Fertig: Mein Akkumonster mit 56 kWH

[maba]

Hallo,

hier nun das 'Finale' meines Projektes:

- 15 Packs mit je 364 Zellen (bezgl. 2*15 mit je 182 Zellen - das ist besser handhabbar)
- 56 kWH Kapazität (von 2.7 volt bis 4.15 Volt gemessen).
- 5460 x 18650iger Zellen mit durchschnittlich 2,8 Ah Kapazität
- Kostenaufwand ohne Zellen (die haben nichts gekostet außer viel Zeit): ca. 5000 Euro.
Wechselrichter: 2600,- BMS: 1000,- Halterungen: 400,- und viele Kleinteile

Sicherheitsmaßnahmen:
- Alle Zellen mit 0,16 mm cu draht am + Pol als Schmelzsicherung gelötet. Auslösung bei ca. 6 und später bei ca. 14 A. (ja - es sind 2 Drähte und es ist Absicht...)
- Jedes Pack zu 50% mit Zellen gefüllt / Glaswolle gefüllt.
- Die Packs sind mit einer nicht brennbaren Fermacell-Platte von einander getrennt. (wird noch installiert)
- Jede Zelle wurde 2x durchgemessen mit einem abstand von 1 Monat
- Zellen mit mehr als 0,02 volt-abfall wurde entsorgt.
- Zellen mit mehr als 70 mOhm wurde entsorgt.
- Zellen mit mehr als 20% (mOhm) differenz zu den Zellen des gleichen Herstellers/Produktes wurden entsorgt.
- Zellen wurde mit einer Infarot-kamera kontrolliert. Bei Auffälligkeiten (Wärme während der 1 monatigen Lagerung) wurden entsorgt.
- Zellen mit jeglichem optischen Mangel (Rost, Abschürfungen, ... ) wurden entsorgt
- Alle Zell-Reihen sind sind mit 1,5 qmm angeschlossen
- Jede Busbar des Packs sin 35 qmm
- Smarter Rauch und Brandmelder im Akku-Gehäuse
- Wasserdichtes Gehäuse, Aufstellort vor dem Haus/Stellplatz


Das Gesamtsystem besteht aus einem
- PV-anlage: 20 kwPeak (50% Ost, 50% West, 35 Grad Dach, ertrag ca. 20 MW / Jahr)
Im Frühling/Sommer/Herbst:
- Batrium BMS (Watchmon-Core)
- SMA Sunny Island 6
- Monster-Akku
Im Winter:
- Tesla Powerwall mit 14,5 kwh (Der Akku ist im Keller und ist damit 'warm'. Im Winter schaffe ich es eh nicht die 14,5 kwH täglih geladen zu bekommen). Die Powerwall war bereits im Bestand vor diesem Projekt.

Hier nun einige Eindrücke in Bildern:

Das Monster

Das Gehäuse (Selbstgeschweisst, TIG, 3mm Stahl) auf einem 170 x 30 x 30 cm Stahl-Betonsockel

Die Zellsicherungen

Ein Pack von 30:

Beim Befüllen der Packs aufgrund der Excel-Liste mit den 'besten' Zellen:

Eine defekte Zelle als Beispiel:

[maba]

Das Fundament:

Die Akkus in Summe: ca. 7500 Zellen

[maba]

Das Zusammenstellen der Halterungen - 900 Stück !

[maba]

Probehängen der Halterungen:

(die grünen Halter sind 3D gedruckt, diese Zellen waren bereits aussortiert)
(dieses Probehängen wurde leider sehr hastig gemacht - der PVC-Kleber war noch nicht komplett trocken - siehe den Versatz unten im Bild)

Die Lade/Teststation:

Die selbstgedruckten Halterungen ...

[maba]

Brandschutzversuch:

Zellpack angezündet, erste Reihe direkt beflammt.

Die erste Reihe ist "detoniert" !

Das Ergebnis: Die zweite mit Glasswolle geschützte Reihe hat unbeschadet überlebt:

[maba]

Die akkus ...... (es waren noch viel, viel mehr ... )

[voltmeter]

krass :thumbup:

[crazygo62]

@Maba
Hut ab, super durchdacht, die Aufhäner, Geile Idee, der Schrank draußen, besser geht es nicht mehr, denke da ist viel Hirnschmalz rein geflossen.

Super gemacht, gefällt mir, echt T O P

MFG Uwe

[klamm]

Wie sieht echt top aus.
Hätte gedacht der große Speicher ist für den Winter und der kleine für den Sommer.

Hast du die Akkus aus diversen Quellen oder einer großen? Kommst du da noch dran? Meine 3 Quellen sind mir zu langsam.

[hofpils]

ja, hammer teil. respekt.

[stok3r]

So sieht DIY aus, krasse PW :shock: :thumbup: . Hast du Überblick wieviel Stunden da rein gelaufen sind?

