Insellösung auf der Insel

Kurz zu uns, wir leben seid vielen Jahren auf den Kanaren, verfügen über ausreichen billig Strom von Iberdrola für unsere Finka und unser meisten Stromrechnungen sind unter 30 Euro per Monat.
Trotzdem haben wir seit dieser Woche in 1/4 Tonne Blei. 2.7KW Solar Panels und einen 5KW Inverter investiert.
Eigendlich wollten wir ja in eine einfache Lösung ala Ecoflow investieren, ausgiebige Recherche hat jedoch zu einer anderen Lösung geführt.

Hier einige unserer Schritte der letzten 8 Wochen:
Die Bilder der Anlage sind bei unserer Vorstellung zu finden: https://forum.drbacke.de/viewtopic.php?t=8755

...Anfrage an einen LFP Spezialisten auf der Insel

Guten Tag
Ich suche für ein DIY Solar Projekt ein Batterie 48V ca 12KW Blei oder 5KW Lithium
Können Sie mir da etwas anbieten?
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danke für die Anfrage.
Ich hätte neue LFP Batterien auf Lager, 32 Zellen mit 3,2V 105Ah für 1.850€ + 7%igic
Das passende BMS dazu von REC kostet 590€+7% igic Damit könnten sie einen Victron oder SMA Wechelrichter installieren.
Wir würden Ihnen das BMS anschliessen und programmieren.

Ich hätte auch noch 2 Tesla Module mit rund 4KWst real. Die haben 6s x 3,6V Es könnte 1 Modul für 24V verwendet werden, oder 2 Module für 48V. Preiss 1.530€/Modul
Ich hätte auch noch Peugeot Partner Batterien und Hyundai Kona. Damit könnte ich auch noch eine kleinere Batterie für 48V bauen.
Für die Autobatterien geben wir 2 Jahre Garantie. Für die neuen LFP Zellen 5 Jahre.
Mit Bleibatterien arbeiten wir seid 2014 nicht mehr.
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Also LFP 48V 105Ah (5KW/h) plus BMS = E 2610
dagegen 4 x 12V 250Ah (10KW/h) AGM wartungsfrei normal E 1400 - E 1280 im Angebot

Warum ich mich gegen LFP entschieden habe
1. Preis
2. Zuverlässigkeit: Was passiert wenn die Elektronik im BMS einen Fehler hat oder ausfällt? Die ganze Batterie hängt daran das dieser Fehler beseitigt wid. Ist mein Lieferant pleite oder kann nicht reparieren ist die Batterie nicht funktional. Ich gebe nicht aus Jux und Dollerei einen Haufen Geld aus, dies ist wenn die SHTF Situation eintritt. Da brauche ich maximale Sicherheit und Zuverlässigkeit.
Was passiert wenn eine oder mehrere Zellen ausfallen?
3. Lebensdauer: Meine Blei Batterie ist auf 12+ Jahre ausgelegt und kann je nach DOD Entladezyclus zwischen 4000 (20%) bis 800 (100%) Zyclen (Tage) halten

Schau mal wie weit man LFP entladen sollte für eine optimale Lebensdauer. (80% to 90%)
Was die 50% bei den Blei Batterien angeht.
Dies ist ein von- bis Wert.
Im äussersten Notfall kann ich aus einer Blei 100% ziehen um die Kühltrue und den Amerikaner (50 und 100 Watt/h) am laufen zu halten.

2.7 KW an Panels installiert
bei 150KWh pro Monat Durchschnittsverbrauch sollte die Anlage ausreseinichend dimensioniert sein

So hier ein kleiner Testbericht
Die Anlage war einige Stunden vor der Regenzeit 24-26.9.22 testbereit

Erster Tag 25 mm regen und keinerlei solareinstralung - verbrauch 5kw/h
das ist meine 50% Grenze die ich unter normalen Bediengungen einhalten will.
das System wurde jedoch auf maximale Entladung verändert von 46v (11.5v je batt) auf das einstellbare minimum von 44v

