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AC/DC Speicherlösung mit Victron MPPT, Pylontech, Hoymiles, Huawei und openDTU-OnBattery

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(@maltes)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 292
Themenstarter  

Ich dachte ich stelle mal mein Projekt vor.

Gestartet ist das ganze als Idee zu Tibber (=variabler Strompreis) zu wechseln und dann die teuren Phasen am Tag mit einer Batterie abzudecken. Das gab dann folgende Problemstellungen:

  • Gängige Speicher arbeiten ja solange bis sie leer sind weil angenommen wird das der Strom immer gleich viel kostet. Es braucht also hier in jedem Fall eine Steuerung
  • Ich wollte aus dem Netz laden können. Zum einen weil ich zwei PV Anlagen habe und dazwischen nur das Stromnetz liegt zum anderen die Option zu haben den Speicher auch nachts laden zu können (wenn Strom billig ist)

Ursprünglich wollte ich dann einen Speicher nehmen der per AC geladen werden kann. Victron Multiplus II 3000 hatte ich mir angesehen war mir aber vom Wirkungsgrad zu schlecht. Der Wirkungsgrad war es dann auch warum ich das dann doch noch um eine DC Ladelösung erweitert habe. 

Das Konzept sieht also so aus:

  • 4 PV Module die an einem Victron SmartSolar MPPT 150/35 hängen
  • Der Victron SmartSolar läd eine Pylontech US5000 Batterie
  • Eingespeist wird aus der Batterie mit einem Hoymiles HM1500
  • Ein Huawei R4850G2 Netzteil mit 3kw kann den Akku zusätzlich aus dem (Haus-)Netz laden. Es nutzt dazu den überschüssigen Strom aus der anderen PV Anlage
  • Ein Shelly 3EM zur Leistungsmessung
  • Ein RPI zur Steuerung des Gesamtsystems

Alle Geräte sind mit openDTU-onBattery verbunden. openDTU-onBattery steuert mit den Daten aus dem Shelly den Inverter. 

Was bisher geschah

  • erste Messungen des Inverters
  • Schaltschrankbau (Bilder im Anhang) mit diversen Sicherungen, Halter für das Netzteil und jeder Menge störrischen Kabeln. Leider ist das Gehäuse deutlich zu klein.
  • Steuerplatine mit (von oben links nach unten rechts):
    • Relais zum Schalten des Huawei Netzteils (über den Slot detect Kontakt) 
    • NRF24L01 als Funkschnittstelle zum Hoymiles
    • 3.3V/5V Logic Level Shifter für das Relais
    • CAN Bus Schnittstelle 1 für die Pylontech Batterie
    • ESP32
    • CAN Bus Schnittstelle 2 für das Huawei Netzteil
  • Erweiterung openDTU-onBattery damit damit das Huawei Netzteil gesteuert werden kann (per Webinterface und per MQTT). Ausserdem gibt das Webinterface die Netzteildaten aus. Ich arbeite gerade daran das zurück in das Hauptprojekt zu bekommen
  • Erste Inbetriebnahme auf dem Labor/Basteltisch. Sprich geladen und eingespeist hat das ganze schon mal. 

Wie gehts weiter

Als nächsten Schritt steht jetzt erst mal an das in der Garage zum Laufen zu bekommen. Der Victron soll also die Batterie laden und der Hoymiles entsprechend dem Shelly einspeisen. Das Huawei dazu zum laufen zu bekommen und das ganze dann von Außen zu kontrollieren um die teuren Tageszeiten zu überbrücken kommt dann später.

 

EDIT August '23

Weil die Frage immer wieder aufkommt hier noch Infos zu Sicherungen und Kabeln:

  • Hauptsicherung ist ein Rittal 9344010 Sicherungslasttrennschalter. Die unteren drei Anschlüsse sind mit einer Kupferschiene (Eigenbau) gebrückt. Diese Seite ist mit der Batterie verbunden. Die oberen Anschlüsse gehen an den Hoymiles, Huawei und den MPPT jeweils über eine NH00 Sicherung. Ich verwende Siemens NH00 3NA3822-7 63A Sicherungseinsätze, würde heute dort aber auf 40A runter gehen
  • Jeder Anschluss des Wechselrichters ist mit einer Mini ANL Sicherung 15A abgesichert. Sicherung und Sicherungshalter dafür gibts in ebay. Heute würde ich vermutlich eher 10A wählen und direkt einen MC4 Sicherungsstecker (Google Suche) verwenden. Diese sind einfacher zu installieren.
  • Kabelquerschnitt 16mm² - 20mm². Das Thema ist hierbei gar nicht die Strombelastbarkeit sondern der Spannungsabfall der halt bei 48V so gering wie möglich zu halten ist. 

