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Lasttrenner und andere Schutzeinrichtungen

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(@jaschkopf)
Vorsichtiger Stromfühler
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Servus,

ich bin gerade dabei mein erstes 48V Batteriesystem zu planen. Es werden zwei Blocke mit jeweils 16x 280Ah LiFePo4 Zellen sowie 3x Victron Multiplus II 48/5000/70-50 zum Einsatz kommen um den Eigenverbrauch meiner 10kWp PV Anlage zu verbessern und im Notfall das gesamte Haus (inkl. Wärmepumpe) dreiphasig mit Notstrom zu versorgen.

Ich stelle mir nun die Frage welche Schutzeinrichtungen ihr in euren Anlagen verbaut habt, bzw. welche ihr empfehlen würdet. Mein Vorbild ist die Anlage von Jens (Meine Energiewende). Daher habe ich mich weitestgehend an seine Empfehlungen gehalten. Ich würde gerne ebenfalls einen Lasttrennschalter mit Fernauslösung bzw. einen Leitungsschutzschalter mit Arbeitsstromauslösung verbauen, sodass das Batrium BMS den Akku im Fehlerfall abwerfen kann. Wie habt ihr das gelöst?

Laut meinen Berechnungen (worst case!) wenn alle 3 Victrons volle 4000W ziehen werden bei SoC 0% (2,5V Zellspannung=40V Systemspannung) genau 100A pro WR, also 300A aus den Akkus entnommen. Dazu wird es nie kommen, da ich den Akku bis minimal 10% SoC entladen werde, aber wie gesagt "worst Case". Somit würde ich den Lasttrenner auch auf mind. 300A auslegen.

Zusätzlich habe ich in jedem Akku eine 150A Megafuse Schmelzsicherung geplant, sowie eine 300A Megafuse nach der Busbar/vor dem WR. Im Anhang eine Skizze wie ich die DC-Seite bis jetzt geplant habe. Anmerkungen oder Verbesserungen sind gerne Erwünscht 😉

Jetzt die eigentliche Frage: Welchen Lasttrenner würdet ihr empfehlen und welche zusätzlichen Absicherungen sollte ich noch mit einplanen?

Gruß Jaschkopf

EFH Bj. 11/2015 (Massa Fertighaus)
9,76kWp PV Süd/West
28,7kW DIY Speicher (inkl. 3P-Notstrom)
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(@ivenh0)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 15
 

Sind die Möglichkeiten PV zu bauen bereits ausgeschöpft?
Die 10kwp sind doch total unterdimensioniert für ein dreiphasiges ESS mit 28kwh Akku.

Wenn nichts überschüssiges produziert wird, kann auch kein Akku aufgeladen werden. Desweiteren ist es unwirtschaftlich.


   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 7735
 

Die 10kwp sind doch total unterdimensioniert für ein dreiphasiges ESS mit 28kwh Akku.

so ist es die multiplus werden im winter nen haufen energie verballern mindestens 1,7kwh am tag mehr als nur mit einem mp2

welchen trenner? NH natürlich
siehe dazu sammelthread in meiner signatur

Projekt 80kWh / 26kWp Inselanlage - SMA Sunny Island
Sind Photovoltaik-Inselanlagen meldepflichtig?
Warum braucht man keinen 3phasen Batteriewechselrichter?
-- Sammelthread PV Anlagen Beispiele Umsetzung --
Die "Energiewende" kostet eine Kugel Eis..... pro kWh am Stromzähler.


   
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(@autoschrauberix)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 1080
 

Frage, warum machst Du einen 1000A Shunt rein, wenn Du max 300A ziehen willst. Damit wird die Messung von kleinen Strömen nur ungenauer


   
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(@jaschkopf)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 17
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Soo dann will ich mal Rede und Antwort stehen was ich mir dabei so gedacht habe:

Sind die Möglichkeiten PV zu bauen bereits ausgeschöpft?
Die 10kwp sind doch total unterdimensioniert für ein dreiphasiges ESS mit 28kwh Akku.

Wenn nichts überschüssiges produziert wird, kann auch kein Akku aufgeladen werden. Desweiteren ist es unwirtschaftlich.