Zweiter Tag 98 mm regen und die microwelle (1.2Kw) hat dann die batterien auf 44.2v gedrückt
die Anlage lief problemlos, der Abschaltwert von 42v wurde auch nach Stunden nicht erreicht.
Trotz das wir in den Wolken waren konnte die Solaranlage immerhin noch 1.5 kw/h am Nachmittag generieren. es musste ein paar Stunden mit dem 1.8kw Generator zugeladen werden bis auf 80%

Dritter Tag (heute), soweit 18:00 25 mm
die Batterie war auf 60% am vormittag und hatte sich totz meistens starker Bewölkung mit drizzle in den Wolken (sichtweite 50-100 meter) auf 100% (10kw/h) aufgeladen.
Wir brauchen normal 5kw/h am tag, nun ist aber eine weitere Kühl/Gefriereinheit im Einstatz sodass wir mindestens 6 kw/h am Tag brauchen.
Das ist mit einsatz aller Elektrogeräte, lediglich das Kochfeld benutzt Gas. (Wasser wird von der Sonne erwärmt)

Erkenntnisse:
Für einen Preis der 500 euro unter einer ekoflow delta liegt, bei der die solar panel noch dazu gekauft werden müssen, bin ich sehr zufrieden mit dem Ergebnis.
Was ich noch brauche zum Optimieren ist ein weiteres Solarpanel (540W 219E + 50E Montage Material) da die Startspannung des inverters um die 140v liegt und bei dickster Bewölkung die 5 panels in reihe nur 120v bringen.
Ist man erst mal über die Startspannung dann reichen 120v aus um bereits Energie zu erzeugen.

Bild vom Nachmittag in den Wolken und die Anlage generiert in der dicksten suppe immerhin noch 120 w/h

... bei der starken Bewölkung und dem nahezu konstanten drizzle Wetter hat die Anlage fast 6kw/h erzeugt und bis 19 uhr haben wir knapp 3kw/h verbraucht. bis der Tag vorbei ist werden wir 6 kw/h verbraucht haben.

... und morgen gehts zum Leroy da gibt es noch 30 Euronen Nachlass auf die Batterie was bei 4 weiteren 120 Euronen ausmacht.
gültig bis zum Ende Oktober, dann wieder 349 Euro.

damit bin ich dann 2 Tage voll autak​​ oder bis zu 4 Tage im Notfall low energie modus​​​​​ (keine Spül und Waschmaschine und den Backofen nur beschränkt)
So wie es sich nach meinem 3 Tage dauerregen Test nun rausstellt kostet mich die voll autake Insellösung:
600 E Inverter 5 kw
2560 E 20 kw/h speicher Batterie
1320 E 3.25 kw/h Solarzellen
500 E Montage Material, Kabel etc.
macht zusammen 5000 euro und ein paar Tage arbeit um total Energieunabhängig zu sein when SHTF

... zu den angegebenen Ladezyclen gibt es bei den Portabelen Geräten eine Menge an Fantasiezahlen die im Normalen täglichen Einsatz niemals erreicht werden können ( Aussage von Profies die eine menge mehr Ahnung haben als ich)

Info zu den 1/2 Tonnen Bleibatterieen die bei uns im Einsatz sind und die sich mit Langzeitergebnisen belegen lassen:

Die 250Ah AGM 12V TFS Upower-Batterie kann eine Lebensdauer von mehr als 12 Jahren haben, wenn die Entladungen 30% ihrer Kapazität nicht überschreiten. Wenn die Entladungen jedoch über 50% hinausgehen, reduzieren wir die Anzahl der Zyklen auf weniger als die Hälfte. Dies ist sehr wichtig, da die Lebensdauer der Batterie direkt mit der Entladetiefe der Batterie zusammenhängt.

Bei Rund 6KW/h am Tag was wir neuerdings Verbrauchen wird eine 20 KW/h Batterie zu weniger als 30% entladen und das an einem Tag an dem absolut keinerlei Solarenergie erzeugt werden kann was extrem selten ist.

