Wohnwagen Autarkie

Das mit den "Strängen" scheint Definitions-Sache zu sein.
Laut der URL, die ich oben gegeben habe, könnte das Modul wesentlich mehr als nur 2 Stränge haben. Die Zahl der Dioden sagt da nichts.

Vielleicht kann man es so zusammenfassen:
Die kleinen Module müssen (bei gleicher Spannung) kleinere Zellen haben. Sollte das Modul aus nur einem String bestehen, und nur ein Modul verbaut werden, dann bringt es nichts bzgl. Teilverschattung. Werden mind. 2 parallele Strings im Modul verwendet und/oder mehrere kleine Module parallel geschaltet, dann bringt es etwas.
Den gleichen Vorteil bekommt man jedoch auch, wenn man ein großes Modul verwendet, das auch aus kleinen Zellen und mehreren Strings aufgebaut ist. Bei begrenztem Platzangebot wäre das letztere sogar besser, da es weniger Platz für den Rahmen braucht.

Man kann das theoretische Optimum entwickeln. Oft genug scheitert es dann an der Realität.
Verfügbarkeit, Platzverhältnisse, Hinterlüftung, Längenausdehnungen bei den unterschiedlichsten Temperaturen und den Einfluss auf die Dachhaut, will ich das Dach voll machen (wie bei mir) usw.
Bei meinem Womo ist beispielsweise die Dachhaut an den Seiten angelöst, damit sich das positiv auf die Dichtigkeit mit den Seitenwänden auswirkt.
Sollte es Hagelschlag geben, hoffe ich das eventuell nur ein Modul defekt ist und ein kleines Modul ist preiswerter und es fällt für die Stromversorgung eben nur ein Modul
von 4 aus.
Es gibt fast unendlich viele Gesichtspunkte... man sollte sie möglichst kennen und dann entscheiden.
Die >eigene< Fehlentscheidung läst sich immer noch am besten verkraften. 😉

Seriell ist eher günstiger als parallel

Ist es nicht anders rum?
Eine verschattete parallel geschaltete Zelle, mit Bypass-Diode, verringert den Strom des Parallel-Blockes ein wenig, aber nicht dessen Spannung. Die Leistung bleibt hoch.

...........

Ist das verständlich?

Nein.
Also, erst dachte ich, was schreibt er denn da?

Durch den Link in der nächsten Post habe ich es dann halb verstanden...
Verschindelte Module.

Netter Link, ich habe natürlich von solchen Modulen gehört, aber noch keine Details der Wirkung. So gesehen, was gelernt, siehe meine Signatur, danke dafür.

Trotzdem habe ich den Eindruck, das dir die Grundlagen des Gesamtproblems - in Reihe geschaltete Module - folgen einer abgeschatteten Zelle - Sinn der Bypassdioden - Wirkung der Bypassdioden - Auswirkungen auf Spanung und Strom eines Panels - Wirkung auf Spannung und Strom parallel oder seriell geschaltete Module - nicht ganz klar ist. Ich kann mich dabei irren, und so oder so: Entschuldigung.

Die Kernfragen dabei sind, ist dir klar, dass eine Zelle eine Zenerdiode ist, und warum die Bypassdioden ursprünglich eingebaut wurden, das hat mit der Rückwärts Spannung der Zenerdiode zu tun?

Aber ich finde diesen Fall interessant genug, wenigstens den Versuch zu machen, etwas Klarheit hineinzubringen. Das ist schon ohne shindelei schwierig genug, ich schrieb ja auch, pauschal geht nicht, und das gilt dann auch für meine Aussage "seriell ist eher besser".

Eine Sache ist mir noch aufgefallen, wenn ich richtig gelesen habe: die Vorteile der shindelei sind jeweils nur für ein Feld berechnet und dargestellt. Wenn das Modul aber 3 Felder hat (2 Bypass-Dioden, also 30 V MPTT ), dann hast du schon im Modul einen größeren Verlust als nur in dem Feld.