Bezüglich dem Verhältnis von PV Leistung zur Akku Größe muss ich sagen: Ja der Akku ist ziemlich groß für die PV Anlage, aber ich möchte das System nur nebensächlich zur Ertragsoptmierung nutzen. Die Hauptaufgabe des System ist die Notstromversorgung des Haus im Falle eines Netzausfall. Daher habe ich geplant den Akku im "Normalbetrieb" nie unter 50% SoC zu entladen. Dadurch habe ich bei einem Netzausfall immer ca. 12kWh Strom zur Verfügung. Zusammen mit der PV-Anlage die ja Tagsüber weiter Produzieren kann, weil der WR (SMA TriPower 10.0) auf der Notstrom-Seite der Victrons hängen wird, erhoffe ich mir damit einige Tage Autarkie. Zumindest bei einer sehr sparsamen Benutzung sowie milden Temperaturen. Immerhin möchte ich die Zentrale Wärmepumpe damit versorgen.

Das die Anlage sich vermutlich erst sehr spät bis gar nicht rentiert ist mir bewusst. Bei der Investition steht mehr mein Seelenfrieden bzw. der meiner Familie im Vordergrund, möglichst unabhängig vom Stromnetz zu sein.
Ich habe einen Jahresstromverbrauch von ca. 10.000kWh. Laut Rechner der HTW-Berlin komme ich auf eine Batterieentladung von 35,5%, was 3550kWh bzw. bei 0,35€/kWh 1242€/Jahr entspricht. Bei Anschaffungskosten von ca. 13.000€ komme ich auf 10,46 Jahre bis sich die Anlage amortisiert hat. :clap:

Die 10kwp sind doch total unterdimensioniert für ein dreiphasiges ESS mit 28kwh Akku.

so ist es die multiplus werden im winter nen haufen energie verballern mindestens 1,7kwh am tag mehr als nur mit einem mp2

welchen trenner? NH natürlich
siehe dazu sammelthread in meiner signatur

Wie kommst du auf die 1,7kWh am Tag? Die MP2 haben doch einen moderaten Eigenverbrauch von 18W im Inverterbetrieb. Da komme ich für alle 3 MP's auf 1,3kWh/24h. Allerdings wenn die Batterie Leer/Voll ist und der Inverter abgeschaltet wird (so wie es im Winter vermutlich recht häufig der Fall sein wird) sinkt die Leistung auf nur 2W im "Such-Modus" Laut Datenblatt.

Bezüglich dem Trenner: NH-Sicherungen sind mir bekannt, allerdings wüsste ich nicht wie das BMS diese automatisch trennen kann. Gibt es da spezielle Halter die per Fernauslösung die Sicherungen auswerfen?

Frage, warum machst Du einen 1000A Shunt rein, wenn Du max 300A ziehen willst. Damit wird die Messung von kleinen Strömen nur ungenauer

Da muss ich dir zustimmen. Ein 1000A Shunt macht wenig Sinn, bzw. bringt eher Nachteile (Preis, Messungenauigkeit, etc.). Da habe ich mich Blind auf die Konfiguation von Jens verlassen. Vermutlich hat er in seinem System höhere Batterieströme (hab gesehen das er bereits einen 4. MP2 an der Wand hängen hat und er lädt zusätzlich mit mehreren MPPT's). In meinem Fall werde ich auf das 500A Shunt von Batrium gehen. Für mich völlig ausreichen. Danke für den Hinweis!

Gruß Jaschkopf

EFH Bj. 11/2015 (Massa Fertighaus)
9,76kWp PV Süd/West
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 7735
 

Wie kommst du auf die 1,7kWh am Tag? Die MP2 haben doch einen moderaten Eigenverbrauch von 18W im Inverterbetrieb.

hohe verluste bei geringer auslastung kanst du selbst in der signatur anschauen im sammelthread bei effezienz multiplus

das ist nicht effezient
aber wenn du nen 3 phasen wr hast und ersatzstrom brauchst dann ist das für dich die einzige möglichkeit

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 Leoo
(@leoo)
Batterielecker
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Servus,

ich bin gerade dabei mein erstes 48V Batteriesystem zu planen. Es werden zwei Blocke mit jeweils 16x 280Ah LiFePo4 Zellen sowie 3x Victron Multiplus II 48/5000/70-50 zum Einsatz kommen um den Eigenverbrauch meiner 10kWp PV Anlage zu verbessern und im Notfall das gesamte Haus (inkl. Wärmepumpe) dreiphasig mit Notstrom zu versorgen.

Gruß Jaschkopf

Hi und vielen Dank für deine Frage, weil sie nah an dem ist, was ich (und viele andere hier) aktuell plane. Ich hab zwei Fragen zu deiner Anlage:

1. Wie sind die Batterien verbunden?
Meine Frage rührt daher: Du hast beide Batterien mit einer Linie verbunden, die keinen Stron führt. Wie kommunizieren die Systeme? Warum hast du zwei 16s batterien und nicht eine 16s2p?