---- Nachdem ich mehrere Tage die Leistungsausbeute stündlich aufgezeichnet hatte ergab sich folgendes Bild: Erst ab 13:00 wurde über 1.5-2.3 KW/h produziert. Dadurch das hier gelegendlich ab Mittag die Bewölkung zunimmt ist die Leistungsausbeute zwar immer noch im 200% Bereich wie geplant aber ich verliere zuviel von 8 bis 12 Uhr.
2 Panels wurden OSO montiert und jetzt gibt es ab 10:00 bereits über 1KW/h.
Jeder Standort hat seine Besonderheiten und jede Anlage sollte auf den Standort optimiert werden. Das dauert einige Zeit daher wurde für die Testphase ein schnell zu veränderntes System genommen.
Das hintere Panel wird gegebenenfalls auch noch queer montiert.

Die Schlagschatten der Mauer hatte leider einen gröseren Einfluss als ich gedacht hatte.

(Habe heute die neusten LNG Ship Charter Rates gesehen und die gehen gerade, wie vermutet, durch die Decke. Von 40-80k $ auf 400k$ pro Tag. ( ein LNG Schiff muss für den Hin und Rückweg bezahlt werden und die Gasspeicher in D sind zwar zu 90% gefüllt ABER das Gas gehört nicht Deutschland sondern Händlern und die können es EUweit verkaufen an den Höchstbietenden.
Übrigens die geplante Pipeline von den Spanischen LNG Terminals nach Frankreich wird von den Franzosen blockiert.)

.... Meine Vermutung mit der erhöhten Anlaufspannung hat sich als richtig erwiesen. Gestern musste ich bis 10 Uhr warten bis die Spannung so hoch war das der Inverter überhaupt ansprang und es dauerte noch eine Weile bis Strom floss. Heute um kurz vor 9 ist die Spannung so hoch das der inverter arbeitet und schon über 100W/h erzeugt was im Moment ausreicht um den Batteriestrom mit Solarstrom zu ersetzen. In einer halben Stunde wird bereits genug produziert um die Batterien wieder aufzuladen.
Meinen geplanten 3 Tagetest hab ich erst mal verschoben da ich am optimieren der Ladespannungen für Bulk und Float bin.
Die Voreinstellungen für AGM die bei 56.4 V und 54 V sind führten nur zu einer 80% igenLadung der Batterien.
Es wurden 100% und voll angezeigt, aber sowie Solar nicht mehr produzierte und die Batterien im Eisatz waren fiel die Spannung von 54V auf 50-52V je nach Belastung und die Kapazitätsanzeige auf um die 80%.

Zur Zeit arbeitet der Inverter mit 57.6V und 54.8V
Bei Bulk habe ich noch etwas Spielraum bis 58.8V
Ich habe bisher nicht verstanden was Leute in den einschlägigen Foren mit "da muss sich jeder für sein eigenes Setup herantasten" wenn ein Newbie nach den Werten fragte die er in seinen Inverter programmieren sollte.
Es scheinet je nach Hersteller für alle Komponenten eine Toleranzbereich zu geben, da kommt es unter anderem auch auf den Wiederstandswert der Batteriekabel an.
30 min später sind wir auf 250 W/h und die Batterie wird mit 2A geladen

.... Mein kleiner Notstrom Primer

wer nur für Stunden und nicht Tage seine Energie sichern will findet hier einige Beispiele.
wenn es nur für den Computer und den Kühlschrank mit ein wenig Licht reichen soll kommt man mit um die 500 Euro schon aus.
Die Hybridinverter (ab 300E) können auch als Computer UPS eingesetzt werden.
Wer für 24 Stunden autak sein will kommt mit der 1000 Euro Lösung aus die man auch bei äusserster Sparsamkeit auf 48 Stunden strecken kann.
Alle Lösungen bis auf die Billigste können vom Netz wieder geladen werden oder von Solarzellen.
Bei der 260 Euro Geschichte nimmt man sein Batterieladegerät vom Auto.

