Ich finde grundsätzlich das Konzept, einen Akku an ein Balkonkraftwerk anzubinden, indem man ihn in die Verbindung zwischen PV-Modulen und µWR "einkoppelt", elegant, weil dies mit minimalen Material-/Kosteneinsatz ein sehr effizientes Systen ergeben sollte.
Es scheint auch immer mehr Anbieter solcher Lösungen zu geben:
Zendure SolarFlow
Allerdings immer nur auf die eigenen Akku-Packs beschränkt.
Kennt jemand etwas Vergleichbares, das auch DIY-Akkus zuläßt?
Der wesentliche Unterschied zu den DIY-Projekten, die ich kenne ( z.B. OpenDTU on Battery ... ) und die ebenfalls Akkus an PV-Eingängen von µWR nutzen, ist hier, dass der Akku auch mehr oder weniger direkt aus den PV-Modulen geladen wird, also insbesondere kein zusätzliches AC/DC-Netzteil benötigt wird, um den Akku zu laden.
Um den Unterschied im Konzept zu verdeutlichen noch folgende Beschreibung:
Im Idealfall würde ich mir vorstellen, dass man an einen der PV-Eingänge eines µWR Y-Kabel anschließt, als wolle man zwei PV-Panel parallel betreiben.
Statt einem zweiten Panel wird allerdings eine kleine Elektronik-Box angeschlossen, die den Akku ankoppelt.
In der Box wären im wesentlichen ein "speziell geregeltes" bidirektionales DC/DC-Netzteil und ein Funkmodul.
Über das Funkmodul ( z.B. WLAN, BT ... ) liegen Daten über den aktuellen Hausverbrauch bzw. Einspeisung vor.
Wenn tagsüber überschüssige Energie eingespeißt wird oder das PV-Panel mehr liefern könnte, als der µWR nutzt, würde Energie vom PV-Panel in den Akku umgeleitet. Für den µWR würde das so wirken, als wäre die solare Einstrahlung einfach geringer.
Insbesondere nachts wenn Energie bezogen wird, entnimmt das DC/DC-Netzteil dem Akku Energie. Für den µWR würde das so wirken, als würde die Sonne weiter scheinen.
das mit parallel zum Modul eine Box wird nicht funktionieren. Der WR wäre der direkte Abnehmer und dazu kommt das die Box identische Spannung zum Modul bräuchte.
Bei DIY braucht man kein AC/DC Netzteil um den Akku zu laden (das machen nur Leute mit einer großen PV die bereits im Betrieb ist).
In der Regel sieht der Aufbau wie folgt aus:
Solarpanele > Laderegler > Batterie > WR
Bei WR über deren PV Eingang muss man beim verbinden an eine Batterie aufpassen und sollte entweder die Kondensatoren über einen Widerstand vorladen oder ein einschaltstrombegrenzer dazwischen schalten.
Also weg zum Laden einer DIY Batterie ist ein Solarladeregler.
Wenn man das Ganze mal abstrahiert, sind unsere beiden Varianten garnicht so unterschiedlich:
Es gibt jeweils die 4 Funktionsblöcke PV-Panel, Batterie, µWR und DC/DC-Netzteil ( ein Laderegler ist im wesentlichen ein DC/DC Netzteil mit "spezieller Regelung" ).
Bei deinem Vorschlag ist der Koppelpunkt
zwischen Batterie, µWR und DC/DC
PV -> DC/DC -> µWR
|
<-> BAT
bei mir zwischen PV, µWR und DC/DC
PV -> µWR
|
<-> DC/DC <-> BAT
Unterschiedlich ist im wesentlichen bei welchem der Energieflüsse ( PV -> µWR, PV -> BAT, BAT -> µWR ) die DC/DC Stufe beteiligt ist.
Wenn ich nicht etwas übersehe, setzt deine Variante voraus, dass der µWR eine Möglichkeit zur dynamischen Einspeisebegrenzung bietet, da, wenn der Akku direkt am µWR Eingang hängt, immer die maximal erlaubte Leistung vom µWR aufgenommen wird.
Kennst Du eine Auflistung welche µWR das unterstützen?
Bei der 'Lösung' fehlt mir die Rückkopplung zum Hausverbrauch - oder hab ich da was übersehen?