EDIT Januar'24

  • Weitere Bilder des Schaltschranks auf den vielfachen Wunsch eines einzelnen Herrn hinzugefügt (Bilder siehe unten). Das Solid State Relais oben im Bild hat keine Funktion
  • Die Sicherungshalter ist von ebay: https://www.ebay.de/itm/184181463994 (MidiVAL Streifen Blatt Mini-ANL BF1 ANS MIDI Sicherung KFZ). 
  • Etwas im Thread versteckt befindet sich der Hinweis auf den Controller der auf einem RPI läuft und der dann das Gesamtsystem entsprechend dem Strompreis steuert. Das ist als Ergänzung zu dem eigentlichen Speicher zu sehen und vor allem dann relevant wenn man einen variablen Strompreis hat. https://www.akkudoktor.net/forum/postid/171823/
  • Außerdem gibt es hier einen Thread mit einer Platine für dieses Projekt: https://www.akkudoktor.net/forum/migrated-forums-balkonsolar/opendtu-on-battery-platine-mit-maximal-ausbau-dc-dc-und-jk-bms-stecker/
  • Das Gehäuse ist 250x350x150mm von https://www.ebay.de/itm/175466336639?var=474778668786 Ich würde aber dringend ein größeres empfehlen. Einige Teile für das Huawei Netzteil kommen aus dem 3D Drucker. Insbesondere das weiße Kästchen oben im Bild. Dieses trägt den Stecker des Netzteils und dient auch als Luftführung.
  • Der Kabelverhau könnte noch etwas weniger sein ist aber durch das kleine Gehäuse bedingt und weil ich strikt darauf geachtet habe gleich lange Kabel zu nutzen.
  • Man sieht auch das ich mal auf ein NRF24L01 mit externer Antenne umgebaut habe. Glaube das war aber unnötig.

 


   
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(@eugenius)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 523
 

Veröffentlicht von: @maltes

Ein Huawei R4850G2 Netzteil mit 3kw kann den Akku zusätzlich aus dem (Haus-)Netz laden. Es nutzt dazu den überschüssigen Strom aus der anderen PV Anlage

jetzt habe ich endlich verstanden warum du Extra Netzteil nutzt (ich habe deinen PR gesehen)

In diesem Fall wäre noch ein Funktion sinnvoll: wenn man Awattar/Tibber oder ähnliche Zeitbasierte Tarife hat, könne man den Akku zum günstigsten Tarif nachladen 😉


   
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(@maltes)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 292
Themenstarter  

@eugenius 

Das ist tatächlich angedacht und auch der Grund warum ich so auf den Wirkungsgrad geachtet habe.

Tibber ist ab dem 1.4. bei mir am Start. Ich sehe das aber eher für den Winter. Im Sommer leistet die PV vermutlich genug


   
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(@grumpy_badger)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 871
 

Vielen Dank für den Hinweis auf openDTU-onBattery. Scheint einfacher zu sein die WR Leistung auf dem ESP32 regeln zu lassen als durch ein externes Script.

Da ich trotz allem auf VenusOS setze hoffe ich, das die Software auch ohne VE.direct zum MPPT gut zurecht kommt.

10x 130Wp + 4x 210Wp -> 4x MPPT 100/20 + 2x HM300 + BlueSmart IP22 24/16 -> 2x 24V 100 Ah LFP -> Multiplus C 24/2000


   
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(@eugenius)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 523
 

@grumpy_badger Ohne VE.Direkt gehen einige Features nicht, wie z.B. solar passthrough, aber ansonsten soll gehen.


   
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(@eugenius)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 523
 

Veröffentlicht von: @maltes

3.3V/5V Logic Level Shifter für das Relais

was macht das Relais eigentlich?


   
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stromsparer99
(@stromsparer99)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 3734
 

Ich bezweifel aber, dass das Huawei Netzteil einen besseren Wirkungsgrad hat wie der Multiplus2.

Bzw. der Weg Batterie auf Hoymiles ins Netz dürfte auch einen schlechteren Wirkungsgrad haben.

Abgesehen davon reagieren die Hoymiles über die DTU eher sehr sehr träge.

 

Den Multi hättest du relativ einfach über den "Sollwert Netz" steuern können. So hättest du bei günstigem Tarif einfach den Sollwert verstellt und die Batterie würde über Netz geladen.

9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ


   
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(@eugenius)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 523
 

Huawei kostet um die 160$, Hoymiles 200-300 Euro.
Multiplus 1000 Euro? das ist schon ein unterschied.

Vor allem bei nur 4 Modulen ist wie mit Kanonen auf Spatzen...


   
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(@maltes)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 292
Themenstarter  

Veröffentlicht von: @eugenius

was macht das Relais eigentlich?

Das schaltet den "Slot Detect" Pin des Netzteils um das Netzteil auszuschalten. Sonst läuft der Lüfter permanent.

 

Veröffentlicht von: @stromsparer99

Ich bezweifel aber, dass das Huawei Netzteil einen besseren Wirkungsgrad hat wie der Multiplus2.

Bzw. der Weg Batterie auf Hoymiles ins Netz dürfte auch einen schlechteren Wirkungsgrad haben.

Abgesehen davon reagieren die Hoymiles über die DTU eher sehr sehr träge.