wer es billiger will
für 260 Euro
800W Inverter 130E
1000Wh Batterie 130E
https://www.leroymerlin.es/fp/140749...bles-incluidos
https://www.leroymerlin.es/fp/824617...-mantenimiento

für 575 Euro
1000W Hybrid Inverter 300E (kann Solar und hat eingebautes Ladegerät)
2500Wh Batterie 275E
https://www.leroymerlin.es/fp/824776...2v-masterpower
https://www.leroymerlin.es/fp/824617...-mantenimiento

für 630 Euro
3000W Hybrid Inverter 370E (kann Solar und hat eingebautes Ladegerät)
2000Wh Batterie 2x130E
https://www.leroymerlin.es/fp/824776...4v-masterpower
https://www.leroymerlin.es/fp/824617...-mantenimiento

für 1070 Euro
3000W Hybrid Inverter 370E (kann Solar und hat eingebautes Ladegerät)
5000Wh Batterie 2x350E
https://www.leroymerlin.es/fp/824776...4v-masterpower
https://www.leroymerlin.es/fp/824617...ormato-frontal

für 1860 Euro
3000W Hybrid Inverter 370E (kann Solar und hat eingebautes Ladegerät)
2900Wh Batterie 24V de litio
https://www.leroymerlin.es/fp/824776...4v-masterpower
https://www.leroymerlin.es/fp/831660...v-120ah-2-9-kw

und da sieht man mal wie teuer eine Ecoflow ist wenn man etwas für zu Hause sucht.

https://www.youtube.com/watch?v=J9WZcMDQaDg

https://www.youtube.com/watch?v=JcJf6OP7bGU

wer wirklich etwas Portables sucht soll sich mal die Bluetti eb240 ansehen. Ein Bekannter hat sie und ist happy.

.... wer viel misst misst mist

ich denke jetzt bin ich so langsam fertig mit dem Positionieren.
Nachdem ich nun über einen Monat verschiedene Positionen der Panels getestet habe, weiss ich bei welcher Ausrichtung zu welcher Zeit mit den 5 + 1 Panels die Energieerzeugung am optimalsten ist.
Bedingt durch die meterhohe Brüstung machen die Schlagschatten doch einen grösseren Unterschied als ich anfänglich dachte.
Daher wurde der Winkel der Panele mehrmals verändert bis es passte von Schatten vermeidung und noch akzeptablem Winkel zu Sonne.

Der inverter regelt die Leistung der Panele herunter wenn die Batterien in den langsam lade Modus gehen weil sie fast voll sind.
Ich muss also die Batterien auf 50% entladen damit ich einen Test fahren kann um zu sehen ob ich im Oktober auf 10hw/h Panelleistung kommen kann.
Soweit habe ich Werte bis zu knapp 8 kw/h gemessen die an einem sonnigen Tag erzeugt werden.

der w m2 wert ist von der wetterstation die die sonneneinstrahlung in watt pro quadratmeter anzeigt (1000 w m2 wird nur im hochsommer mittags gemessen)

9:15 70w m2 132V 110w/h 1 Panel hinten links am arbeiten der rest hat zuviel Schattenabdeckung
10:10 280w m2 171V 565w/h 4 Panels am arbeiten
10:50 435w m2 156V 1310w/h 4 Panels am arbeiten
12:10 656w m2 156V 2000w/h 6 Panels am arbeiten (der winzige Schatten am oberen rechten Panel mindert die Leistung noch für 5 Minuten)

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Frage: Um die Schlagschatten ganz zu vermeiden - wäre es nicht ein Versuch, die Paneele an der Oberkante der Brüstung nahezu waagerecht zu stellen? OK, das gibt etwas weniger Spitzenleistung mittags und sie verschmutzen ev. etwas schneller bzw. reinigen sich schlechter bei Regen. Ein minimales Gefälle - gerade so, dass Wasser abläuft,könnte den 2. Punkt enschärfen.
Könnte mir vorstellen, dass das über den Tag vielleicht sogar etwas mehr ergibt, zumindest aber eine gleichmäßigere Verteilung über den Tag, was je nach Inselbetrieb/Netzanbindung auch günstiger sein könnte.