Das grundsätzliche Problem ist ja immer wieder, dass ein PV Modul eine völlig andere Kennlinie hat als eine Batterie. Wenn der MPPTracker an der Batterie 'rumgurkt', ist das selten eine gelungene Sache (obwohl es wohl grundsätzlich gehen soll). Oft sind auch die Spannungen unterschiedlich, bei kleinen Speichern liegt man meist bei 24V, nicht bei 48.
Man könnte mit so einer "DC/DC Box" wahrscheinlich was realisieren, aber trivial ist das nicht!
Und 'direkt' regelbar sind diese Mikrowechselrichter meist auch nicht. Wie willst du mit deiner DC/DC Box den WR dazu bringen, weniger als die PV Leistung einzuspeisen? Die Spannung so weit runter ziehen? Dann laufen die Module in einem super-ungünstigen Arbeitspunkt...
Handhabbar läuft es immer wieder drauf raus was @mhltheone sagt. Unschön ist dabei, dass ein regelbarer netzparalleler WR, der aus Batterie arbeitet (bsw. der Lumentree), so viel kostet wie ein komplettes Balkonkraftwerk, wenn er 'Papiere' haben soll. Es gibt auch billigere, aber die haben dann nicht die Zertifikate und wohlmöglich garkeinen NA Schutz, was potentiell auf (grob) fahrlässigen Totschlag (des Servicetechnikers des Netzbetreibers) rausläuft.
Die Ansteuerung des DC/DC Stufe bei meiner Topologie ist in der Tat im Vergleich zu einem einfachen Festspannungsnetzteil kompliziert.
Bei den typischerweise verwendeten 54, 60 oder 72 Zellen PV-Panel würde man maximal eine 24 V Batterie wählen, damit man ( aus Richtung PV-Panel zur Batterie gesehen ) mit einem einfachen Tiefsetzsteller/Buck-Converter arbeiten kann.
Es gäbe im wesentlichen zwei Modi, also Laden und Entladen der Batterie.
a.) Beim Laden der Batterie würden der µWR und die DC/DC Stufe um Leistung konkurrieren.
Wichtig ist dabei, dass die DC/DC Stufe das MPP-Tracking des µWR nicht durcheinander bringt.
Dabei muss man zunächst eine Annahme darüber treffen, nach welcher Methodik der µWR arbeitet.
Beim typischen "perturb and observe" erhöht oder reduziert ein WR maximal einige 100x pro Sekunde die Spannung an den PV-Eingängen leicht und überprüft, ob er dabei mehr oder weniger Leistung aufnehmen kann.
Bei einem µWR kommt dazu, dass an den Eingängen üblicherweise ein erheblicher 100 Hz Leistungs-Ripple ( als Konsequenz der Wechselrichtung ) anliegt.
Deswegen wird der MPPT Algorithmus sehr wahrscheinlich auf einem 100 Hz <=> 10 ms Raster arbeiten.
Um dass nicht zu stören, muss die DC/DC-Stufe einen je nach gewünschter Batterieladeleistung gewählten und auf der Zeitskala von einigen 10 ms konstanten Strom aufnehmen.
Die Stromregelschleife der DC/DC Stufe muss also schnell und genau genug sein, um bei den im 10 ms Raster leicht varierenden durchschnittlichen Spannungen des Solarpanels einen konstanten Strom aufzunehmen.
Die DC/DC Stufe reduziert dann also virtuell die für den MPPT im µWR "sichtbare" Beleuchtungsstärke des PV-Moduls.
b.) Beim Entladen muss man berücksichtigen, dass man das typischerweise nicht mehr beleuchtete PV-Panel quasi rückwärts bestromt.
Wenn die Spannung dabei zu hoch liegt, wird der größte Teil der Leistung im PV-Panel verheizt.
Was erst einmal nach einem Deal-Breaker für dieses Konzept aussieht, kann man sich aber bei der Regelung zu Nutze machen.
Wenn man eine über einige MPPT-Auswertintervalle konstante Leistung von der Batterie über die DC/DC Stufe auf das Panel bzw. den µWR Eingang gibt und zunächst annimmt, dass der µWR inaktiv ist, dann wird sich eine Spannung von ~ der Leerlaufspannung des PV-Panels einstellen.