Gute Frage. Ich kann meine Aussage aber auch auf ein paar Daten stützen. Es ist jedenfalls so das das MP bei der Ausgangsleistung nur bei 400W mal an die 95% kommt. Alles andere ist zum Teil deutlich darunter. Das ist schlechter als der Hoymiles. Kann man sich hier ansehen:

Graphen zur Wirkungsgrad des Eingangs für das MPII habe ich nicht gefunden. Das Datasheet Huawei gibt es aber hier: https://www.beyondlogic.org/pdf/Huawei_R4850G2_Rectifier_Data_Sheet.pdf

 

Und finally: Die Reaktionszeit auf Änderungen wird im Moment vor allem durch das MQTT Updatesinterval beeinflusst. 

 

Veröffentlicht von: @eugenius

Huawei kostet um die 160$, Hoymiles 200-300 Euro.

Ich hab 80€ gezahlt. Plus Stecker für 15€.

 

Aber der Preis war gar nicht mein Punkt. Ich hätte auch ein MPII gekauft wenn ich davon überzeugt gewesen wäre


   
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(@eugenius)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 523
 

oh wow, wo gibt es die für 80? 😀 


   
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(@maltes)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 292
Themenstarter  

Ich hatte meins aus Ebay Kleinanzeigen. Evtl. taucht da mal wieder eins auf. Ich glaube die werden in Mobilfunkbasisstationen eingesetzt und regelmässig gewechselt.

 

Aus aktuellem Anlass weil ich dazu gerade ein paar PNs geschickt habe:

  • Die CAN Schnittstelle zum Huawei Netzteil wird über den MCP2515 realisiert. Das Modul das man da typischerweise nutzt muss wie folgt modifiziert werden um mit den 3.3V des ESP32 zu funktionieren: https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?t=141052
  • Das 5V Relais schaltet den Slot Detect Mechanismus des Netzteils. Es braucht dazu 5V Steuerspannung die von dem 3.3V / 5V Logic Level Shifter kommen.
  • Im Moment kann man das Netzteil auch bei Volllast ausschalten. Ich würde empfehlen den Strom auf 0 zu setzen bevor das Netzteil ausgeschaltet wird. Evtl. ändere ich das mal noch im Code das da automatisch geht.

 


   
Eugenius reacted
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(@brakelmann)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 22
 

@MalteS, in welchem Bereich lässt sich die Spannung bei dem Huawei R4850G2 Netzteil einstellen?
EDIT: Hab es gerade selber hier gefunden. (42~58VDC)!

Lässt sich der Strom dann über die CAN Schnittstelle regeln?
EDIT: Auch das habe ich unter og. link gefunden.

Das wäre dann ideal geeignet, um meinen DIY Akku über AC mit PV Überschuss zu laden.
EDIT: Dann muss ich mal auf die Suche gehen wo ich so ein Teil bekommen kann.

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 1 Jahr von Brakelmann

   
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stromsparer99
(@stromsparer99)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 3734
 

Veröffentlicht von: @maltes

 

Veröffentlicht von: @stromsparer99

Ich bezweifel aber, dass das Huawei Netzteil einen besseren Wirkungsgrad hat wie der Multiplus2.

Bzw. der Weg Batterie auf Hoymiles ins Netz dürfte auch einen schlechteren Wirkungsgrad haben.

Abgesehen davon reagieren die Hoymiles über die DTU eher sehr sehr träge.

Gute Frage. Ich kann meine Aussage aber auch auf ein paar Daten stützen. Es ist jedenfalls so das das MP bei der Ausgangsleistung nur bei 400W mal an die 95% kommt. Alles andere ist zum Teil deutlich darunter. Das ist schlechter als der Hoymiles. Kann man sich hier ansehen:

Graphen zur Wirkungsgrad des Eingangs für das MPII habe ich nicht gefunden. Das Datasheet Huawei gibt es aber hier: https://www.beyondlogic.org/pdf/Huawei_R4850G2_Rectifier_Data_Sheet.pdf

 

Und finally: Die Reaktionszeit auf Änderungen wird im Moment vor allem durch das MQTT Updatesinterval beeinflusst. 

 

Die 95% beim Hoymles beziehen sich wenn er an PV Modulen im MPPT Bereich läuft und nicht an einer Batterie.

Da wirst du weit weg von 95% sein.

Kannst du eigentlich relativ einfach mit mit Multimeter und Stromzange messen.

 

9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ


   
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(@maltes)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 292
Themenstarter  

Diese Messungen (meistens am Netzteil) habe ich gemacht. Sie sind im ersten Beitrag verlinkt.

Deine Sorge ist unbegründet. Die Messwerte geben dass nicht her. Die Wirkungsgrade passen in wesentlichen


   
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(@eugenius)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 523
 

Veröffentlicht von: @stromsparer99

Da wirst du weit weg von 95% sein.

dann lügt mein HM600 der an der Batterie hängt... er zeigt nämlich ca. 95% an... (~630 W DC, ~ 600W AC)


   
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