Das Grundprinzip ist eben immer gleich: schattest du auch nur eine Zelle ab, fällt der gesamte "String", ca 20 Zellen, im "Feld" einer Bypassdiode aus.
Wenn das Modul intern 10 parallele Strings hat, also 10 % des Stromes. Aber, inwieweit sich das dann auf die noch verwertbare Leistung auswirkt, hängt von einer Menge weiterer Faktoren ab.

Nochmals zum Thema Sicherheit etc.:

Was bringt dich dazu diesen Akku-Typ einzusetzen? Die Kosten? ... vermutlich nicht. Die Herausforderung zu meistern? schon eher.

Nun, die gleichen Gründe wie wohl bei den anderen "Second Life" Lithium Packern:
1) Kosten
Ja, ich weiß, wer wählen kann zwischen Zeitaufwand für den Bau und zusätzliches Einkommen durch zusätzliche Arbeit, für den wird es sich meistens nicht lohnen. Das sind aber nicht alle.

2) Recycling
Weniger Abfall ...

3) Der Spaß, die Herausforderung gemeistert zu haben. Erfolgserlebnis

4) Die Erweiterbarkeit
So wie ich das bauen möchte, kann ich die Batterie nach und nach vergrößern, brauche also nicht auf einmal viel Geld ausgeben, sondern kann erweitern wie Geld und Zeit es zulassen.

Aber schau dir mal ein Video an

Danke.
Ich habe mir nicht nur das Video angeschaut, sondern auch den ganzen zugehörigen Thread durchgelesen.
Was als mögliche Ursache nicht erwähnt wurde: Dass die Sicherungsdrähte nichts taugen. Das falsche Material, Querschnitt mit Durchmesser verwechselt, und schon funktionieren sie nicht.

Meine Zusammenfassung:
1) Bei den meisten Heater-Zellen sind die Ströme unter der Schwelle, die die Drahtsicherungen durchbrennen lassen würden.
2) Bei internem Kurzschluß helfen die Sicherungsdrähte nichts.
3) Genügend Abstand, damit eine heiße Zelle nicht gleich die anderen anzündet könnte/sollte helfen.
4) Temperaturüberwachung würde helfen. Nicht nur um die Überhitzung durch elektrische Trennung zu stoppen (was bei internem Kurschluß nicht hilft), sondern v.a. auch rechtzeitig Alarm zu geben, bevor es zu heiß wird und es zur Kettenreaktion kommt.
Eine effektive Überwachung ist aber sehr aufwändig. Möglichkeiten:
a) Sehr viele Temperatursensoren. Da ist die Rede von einem Sensor für alle 2 bis 9 Zellen.
b) Die Batterie mit einem leichten Luftzug belüften und Luft-Eintritts- und Austrittstemperatur genau messen und mit aktuellem Strom (d.h. kleiner erlaubter Temperaturerhöhung) vergleichen.
c) Dauernde Überwachung mit IR oder Wärmebild-Kamera. Das scheint mir derzeit die beste Methode zu sein - wenn sie wirklich funktioniert. Da werde ich mal Tests machen.

Generelle Meinung scheint aber zu sein, dass kein technisch vernünftiges Kraut dagegen gewachsen ist, dass einzelne Zellen durch internen Kurzschluß (Dendritenbildung) sich erhitzen können.
Dann gibt es nur zwei Möglichkeiten:
1) Alarme so gut und so frühzeitig, dass die kaputte Zelle rechtzeitig entfernt werden kann, bevor sie sich entzündet.
Das wird schwer, wenn das Haus, der Wohnwagen etc. einmal für längere Zeit (wie lange?) nicht beaufsichtigt sind.
Ich weiß nicht, wie lange es dauert zwischen einem ersten erkennbaren Temperaturanstieg und dem Abfackeln einer Heater-Zelle.

2) Die Batterie so umkapseln, und so aufstellen, an einem solchen Ort aufstellen, wo die Folgen eines Brandes "bezahlbar" sind.