Der µWR beginnt nun zu arbeiten und reduziert die Spannung etwas indem er Strom zieht.
Wenn die DC/DC Stufe bei jeglicher Ausgangsspannung eine kontante Leistung abgeben würde, dann würde der µWR die Spannung soweit reduzieren, bis sein Eingangsstromlimit erreicht ist.
Bei einem Tiefsetzsteller, der nun beim Entladen rückwärts als Hochsetzsteller arbeitet, kommt hinzu, dass die Ausgangsspannung, die nie kleiner als die Eingangsspannung ( hier Batteriespannung ) sein kann.
Wenn der µWR seine Einganspannung also bis auf Batteriespannung runterziehen kann, verliert man jegliche Regelbarkeit der Leistungsaufnahme des µWR von außen.
Das ist genau der Betriebszustand, wenn man eine Batterie direkt am µWR betriebt.
Um das bei meinem Konzept zu verhindern, muss die DC/DC-Stufe eine "modifizierte" Konstantleistungsregelung implementieren. Wenn die durch den µWR erzwungende Spannung in den Bereich etwas unterhalb der MPPT Spannung des PV-Panels aber noch oberhalb der Batteriespannung fällt, muss die Leistung reduziert werden. Dass muss wiederum mindestens so schnell erfolgen wie das MPPT des µWR. Damit wird der µWR dann auf einen Arbeitspunkt etwas unterhalb der MPP-Spannung des PV-Panels bei einer gewünschten Leistung gezwungen. Die DC/DC Stufe emuliert also quasi ein zweites paralleles PV Panel mit etwas geringerer MPP-Spannung.
Das ist in der Tat nicht trivial, mit moderner Leistungselektronik mit digitaler Regelung aber auch kein Hexenwerk.
Ich habe mich da wohl missverständlich ausgedrückt:
Bei dem was ich mir als Ideallösung vorstelle, soll natürlich eine Nulleinspeisung im Rahmen desses, was die grundsätzliche Topologie erlaubt, möglich sein.
Bei den kommerziellen Lösungen ist das im Moment nur bedingt gegeben.
Bei Anker und Joyvoit scheint mir das Batterie(ent)laden auf Zeitprofilbasis zu erfolgen.
Bei Zendure gibt es wohl inzwischen die Möglichkeit Shelly Produkte mit einzubinden:
"SolarFlow has achieved intelligent linkage with related Shelly products. Through the Zendure APP, you can realize real-time power monitoring, intelligent power adjustment and more."
Ich denke früher oder später werden all diese Lösungen eine Option bieten, den aktuellen Verbrauch mit in die Steuerung einzubeziehen.
Ob das dann eine wirkliche Regelung ist, die die Bezeichnung Nulleinspeisung verdient, ist aber eine andere Frage.
Hallo, es gibt einige WR die sich reduzieren lassen (z.B. pauschal). Für eine Nulleinspeisung kannst du z.B. einen Lumentree mit Trucki2Shelly Stick verwenden oder auch sehr beliebt sind Hoymiles Wechselrichter mit openDTU (in dem Fall direkt openDTU on Battery).
Natürlich kann man diese "HUB's" komplett nachbauen, aber der einfache Weg ist immer noch PV an MPPT Laderegler, Laderegler an Batterie, WR parallel an Batterie.
Hierfür muss nur der WR steuerbar sein. Man kann auch zwischen Batterie und WR einen steuerbaren DC-DC Wandler klemmen um die Leistung zu regulieren.
Nein hier gibt es bereits deutlich mehr. Zendure hat in USA eigenes Smartmeter und unterstützt zudem bereits Shelly 3EM. Joyvoit hast du bereits gefunden. Anker bringt mit der nächsten Generation (Solarbank 2 Pro) auch ein Smartmeter mit. Ecoflow soll das Update für Shelly kommen, kann aber bereits über die Ecoflow Cloud gesteuert werden. MaxxiCharge von MaxxiSun (deutsches Unternehmen) hat von vorne herein ausschließlich eine Nulleinspeisung realisiert, hier wird Shelly 3EM und der PowerOpti von Powerfox unterstützt.
