Brainstorming DCDC-Wandler 53V -> 48V

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Meine Solaranlage samt Akkus ist "gewachsen", d.h. es ist nicht alles aus einem Guss:

  • Anlage alt: 5 kWp laden einen 11 kWh LTO-Akku, an dem hängt ein MP2 5000, der alle Verbraucher versorgt.
  • Anlage neu: weitere 5,5 kWp laden einen 32 kWh LiFePo-Akku, an dem kein Wechselrichter hängt, stattdessen puffert ein Victron Orion TR-Smart DCDC-Wandler bei Bedarf mit 380W vom LiFePo-Akku zum LTO-Akku.

Weil ich natürlich die beiden Akkus nicht parallelschalten kann, kann ich auf diese Weise den Ertrag beider Anlagen nutzen und alles funktioniert wie es soll. Schön am Victron DCDC-Wandler ist, dass ich ausgangsseitig eine einstellbare CCCV-Ladekennlinie einstellen kann, und eingangsseitig eine Unterspannungsabschaltung einstellen kann, d.h. ich brauche mich um nichts kümmern und seit 3 Monaten funktioniert alles bestens.

Nachteil: das Victron-Teil kann nur 380W und hat laut Datenblatt nur (?) 89% Wirkungsgrad, es wird also gut handwarm. Wenn die 89% stimmen, wären es rund 42W Verlustleistung.

Meine Idee:
Wenn ich mir die Laderegelung selbst baue, hätte ich die Wahl zwischem einem Linearregler und einem getakteten DCDC-Regler. Ziel: mehr Leistung als 380W, und möglichst weniger Verluste.

Eingangsspannung 53V (=LiFePo-Akku), Ausgangsspannung 48V (=LTO-Akku).

Ein linearer Regler hätte, wenn er die 5V Differenz verheizt, dieselbe Verlustleistung wie das Victronteil, also 5V*8A=40W. Ich hätte zwar verschiedene Ideen mit Lowdrop-Reglern (z.B. LT1083), aber weil die Differenzspannung ja nur verheizt wird, wäre ein getakteter Regler ja schon interessanter.

getaktete DCDC-Wandler: ich habe viel gesucht, aber eine generelle Schwäche einfacher DCDC-Wandler scheint zu sein, wenn wie hier Eingangsspannung und Ausgangsspannung zu nahe beieinander liegen. Bei vielen billigen DCDC-Wandlern liegt das dann außerhalb der Spezifikation.

Ich bin kein Elektroniker, kann mir also keine eigene DCDC-Schaltung entwickeln, sondern bin mehr oder weniger auf fertige DCDC-Module angewiesen. Kann da einer von euch was empfehlen, was mit geringen Differenzspannungen klarkommt und einen guten Wirkungsgrad bietet und mehr als 10A Strom?

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Da kommt nur ein bidirektioanler DC-DC Wandler in Frage. Dieser hört sich schon mal gut an. Man kann auch mit Modulwechselrichtern experimentieren, die parallel zum Mp 5000 arbeiten.

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Danke, das schaut von den elektrischen Werten gut aus (97% Wirkungsgrad und ziemlich leistungsfähig). Muß mal schauen, ob der Preis im typischen Industriebereich angesiedelt ist oder im erschwinglichen Bereich. Und dann müsste ich wohl noch eine Strombegrenzung dahinter einschleifen, dann hätte ich eine CCCV Kennlinie. Und ich müsste die Konfiguration über CAN hinbekommen.
Erst mal nach dem Preis fragen, vielleicht erübrigen sich ja dann die weiteren Fragen :wink:

Und der DDL3050-48 scheint auch in Frage zu kommen, 2V Dropout, nur ein-direktional, und analog ansteuerbar.

Auf jeden Fall danke für den Link!

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Wie sehen die Spannungen aus, wenn Du den LiFePo-Akku auf 15s reduzierst? Könntest Du dann einfach parallel schalten?

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Gute Idee, die hatte ich sogar schon mal, bevor ich den 16s-LiFePo Akku gebaut hatte. Und dann war sie wieder in Vergessenheit geraten. Aber das Spannungsdiagramm über SOC habe ich noch parat:

grafik
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D.h. bei einem 15s LiFePo-Akku würde ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung reichen, um von LiFePo zu LTO zu laden. Schön einfach :slight_smile: Fehlt dann noch ein Tiefentladeschutz für den LiFePo-Akku, den sollte ich aber im DIY hinbekommen.

Ob ich allerdings den 16s-Akku auf 15s kastrieren will? Eher nicht. Meine Überlegung/Anfrage hier ging eher in die Richtung, was es für Alternativen zum Victron DCDC-Booster geben könnte, aber da der ja schon die Unterspannungsabschaltung auf Eingangsseite und die CCCV-Kennlinie auf Ausgangsseite integriert hat, ist es vermutlich schwer, einen Ersatz zu finden.

Der DDL3050-48 aus Post 3 würde übrigens ca. 750€ kosten. Das ist sicher ein gutes Teil, aber für so ein Bastelprojekt ist mir das zu viel.

