei Einspeisung.

Damit komme ich nun aber tatsächlich in den Bereich, eine Anlage ohne Einspeisung aufbauen zu können.
Nun muss ich schauen, wie ich das netzunabhängig hinbekomme. Leider kochen wir mit 2 Phasen und dem Backofen an der dritten Phase und es wird schwierig, das vom Wechselrichternetz zu separieren. Ich recherchiere nun mal ein wenig, welche Lösungen es hier gibt und bin auf euren Input gespannt.

Tolles Forum, tolle Leute hier. Mir gefällt der Erfindergeist. Idea

Beste Grüße,
Arne


   
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(@thomasf1)
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Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 2
 

Hallo Arni90, Hast du ein Update wie sich alles entwickelt hat und ob du inzwischen auch Strom an Mieter verteilst?


   
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