Am Rande:
Mit gleicher Begründung müsste dann auch jeder Notebook-Akku höchstgefährlich sein, da er sich auch im Ruhebetrieb entzünden und ein Feuer verursachen kann. Der Unterschied ist wahrscheinlich, dass da nur eine handvoll Zellen verbaut sind, und nicht die hunderte und tausende, die in einer Powerwall sind. Das Risiko ist dementsprechend um einen Faktor 100 bis mehr als 1000 verschieden ... (?)

Auch Andreas Schmitz hat seine Powerall gekillt, weil etwas nicht beachtet wurde.

Zwischen kaputt machen und gefährlich abfackeln sind "kleine" Unterschiede 😉

Werde mir das Ganze nochmals überlegen, und v.a. die Möglichkeit der Temperaturüberwachung per IR ansehen.

Schönen Tach noch,
Stefan

... und das gilt dann auch für meine Aussage "seriell ist eher besser".

Aus dem Frauenhofer-Papier, zweiter Absatz der Einleitung (I Introduction):

When shading occurs, the current generation reduction in shaded solar cells and the resulting current mismatch with the unshaded cells is responsible for the loss in power. Parallel interconnection is the solution to avoid these losses since currents add up and current mismatch has no negative effect.

(Die Hervorhebung ist von mir)

Warum/wann seriell besser ist:
https://www.amumot-shop.de/ratgeber/wohnmobil-solaranlage-reihen-oder-parallelschaltung

Fazit:
Einzelne Zellen und Stränge (innerhalb eines Moduls, an der gleichen Bypass-Diode) besser parallel.
Module mit mehreren Bypass-Dioden: Besser seriell.
Je mehr Bypass-Dioden ein Modul hat, desto weniger bricht die Spannng bei Verschattung ein.

Was ich nicht ganz verstehe: Warum verbaut man nicht einfach wesentlich mehr Bypass-Dioden?

Ich habe mal die Verschaltung der Zellen innerhalb der Module aus dem Frauenhofer-Papier "quick and dirty" aufgepinselt:

Ich hoffe, es wird ein wenig besser verständlich.
Konfiguration c) ist wie b) aber 6x20 Zellen, statt nur 2x20 Zellen.
Bezüglich Verschattungstoleranz ist a) (die Standard-Verschaltung) am schlechtesten, d) am besten.
"a < b < c < d"

So wie ich das sehe, sind in den aktuellen Modulen, bei Parallelschaltung, auch bei den shindels, die Bypassdioden an der Verschattungsproblematik bzw deren Verbesserung, garnicht beteiligt.

Dh, die Vorteile von den shindels entstehen dadurch, dass man einer "Zelle" so über die Fläche verstreut, dass es kaum gelingt, sie komplett abzudecken, ausser mit einer grossflächigen Abdeckung.

Bypassdioden haben so eigentlich nur den Effekt, dass sie verhindern, dass Strom rückwärts über den Sperrbereich der Diode fliessen kann, ich deutete das schon an. Das wären etwas über 10 V, mit einer gewaltigen Verlustleistung im Vergleich zum Normalbetrieb. Dabei bricht die Spannung des Moduls, in deinem Fall mit 2 Dioden, um die Hälfte ein, liegt unter 12 V und ist eh nicht nutzbar. Das ist übrigens der ursprüngliche Grund für Bypassdioden bei langen Hochspannungsstrings.

Wollte man deinen Vorschlag verwirklichen hieße das 40, oder wenigstens 20 Bypassdioden ( für einen 40 Zeller), wobei der Ausfall einer Zelle/ Stufe dann schon mehr als 2 V betragen würde, pro ausgefallener Zelle/Stufe. Nämlich 1 V für die ausgefallenen 2 Zellen, und 1 V Abfall über der Bypassdioden. Das geht dann schnell dahin, und ob das den Aufwand der 20 Dioden rechtfertigt....
Nimmst du weniger Dioden, ist der Spannungsverlust schon so gross, dass es garnichts mehr bringt, Weill die Ausgangsspannung des betroffenen Teilstrings zu klein wird.