Dies haben alle diese Plug&Play Lösungen gemein. Sie arbeiten mit einem HUB der den Energiefluss bestimmt und sind meist nur nutzbar mit ihren eigenen Akkus.
Eine Alternative gibt es hierzu aber bereits: https://www.easy-suntower.de/
Dies ist intern aus einzelnen Komponenten mit Laderegler, StepUp mit Poti (für WR) und einem 8S Akku mit JBK BMS und hier kannst du zur Erweiterung weitere Akkus Packs des Erstellers kaufen oder auch externe Batterien direkt anklemmen.
Zum Verständnis, warum ich eine Alternative zu diesen Lösungen suche:
Es geht nicht um HW für mich, sondern ich habe mir die Frage gestellt, was kann man jemandem empfehlen der bereits ein BKW hat und mittels eines Akkus den Eigenverbrauch optimieren möchte.
Dabei sollen die Randbedingungen sein, dass die Lösung möglichst nah an Plug & Play rankommt und wirtschaftlich zu rechtfertigen ist ( also eher bei < 500 € liegt).
Wenn man erst einen speziellen WR mit Zusatz-Steuerungs-HW kaufen muss, kommt man mit Akku wohl schnell in den Bereich > 1000 € und von Plug & Play ist man ziemlich weit entfernt.
Das ist die erste kommerzielle Lösung die ich kenne, mit der man auch DIY-Akkus ( oder besser Nicht-System-Akkus ) "einfach" an ein bestehendes BKW einbinden kann.
Vielen Dank für den Hinweis.
650 € für "Balkonkraftwerk Speicher easySuntower® passiv universal bis DC 2550W - Grundmodell" ( wohl ohne den Step-Up -> also eigentlich überhaupt kein Vorteil zu einem dedizierten Laderegler )
, 690 € für "Balkonkraftwerk Speicher easySuntower® aktiv universal bis DC 2550W - Grundmodell" ( wohl mit über Poti steuerbarem Step-Up )
bzw. ~ 980 € für "Balkonkraftwerk Speicher easySuntower® future universal" ( wohl mit Option für Nulleinspeisung via Smart Meter )
sind aber ein stolzer Preis.
Jemanden, der 500 € für ein einfaches BKW ausgegeben hat, wird man wohl nur schwer überzeugen können, weiter 1500 € auszugeben, um im Jahr weitere 200-300 kWh Eigenverbrauch zu erreichen.
Wenn der WR sich drosseln lässt, einen dummen P&P Speicher, den Wechselrichter auf Grundlast stellen und laufen lassen.
Naja auf der einen Seite willst du Plug&Play und Nulleinspeisung, also den Ferrari, aber dann nur den Fiat bezahlen... Was soll das für ein Akku werden bei unter 500€, wobei noch genug weitere Technik, wie Laderegler und Entladeregler benötigt wird?
Doch sehr wohl mit StepUp, damit der Wechselrichter vernünftig arbeitet, da die Batterie nur 24V hat. Jedoch ist hier ohne Poti.
Wie bei allen kommerziellen fertigen Produkten. Du musst hier bedenken deutsche Herstellung, IP Zertifiziert und somit Spritzwassergeschützt und verdammt lange Garantie.
Also nochmal generell, also entweder bastelt man, spart ein wenig und hat mehr Möglichkeiten, oder man zahlt halt und hat weniger Möglichkeiten.
Die einfachste P&P Lösung zu annehmbaren Preisen, aber auch noch mit paar Software tücken, ist der BluePalm für 750€:
Genau deswegen meine Idee mit der Anbindung des Akkus über eine einfache DC/DC Stufe parallel zum PV-Panel am µWR-Eingang.
Das ist die Variante mit der einfachsten Elektronik ( bezogen auf ein vorhandenes BKW )
Für ~ 400 W Step-Down mit WLAN in einem Gehäuse etwa 1/3 - 1/2 der Größe eines µWR wäre bei Fertigung in Asien in großen Stückzahlen ein Verkaufspreis hier von 100 € netto möglich.
Einen 24 V 100 Ah Block bekommt man aktuell ab ~ 400 € netto.
( Die nackten Zellen ( 8x EVE 100 Ah ) bekommt man für ~ 240 € )
Damit könte man bereits eine Nachteinspeisung mit konfigurierbarem Leistungsprofil umsetzen.