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Oder einfach parallel klemmen und auf 30% der Kapazität des LTO Akkus verzichten. Noch einfacher, und sind ja nur 3,3kWh. Okay, und wegen 15s Umbau nochmal 2kWh weniger bei den LiFePo Blöcken. Die Investitionskosten halten sich dafür sehr im Rahmen :slight_smile:

Die aktuelle Lösung mit dem Orion ist aber technisch reizvoller.

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Bei mir laufen LTO und LFP im 12V System parallel. Natürlich wird LTO nicht voll genutzt.

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Hast du mal überlegt erst auf der 230V AC Ebene den Ausgleich zu machen? Dann reichen dir zB ein 2000 Watt Mikrowechselrichter. Der wird vom 16S gespeist, geschaltet oder geregelt vom Cerbo oder Shellys. Hohe Wirkungsgrade und höhere Leistung aber auch nur unidirektional... Der MP2 kann ja auch in den 15S einlagern....

sonnige Grüße

mobilsolar

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Ich habe es bisher nur ganz am Rande überlegt.
Sowohl das LTO-System als auch das LFP-System haben einen eigenen Cerbo. Später, wenn wir mal irgendwann ein E-Auto besitzen, wird das LFP-System auch einen Wechselrichter bekommen ("später" ist bei guter Rostvorsorge vielleicht in 5-10 Jahren, mit Pech ala Unfall oder größeren Schäden auch früher). Dann könnten beide Systeme unabhängig voneinander, ohne voneinander zu wissen, jeweils ein ESS aufbauen. In der Hoffnung, dass sich die Regelung nicht aufschwingt.

Mit geregelt einspeisenden Mikrowechselrichtern habe ich keine guten Erfahrungen, wenn sie sich neben einem geregelten Multiplus befinden. Alleine für sich konnte der Mikrowechselrichter oder der Multiplus gut regeln, aber nicht zusammen.

Zwischenfazit:
Wahrscheinlich ist das Ziel des Threads erreicht, einfach mal darüber gesprochen zu haben und zu erkennen, dass man ein funktionierendes System aktuell wahrscheinlich doch einfach so lässt, wie es ist, auch wenn ab und zu der Basteltrieb aufkommt. Aber der lässt sich auch auf andere Baustellen umlenken...

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ich würde im 1. schritt alles auf die grössere batterie hängen und dann schauen, ob lto integriert wird oder ggf ne andere lösung sinnvoller ist (gartenhaus garage irgendwas mit kleinem wr)

oder den lto als anhängsel dazuhängen

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habe selbes ungelöstes Problem nur größer an meiner Insel.

Hab ca 200kWh 14S LFP (42-47.5V = 3.0-3.39V/cell) als Referenz Speicher (0-100% SOC ca.)
Dazu parallel 150kWh Li-Ion 12S aus eAuto modulen (=3.5-3.95V/cell) -> kann man 50% SOC nutzen.
Dann noch paar kWh 13S Li-Ion und 1.5kWh 18S LTO (20% nutzbar).

Es ist leider der technische Aufwand hoch die Li-Ion mittels gesteuertem DC/DC Wandler getrennt anzubinden, der DC/DC müsste hohe Ströme können, billig sein und ausfallsicher bzw. sicher überhaupt sein (kein plötzliches Überladen).

Gedanklich wäre es noch effizienter über "Rekonfigurierbare Batterie oder Software-definierte Batterie" wo jede Zelle 2 schalter hat und du deinen Zellhaufen intelligent stacken kannst. Wird wohl noch dauern bis sowas bezahlbar kaufbar ist. Daweil kauf ich Module aus eAkkus wenn die nicht mehr als 30€/kWh kosten und schließe die einfach parallel.

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Ich habe ein 24V System und ein 48V System im Einsatz. Ist historisch begründet...

Beide sind Victron basiert mit eigenem Cerbo und das 24V System hat einen Victron Shunt. Das 48V System nutzt einen MP2.

PV Leistung ist auch getrennt, einige kWp gehen in das 48V System, einige kWp in das 24V System. Etwa 11 kleine MPPTs von Victron sind im Einsatz. Maximal 2s2p sonst 2s. Liegt am Schattengang...

Das 24V System dient grundsätzlich zum Laden des EV. Außerdem kann ich manuell über zwei Lastausgänge zweier MPPTs zwei 24V 120 A Relais schalten, die 24V auf mehrere Mikrowechselrichter - Eingänge schalten können. So kann ich manuell bei Bedarf aus dem 24V System ins 48V System über die AC Seite - und nur diese AC Seite haben die beiden Systeme gemeinsam - in Stufen bis zu 2kW umlagern.

Funktioniert seit Jahren hervorragend.

Sonnige Grüße

mobilsolar

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Ich glaube, bei dem Multikultispannungsakkuwildwuchs, das wir hier haben, würden einigen Leuten die Haare zu Berge stehen :slight_smile:

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