Projekt „Einspeiseanlage auf Notstrom und Speicher umbauen“

Anfangsidee: Notstrom realisieren, Verbrauch Nachts abdecken und Splitklima über Akku. Die Bestandsanlage sollte soweit wie möglich unangetastet bleiben.

Bestand:

9,88 KW (38 PV Panels a. 260 Watt, aufgeteilt in 3 Strings) alle Süd 35 Grad Dach

Kostal Piko 10,1 KW, Bj. 2014

Dann ging es los.......

Für das Notstromsystem mußte das erste Problem gelöste werden.

Da meine 3 PV-Strings eine LL Spannung von über 400 Volt haben war die Auswahl von

kostengünstigen Ladereglern stark eingeschränkt.

Habe mich dann für den preiswerten Esmart 40 A / 150 V (Kosten so um 120 Euro) entschieden, da dieser nur im absoluten Notfall zum Einsatz kommt, im besten Fall nie.

Trotzdem musste das Problem der unterschiedlichen Spannungen (max. Eingang Laderegler 150 Volt zu 400 Volt PV-String Ausgang) gelöst werden. Da die PV-Panels bei mir in Reihe geschaltet sind und 4 Panels eine LL Spannung im Bereich von ca. 150 Volt abgeben wurde nach dem 4 Panel per Y-Adapter und DC- Schalter auf den Laderegler umgeleitet.

Nun erfolgten erste Überlegungen wie der LiFePo4 (DIY) angebunden werden könnte. Wichtig war den Wirkungsgrad im Auge zu behalten. Bei dieser Art der Speicheranbindung sind Wirkungsgrade von 70 bis 85 % denkbar.

OK, also 8 * LiFePo4 272AH geordert und schon war der Speicher mit einer nutzbaren Kapazität von ca. 5,5 KW fertig. Doch wie an den Bestand anbinden? Von Anfang an sollte dies über die AC/DC Variante erfolgen, also ein Ladegerät zieht Strom bei Überschuss aus dem normalen 230 Volt Netz und lädt den 24 Volt Speicher. Soweit so easy.....

Doch es sollte auf keinen Fall teuerer Strom aus dem Netz im Speicher laden. Nun brauchte es ein Konzept......

Hier kam die Shelly EM3 ins Spiel. Diese mißt alle drei Phasen und hat ein internes schaltbares Relais. Das war genau das was ich für mein Projekt braucht.......

Somit war meine erste Stufe zum Laden geboren. Die Shelly wurde auf 450 Watt Überschuss eingestellt und steuerte über ein Relais das Victron IP22 24 Volt / 16A Ladegerät. Leider ist eine Leistung von knapp 0,5 KW/h nicht das gelbe vom Ei. Im Sommer schafft man in der Regel noch ein ausreichendes Polster um über die Nacht zu kommen (Viel Sonne contra wenig Energiebedarf in der Nacht). Jedoch war das System auch für den Winter gedacht, wo der Bedarf deutlich höher, insbesondere in Verbindung mit einer Klimaanlage zum heizen, ist.

Es mußte eine zweite Stufe her. Da ich einen Kostal WR im Bestand hatte, der einen programmierbaren S0 (potenzialfreies Relais) hat konnte ich dieses auf die erste Stufe aufsetzen.

Also ==> Shelly hat Überschuss & der Kostal-WR liefert z.B. 1400 Watt dann startet die Stufe 2. Somit ergab die max. Ladeleistung ca. 0,95 KW. Schon besser aber für den Winter immer noch nicht genug.

Und was folgt, natürlich Stufe drei.....

Diese wurde dann hinter 1 & 2 gesetzt und durch ein Zeitrelais, z.B. 2 Minuten geschaltet.

Somit betrug die max. Ladeleistung ca. 1,4 KW. Das ist immer noch nicht genug um bei den kurzen Sonnenphasen im Winter Energie zu sammeln.

Es folgte Stufe 4!!!! Diese wird über einen Ampereschalter gesteuert. Dieser wird über eine Phase (Netzanschluss) des Bestandswechselrichters gelegt und schaltet dann bei einer über Poti eingestellten Amperezahl. Somit kann die Stufe optimal auf die ersten Stufen angepasst werden.

Hier kann im Prinzip die Anzahl der Stufen beliebig erweitert werden.....

Bin aktuell bei einer maximalen Ladeleistung von ca. 2,8 KW angekommen.

Um die Energie bei Bedarf wieder in mein Hausnetz zu bekommen habe ich mich für einen Sun1000GTIL mit Limiter entschieden. Dieser schafft offiziell 1000 Watt Leistung, meiner macht aber in der Regel max. 900 Watt.

Angeschlossen ist der Sun1000 sowie der Ladegerätestrang über je. eine FritzDECT 200. Diese steuert (Tag / Nacht) die Geräte und gibt informationen über die ein und ausgehenden KW/h.

Den Notstrom liefert ein 2000 Watt WR der direkt von dem Speicher gespeist wird. Dieser wird aber im Winter für meine Klima zum Heizen genutzt. Gesteuert über einem AC Umschalter mit Vorrang und automatischer Einschaltung des WR. Also alles automatisch nur wenn auch Strom von der Klima benötigt wird. Somit nutze ich den - eigentlich nur für den Notfall gedachten WR - für die Klimaanlage. Somit habe ich eine Anlage mit ca. 3 KW Aus- und Eingangsleistung.

Die grobe Teileliste:

2 * LiFePo 24 Volt DIY - Parallel

1 * Shelly EM3

1 * SUN1000GTIl

1 * Esmart LG

4 * Victron IP22 24V / 16A

3 * Netzgeräte a. 300 Watt

1 * Greencell 2000/4000 Watt

und natürlich alles an Zubehör um die Komponenten in Betrieb zu nehmen....

Fazit:

Entstanden ist eine viel größere Anlage als ursprünglich gedacht. Geplant war eine Summe bis 1500 Euro. Geworden ist es dann doch ein Betrag deutlich über 4000 Euro. Es wurde allerdings von Anfang an als „Projekt“ gesehen und es macht Spass das alles umzusetzen. Die Anlage läuft erstaunlich genau und zuverlässig.

Mittlerweile ist der Speicher auf 14 KW angewachsen mit je zwei 24 Volt LiFePo4 DIY.

Somit ist in Zukunft eine Umstellung auf 48 Volt möglich.