2. Haben die kein eigenes BMS?
Wenn deine 2 Akkus nur "dumme" batteriebänke ohne BMS sind (alternativ wie sowas von Pylontech), wieso ist dann dein BMS an Akku2 angeschlossen? Wie wird Akku1 dann gesteuern? Wie kann das BMS die Akkustände der beiden Akkus überwachen und Ladeströme verteilen?

Freue mich hier mehr Infos von dir abgreifen zu können Mr. Green


   
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(@jaschkopf)
Vorsichtiger Stromfühler
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Beiträge: 17
Themenstarter  

1. Wie sind die Batterien verbunden?
Meine Frage rührt daher: Du hast beide Batterien mit einer Linie verbunden, die keinen Stron führt. Wie kommunizieren die Systeme? Warum hast du zwei 16s batterien und nicht eine 16s2p?

Moin,

die Akkus sollen ein BMs von der Firma Batrium bekommen. Jede Zelle hat dann einen eigenen Balancer mit 2A sowie zwei Temperatursensoren (Lastwiderstand und Zelle). Die Balancer Boards werden dann mit einem Zweidraht Bus untereinander verbunden und der letzte geht dann aufs BMS (Batrium WatchMon-Core). Dieses "durchschleifen" bzw diese Daisychain soll die Linie zwischen den Akkus symbolisieren. Bei einem 2P System kann man immer nur zwei Zellen im Verbund überwachen, was gewisse Nachteile mit sich bringt.

2. Haben die kein eigenes BMS?
Wenn deine 2 Akkus nur "dumme" batteriebänke ohne BMS sind (alternativ wie sowas von Pylontech), wieso ist dann dein BMS an Akku2 angeschlossen? Wie wird Akku1 dann gesteuern? Wie kann das BMS die Akkustände der beiden Akkus überwachen und Ladeströme verteilen?

Der Akkustand (SoC) wird ja vom BMS mit Hilfe des Shunt berechnet. Durch den vom Shunt gemessenen Strom weiß das BMS wieviel Energie entnommen wurde und dann so den SoC berechnen. In der Theorie entladen sich Akku 1+2 immer genau identisch, da diese Parallel geschaltet sind und die selben Widerstände haben. In der Praxis wird immer irgend eine Zelle die schwächste sein und sich somit schneller entladen. Dies soll das BMS erkennen und entsprechend die Entladung stoppen um die Zelle zu schützen. Bei einem 2P System wird das schon schwierig 😉

Ich hoffe ich konnte alles verständlich rüber bringen 😉

Gruß Jaschkopf

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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
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die Akkus sollen ein BMs von der Firma Batrium bekommen.

und wozu dieses wucher bms?

kauf doch gleich ein oder zwei jk bms

am besten schaltest die akkus gleich paralel so kannst du auch zellenunterschiede untereinander gut ausgleichen und kaufst ein 200A jk bms für ca 200eur

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(@jaschkopf)
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die Akkus sollen ein BMs von der Firma Batrium bekommen.

und wozu dieses wucher bms?

kauf doch gleich ein oder zwei jk bms

am besten schaltest die akkus gleich paralel so kannst du auch zellenunterschiede untereinander gut ausgleichen und kaufst ein 200A jk bms für ca 200eur

Klar das Batrium BMS ist sau teuer, dafür super modular und wird nativ vom Victron unterstützt.

Du meinst also ich soll die Zellen zu einem Block 16s2p verbinden und dann ein 200A JKBMS benutzen. Wird schon sportlich weil die 3x MP2 maximal 300A ziehen. Und das alles über diese China Platine laufen lassen? Wohl eher nicht...

Da greife ich lieber tiefer in die Tasche und habe einen echten Shunt zwischen WR und Akku. Außerdem werde ich als Tripshunt Device einen DC Lasttrenner mit 320A Nennstrom verbauen um den Akku im Notfall trennen zu können. Das läuft beim JK nur über MOSFET's. Wenn da war kleben bleibt fackelt das Ding ab. Ich hab kurz mit dem Gedanken gespielt ein JKBMS zu verbauen, aber nur weil es DIY wird muss man ja nicht überall auf Low Budget setzen. Beim Batrium kann ich einen einzelnen defekten Balancer problemlos austauschen. Beim JKBMS muss ich direkt das ganze BMS wegwerfen 😉

Falls du in dem JK BMS, außer dem Preis, wesentliche Vorteile siehst, dann lass mich diese doch wissen 😉

Gruß Jaschkopf

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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
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Falls du in dem JK BMS, außer dem Preis, wesentliche Vorteile siehst, dann lass mich diese doch wissen 😉