[maba]

Hast du Überblick wieviel Stunden da rein gelaufen sind?

Nein.

Ich habe so ab dem 10.2021 begonnen Akkus zu sammeln. Dank Corona und Homeoffice ist das 'testen' der ca. 7500 Zellen nebenher gegangen - ist ja nach einigen Stunden nur das wechseln der Akkus und das eintragen
in eine Excel gewesen - das geht sehr gut in kurzen Arbeitspausen (die ich habe). In Summe wahnsinng viel Zeit aber 'nebenher' über Monate quasi keine "merkbare" Zeit mehr...

Die Halterungen wurden 'über Nacht' vom 3D Drucker gedruckt - kein Aufwand

Was an einem Stück (merkbar) wirklich viel Aufwand war:

- Sortieren in die Halterungen - Mit ca.5 Akkus in der Hand von der Akku-Kiste zu den Halterungen laufen und dort verteilen. Bedeutet ca. 1000 x hin und herlaufen
- Das löten der 15.240 Lötpunkte
- Das schlachten der eBike-Akkkus. Das geht ganz schön auf das Handgelenk, da ich die Stripes mit einer Drehbewegung einer Zange wegziehe.
- Das 'Strippen' der cu-Kabel (1,5 qmm vom Mantel befreien)
- Das Zusammenkleben der 900 Zellhalter - ich hatte leider welche ohne Verbindungszapfen bestellt :(

Aber: Meine besser Hälfte ist glücklich - endlich mal ein Projekt welches nicht staubt :lol:

Gruss Martin

[maba]

Hätte gedacht der große Speicher ist für den Winter und der kleine für den Sommer.

Im Winter würde es eben keinen Sinn machen da ich da nicht einmal die 14,5 der Telsa vollbekomme. Zumal ich damit das Problem des laden/entladens bei "größer" Kälte vermeide.
Leider ist mein Dach mit PV quasi bereits voll bestückt ... ich bin ein Typ der immer auf "max" geht :) Tim Taylor, (Tooltime, Der Heimwerkerkönig) lässt grüssen :D Ich denke ich nenne mein AkkuPack: Binford AkkuMaster 5000 :D :D :lol:

Hast du die Akkus aus diversen Quellen oder einer großen? Kommst du da noch dran? Meine 3 Quellen sind mir zu langsam. :angel:

Das waren einige Glückstreffer - einer hatte über Jahre die Ebike Akkus gesammelt und im Keller gestapelt. Zwei Kontakte habe ich bereits weitergegeben
(in diesem Forum) da ich nicht möchte, dass diese Firmen mit anfragen "überhäuft" werden.... sorry.

Gruss Martin

[maba]

Hier die Vorlagen für die Halterungen - Viel Spass wenn Ihr die auch hängen wollt:

STL & OpenSCAT Vorlagen:

11615=2641-pack_holder.zip|attachment (3.69 KB)

Halterung:

30059=5434-pack_holder.zip|attachment (3.69 KB)

[gerhard75]

Respekt !!!!

[gebrauchter-strom]

sau geil Mann!
Du hast echte Maker-Qualitäten.
Durchhaltevermögen, Wissen, Erfahrung und Geschick sieht man hier.
Riesengroßen Respekt!

[demaggus]

Hi,

auf jeden Fall saubere Arbeit! Hut ab!

Kurze Frage hätte ich:
Wie kamst du auf die Dimensionierung der einzelnen Packs?

Wieviele Einzelzellen zusammen und warum?
Wieviele Packs und die resultierende Gesamtspannung?
15 * 3,7 V (nominal Spannung)?

Die Dimensionierung des "Sicherungsdrahts" und die beidseitige Montage.

Klingt alles solide!

Wie immer ist alles Abwägungssache, aber vielleicht sind andere Argumente wichtiger, wenn man kleiner gehen möchte.
zb. weiterhin 15 Packs aber weniger Zellen pro Pack?

usw.

[maba]

Vielleicht etwas Info vorweg ....

Habe hier 22 KWPeak Solar auf dem Dach und eine Tesla Powerwall 2 (14,5 kwh) im Keller - bei ca. 9-10 MW im Jahr verbrauch! D.h. mein Haus konsumiert so 26 kw / Tag - was pervers viel ist (ohne Heizung).
D.h. ich schaffe es quasi jeden Tag den Akku voll und leerzumachen. Bei diesem Tempo wird meine Powerwall bald hinüber sein....