Mit einem WLAN fähigen Power-Meter oder Messdosen wäre dann auch eine (nahezu) Nulleinspeisung möglich.
Machbar ist das also.
Es sieht aber im Moment wohl nicht so aus, dass das jemand auf den Markt bringt.
Wahrscheinlich hast Du recht, da bei minimal 20 V Akkuspannung die typischen µWR ansonsten wegen des Eingangsstromlimits deutlich unter ihrer Nominalleistung bleiben würden.
Ich habe da vermutlich zuviel in "passiv" vs "aktiv" reininterpretiert.
Da würde ich ein gewaltiges Fragezeichen dran hängen.
Die LFP Zellen kommen sehr sicher nicht aus Deutschland und die Form der Akku-Türme kommt mir bekannt vor. Die habe ich irgendwo bei Ali oder so schon gesehen.
750 € für 2kWh ist in der Tat nicht wirklich schlecht.
Hast Du damit selber Erfahrung oder basiert das auf den Kommentaren bei Hornbach?
Danke für Deinen Input!
Ich betreibe seit ein paar Tagen eine Anker Solix 2 pro mit 1,6kWh integriertem Akku. Ein weiterer, ansteckbarer 1,6kWh-Akku von Anker würde 570€ kosten.
Hat schon jemand den Anker Erweiterungsport analysiert und vielleicht eine Idee, wie man dort günstiger eine Erweiterung anbauen kann?
@nimbus4 hast du da eine gute Quelle? Ich finde da nur NoName Angebote auf Aliexpress, und selbst die sind 100€ teurer
wie würde man den akku denn da anschließen? das wäre doch entweder eine reine quelle oder ein reiner Output? oder würde man den Akku an ein PanelIn und ein PowerOut anstecken?
aber bei 150€ ist der Passiv-Ansatz auch schon am wanken. Für den Preis bekomm ich auch nen SolarController der das dann aktiv macht.
Ich habe jetzt was beim Chinesen bestellt, was alles das kann was dort oben besprochen wird.
Also die 800 Watt Grenze einhalten einen eigenen Akku mit Strom beschicken und zusätzlich noch einen separaten Akku den man einfach anschließt auch noch bedienen.
Voraussetzung rund 52 Volt Lithium Eisen Polymer mit Pylon Protokoll (also das was man für wenig Geld kaufen kann)
Das ganze als Komplettsystem Balkonkraftwerk mit Wechselrichter und allem,bestellbar ist aber auch nur den pv-hub separat der das ganze aufdröselt.
Da ich das ganze in meinem Mietshaus einbauen will habe ich es halt komplett gekauft.
Wenn das in zwei Monaten angekommen ist werde ich mehr dazu erzählen können
Bezüglich des umschalters habe ich gedacht dass dieser Umschalter automatisch auf den Akku umschalten kann wenn zu wenig Strom da ist.
Der Akku ersetzt dann im Endeffekt den pv-strom von den Modulen.
Ist genügend Sonne vorhanden läuft das von den Modulen direkt in den Wechselrichter und hinten dran könnte man theoretisch den Akku über ein externes Ladegerät bedienen
hmm theoretisch könnte man bei dem niederpriorisiertem Output-Anschluss (also der auf der Seite die für sowas wie ein "PV-Wasserboiler" sein sollte) einen DC/DC-Wandler, der den Akku laden sollte (oder einen Ladecontroller, je nach dem), machen? Dadurch verbraucht man damit nicht das 800W budget, und spart sich auch noch doppelte wandlungsverluste.
Bin aber auch am überlegen ob man das auch einfach passiv mit ein paar idealdioden realisieren kann, wenn ich das passiver SolarAkku-Video von Andreas richtig verstanden habe.
Bin auch am überlegen ob ich das so realisieren will, oder ob ich ein größeren akku nehmen will und den dafür eben mit Wandler lade. Dann hätte ich aber einen DC/DC mit dem MPPT parallel, wovon eigentlich überall abgeraten wird.(bzw im kontext eines PWM charge controllers)
Oder ist ein DC/DC Wandler in dem Fall anders zu Betrachten als ein PWM charge controller ? (oder ist der unterschied StepUp/StepDown relevant?)