Gruß Jaschkopf

das jk trennt ladung und entladung separat
dein dc trenner schaltet die komplette leitung ab dh wenn eine zelle zb unter 2,5v fällt kannst du des teil nicht mehr aufladen

wenn dir 200a nicht reichen dann kauf halt 2x 200a jk und bau zwei separate akkus
oder du verzichtest auf 3x mp2 was sowieso meist sinnlos ist dann langt auch nur ein jk bms mit paralel geschalteten zellen

bei den jk bms gibts auch ne kommunikation mit victron muss man aber selbst dran rumbasteln such mal hier im forum nach jk bms

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(@jaschkopf)
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dein dc trenner schaltet die komplette leitung ab dh wenn eine zelle zb unter 2,5v fällt kannst du des teil nicht mehr aufladen

Das ist korrekt und genau so beabsichtigt. Im Normalbetrieb werden die Zellen nie bis 2,5V entladen. Sollte doch eine Zelle <2,5V fallen, erkennt das Batrium das als "kritischen Fehler" und schaltet einen Ausgang, welcher den Lasttrenner abwirft. So eine fehlerhafte Zelle wieder aufzuladen kann Brandgefährlich sein. Ein manuelles einschalten des Lasttrenner ist ja trotzdem jeder Zeit möglich. Dieser mechanismus ist wirklich nur ein Schutzorgan um bei kritischen Fehlern die Komponenten zu schützen. Ggf. kann sogar so ein Brand verhindert werden! Das JKBMS sehe ich bei solch hohen Strömen eher als Brandgefahr...

wenn dir 200a nicht reichen dann kauf halt 2x 200a jk und bau zwei separate akkus
oder du verzichtest auf 3x mp2 was sowieso meist sinnlos ist dann langt auch nur ein jk bms mit paralel geschalteten zellen

Auf die 3x MP2 zu verzichten ist nicht möglich da mein PV-WR 3-phasig 10kWperzeugt (1:1 Regel) und das System hauptsächlich für 3-phasigen Ersatzstrom (Wärmepumpe) sorgen soll. Hatten wir schonmal drüber geredet 😉

Soweit ich weiß kann Victron nur mit einem BMS kommunizieren. Das JKBMS mit einem extra Treiber möglich ist, hab ich schon raus gefunden. Das wäre nicht das Problem. Aber wenn ich dann nur die Daten von einem Block in die Victrons bekomme, das wär ein Problem.

Hast du da eine Quelle für mich ob ich zwei JKBMS mit Victron verbinden kann?

Gruß Jaschkopf

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techthor
(@techthor)
Batterielecker
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Klar das Batrium BMS ist sau teuer, dafür super modular und wird nativ vom Victron unterstützt.

Kannst du vielleicht hier die genaue Stückliste deiner Batrium Teile schreiben, für deine zwei Akkubänke? Vielleicht mit den aktuellen Preisen.
Ich komm nicht ganz klar mit den ganzen Optionen bei denen auf der Website.


   
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voltmeter
(@voltmeter)
Yoda
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das batrium ist praktisch baugleich mit dem diy bms von stuart leider ist an das diy bms wegen chipmangel schwer ranzukommen

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(@jaschkopf)
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Klar das Batrium BMS ist sau teuer, dafür super modular und wird nativ vom Victron unterstützt.

Kannst du vielleicht hier die genaue Stückliste deiner Batrium Teile schreiben, für deine zwei Akkubänke? Vielleicht mit den aktuellen Preisen.
Ich komm nicht ganz klar mit den ganzen Optionen bei denen auf der Website.

Klar kein Problem. Das Batrium ist eigentlich recht simpel. Du brauchst als Zentale Steuerung das WatchMon-Core. Dazu gibt es ein Expansion Board wenn du z.B. Relais Ausgänge benötigst, z.B. zum Schalten eines Lasttrenners. Dann brauchst du einen Shunt wenn du den SoC des Akkus messen willst. 500A oder 1000A je nachdem wieviel dein System max. zieht. Dann brauchst du noch das IsoMon zur galvanischen Trennung der BlockMons. Für jede Zelle benötigst du einen BlockMonM8. Hier auch alles nochmal gut beschrieben: https://wiki.batrium.com/product/cell-monitor/blockmon

Hier die Preise:

Batrium WatchMon-Core = 258,21€
Batrium BlockMon M8 (32pcs) = 677,92€
Batrium Expansion3 = 82,16€
Shunt 1000A = 119,92€
Batrium IsoMon = 68,35€

Summe: 1206,56€

Die Preis verändern sich aber permanent um ein paar Euro wegen dem schwankenden Wechselkurs denke ich.

Gruß Jaschkopf

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