Im November und Februar habe ich leider zu wenig Akkukapazität, da die Sonne zu spät aufgeht bzw. zu früh weggeht - d.h. ich brauche so ca. 3-4 kwh mehr Akkukapazität um Selbstversorger zu sein. Im Dez/Januar reicht nicht einmal die PV um den Akku ansatzweise zu laden, da bereits alles "Tagesüber" konsumiert wird.
Mein erster Gedanke war daher - ich brauche weitere 3-4 kwh Akku - was sich aber leider nicht so einfach realisieren lässt. Der zweite Gedanke war, dass wenn ich einen Akku dazustelle ich auch 1-2 schlechte Regentage überbrücken möchte und der dritte Gedanke war dann, dass ich - wenn mal die e-Autos hier stehen werden diese auch laden können möchte wenn die Tagsüber nicht an der PV sein können. Abgesehen davon kommt hier demnächst eine Hybrid-Wärmepunke (Gas + WP-Luft/Wasser) an den start...

Wie kamst du auf die Dimensionierung der einzelnen Packs?

Ich hatte die Zell-Halterungen in CN (Alibaba) gekauft - dort war die Mindestbestellmenge 1000 Stück (4x5) für ca. 300,-. Das war mit Transport noch immer günstiger als andere Angebote bei aliExpress/eBay/... bei
wesentlich weniger Elementen. Von daher hatte ich jedes mögliche "Format" mit einem vielfachen von 4x5.

Wieviele Einzelzellen zusammen und warum?
Wieviele Packs und die resultierende Gesamtspannung?
15 * 3,7 V (nominal Spannung)?

Es ist ein System mit 15 seriellen Einheiten (S15P364) . Warum 15? Weil dies in dem Spannungsbereich meines SMA Island 6 liegt - der kann bis hoch zu 63 Volt (15 x 4,2 volt). Jede serielle Einheit besteht aus 2 Packs die parallel geschaltet sind.
Jedes Pack hat 182 Zellen - die Aufteilung erfolgte deshalb damit die Packs noch 'handlebar' bleiben und selbst nicht so viel Gewicht tragen müssen - Merke: Das gesammte Gewicht hängt ja an den obersten Zellhaltern... Daher habe ich die 15 seriellen Einheiten aufgetrennt in jeweils 2 Stück.

Die Anzahl der Zellen ergab sich dann fast automatisch: unten/oben/links/rechts jeweils voll gefüllte (randreihe) und in der Mitte jeweils 50% gefüllt unter Verwendung möglichst vieler 4x5 Halterungen

Die Dimensionierung des "Sicherungsdrahts" und die beidseitige Montage.

zuerst hatte ich die Idee das einseitig zu machen. Bei meinen Test glühte der cu bei ca. 7 A durch - bei 1 cm länge. Nun habe ich jedoch festgestellt, dass wenn ich den Pack etwas blöd seitlich anfasse - und das macht man leider ganz ungewusst - dass man ab und zu einen draht verletzt/unterbricht da dieser 'gespannt' ist und dies auch nicht immer merkt. Deshalb habe ich den zweiten Draht jeweils darangelassen der durch den lötvorgang eh befestigt wurde. D.h. ich habe etwas weniger Verlust durch den Drahtwiderstand und werden nun zwischen 7..14 A auslösen - was immer noch reicht im Problemfall. Der Draht sind übrigens 0,16 mm cu.

zb. weiterhin 15 Packs aber weniger Zellen pro Pack?

Das hängt von deiner Umgebenden Technik ab. Was kann der (Akku)-Wechselrichter an DC Spannung min/max und was ist deine min/max Spannung je Zelltechnologie (LiIon/LiFeO2). Das ist das wichtigste Kriterium bei der Frage wieviel Packs seriell. Wie fett dann der einzelne Pack sein soll hängt auch mit der Frage zusammen wie stark man die einzellne Zelle belasten möchte und wie viel der Wechselrichter leisten kann. Wenn man 6 kw leistung hat bei
LiIon - dann sind das bei 15 seriellen Einheiten zwiwchen 95..133 A belastung pro Pack. Also verteilen Sich diese max 133 A auf deine Busbars und Zellen.... Wenn Du also eine Zelle mit maximal 0,5 A belasten willst bedeutet dies bereits eine summe von 266 Zellen. Bei meiner Auslegung belaste ich die Zellen ledigleich mit 0,36 A - was die mir sicherlich mit einer hohen Lebensdauer danken werden.

Des weiteren ist es natürlich eine:

- Frage des Geldbeutels
- Frage des organisierens von Zellen
- Frage des Faktors des persönlichen Wahnsinns :)


Gruss Martin

[paddy72]

Tolles Projekt, handwerklich sehr sauber und auch noch optisch ansprechend (außen alles gleichfarbige Zellen!)
Dein täglicher Verbrauch scheint wirklich sehr hoch - woran liegt das? Hast Du eine Wärmepumpe laufen?

Mit dem Sammeln hattest Du wirklich viel Glück (und/oder Fleiß) - bin schon Jahre dabei und habe wohl knapp 1000 Zellen bisher.
Viele meiner Quellen sind inzwischen versiegt - "dürfen nichts mehr rausgeben".

[shadowblues]

Super Projekt, Gratulation.

Bei mir haperts am Sammeln der Zellen ..