Antwort: Es gibt mehrere Faktoren die eine Rolle spielen
Sichtbarkeit, Esthetik und Nutzbarkeit des verbleibenden Daches
Wartung (Reinigung)
optimale Richtung und Winkel
Wind und Wetter Einflüsse (berücksichtigung der Wolkenbildung während eines Tages)
Montagekosten
Panelkosten
erwünschte minimal Leistung um eine 95-98% Betriebssicherheit zu gewährleisten (5-2% werden mit dem Generator aufgefangen)

Wie bereits erwähnt, dies ist ein Testaufbau in dem ich versuche den für den Standort optimalen Kompromiss der oben genannten Punkte zu finden.

Ich kann die panels mit 0 Schlagschatten betreiben dafür muss ich aber bei den Punkten Sichtbarkeit, Montagekosten und Wartung erhebliche negativ Wertungen in Kauf nemen.
Diese Option ist für eine erhöhte Bewohnerzahl (höherer Verbrauch) vorgesehen.

Ich habe Mühen und Kosten gescheut (Alu Montageprofile für Panele kosten bald mehr als die Panele) und eine einfache und betriebssichere Schnellmontage nach eigenem Design gewählt.
Dies ist für ein Jahr ausgelegt in dem getestet und gegebenenfalls weiter optimiert wird und eventuelle Misskalkulationen berichtigt werden sollten diese auftreten.

...Heute (ende Oktober) hatten wir einen vollen Sonnentag ohne jegliche Bewölkung.
von gestern abend bis heute morgen wurden die Batterien auf 50% Kapazität runtergefahren um Heute die maximale Leistung für Herbst / Frühjahr zu ermitteln.

Da das Ladegerät (im hybrid inverter) bei 80% Kapazität anfängt den Ladestrom langsam herabzusetzen was ab 3 uhr passierte und ab 6 nix mehr an Sonne da ist ausser 100 Watt habe ich ab 6 die Messung abgeschlossen.
Um 13.30 waren es 6kw/h die produziert waren und um 6 Uhr haben wir bei 10.6 kw/h aufgehört
Ein Test um 4 Uhr ergaben das nur 800 Watt von den Panelen akzeptiert wurden.
Die Panelleistung sprang auf 1300 Watt als Lasten (Microwelle und Toaster) zugeschaltet wurden.
Die Sonneneinstrahlung wurde mit 650-700 w/m2 gemessen was einem klaren Himmel im Herbst hier entspricht.

Fazit: die Anlage ist im Herbst / Frühjahr in der Lage maximal 12 kw/h an einem sonnigen Tag zu produzieren

Um noch gerade auf die Frage einzugehen warum nicht oben und Flach.
Die Windlast bei Böen währe bei fast 3m2 Panelfläche so gross das die 4mm Glasplatte der Panele da in Schwierigkeiten kömmen würde, ebenso müsste eine wesendlich stabilere und wesendlich teurere Befestigungslösung gefunden werden.
Ein extra Panel für 220 euro (incl Material) ist da die billigere Lösung

---- wer mehr über den Unterschied InRealLive zwischen Blei und Lithium wissen möchte, hier sind 2 Videos von einem ingeineur der bis in das kleinste Detail geht und etlichen Fehlinfos und Mythen faktisch korrigiert. (alles mit Daten belegt)
englisch, deutsche untertitel einstellbar.
da wird übrigens sehr gut mit der 100% Kapazität von Lithium aufgeräumt und die 80% 20% empfohlene Speicher / Entladegrenze erklährt.

https://www.youtube.com/watch?v=LPPUqLZOqCQ

https://www.youtube.com/watch?v=VzWQCjYXpfU

--- 07.11.2022
Bis jetzt (gut 5 Wochen Nutzung) hat meine Anlage 0.3 Mwh erzeugt und ich habe 0.2Mwh verbraucht.
Da nicht mehr Nachkommastellen angezeigt werden sollte das ca 0.32 zu 0.28 entsprechen wenn ich das mit dem Wochenverbrauch hochrechne.
Die Anlage hört auf zu produzieren wenn die Batterien voll geladen sind, daher kann ich die mögliche Maximal Produktion nicht messen.
Soweit für mich ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis.