Planung einer PV-Anlage mit Batteriespeicher

Hallo,

wir sind eine kleine Gemeinschaft und sarnieren eine Fabrikantenvilla großteils in Eigenleistung.
Nach den kürzlichen Strom- und Gaspreiserhöhungen haben wir uns gedanken über gegenmaßnamen gemacht und dabei bei meinen Recherchen auf dieses Forum und den Youtube Kanal von Andreas gestoßen.

Dieses Jahr wird unsere Heizungsanlage erneuert und wir bekommen eine Pellet-Scheitholz-Kombiheizung mit Solarthermie. Die 3000L Pufferspeicher werden Zusätzlich mit 3x6kW Heizpatronen ausgestattet.

Die exportierten Daten von PVGIS habe ich in Excel soweit aufbereitet das ich mit verschiedenen Batteriespeichern und Solarfeldgrößen die Auswirkungen auf Strompreis, Heizlast und mögliche Überschüsse visualisieren konnte.

Solarfeld und Batteriespeicher stehen sehr weit auseinander und weitere potentielle standorte für Solarzellen sind auch über 100m vom Haus entfernt wodurch das "private" Stromnetz auf dem Grundstück zur Verbindung aller Komponenten benutzt werden soll.

Im Ersten Schritt möchten wir ein 15kWp Solarfeld aufbauen und Dreiphasig einspeisen. 37 Stk. Solarzellen Maysun Solar 410 Wp - 40H - 12BB und einen Growatt Wechselrichter MID 15KTL3-X 3 phasig. Die zuleitung über 70m soll in 5x6qmm ausgeführt werden.
Im zweiten Schritt soll ein Batteriespeicher mit den Chinesischen LiFePo4 Zellen aufgebaut werden ca. 20kWh bei dem passenden Wechselrichter schwanke ich zwischen dem infinisolar 15kW oder Drei MultiPlus II 48/5000/70.
Das der Batteriespeicher auch ohne Netz als Notstrom arbeitet ist mir wichtig, auch das im Falle eines Netzausfalles der Batteriewechselrichter das Netz stellt und die Solarwechselrichter wieder einspeisen sollte möglich sein.
Im dritten Schritt soll das System mit einem Dieselaggregat 8-10kW erweitert werden.

Gibt es Empfehlungen bezüglich der angedachten Wechselrichter Vorteile und Nachteile.

Regelungstechnisch brauche ich Schnittstellen für Modbus RTU oder TCP.

Gruß

Dennis

Ich würde mir überlegen ob du nicht den WR beim Haus machst und die 70m mit Gleichstrom fährst. Gleichstrom hat an sich weniger Verlust als Wechselstrom beim Übertragen.
Einziges Thema ist dass du wohl das Kabel besser schützen soltest.

Hallo,
Ja das wäre auch eine Möglichkeit wobei ich die 37 Zellen 2 Strings aufteilen muss damit die Systemspannung nicht zu hoch ist. Dann muss ich schon 4 Kabel mit 70m verlegen. Der unterschied 550V und 17A (DC) zu 400 und 21A (AC) ist aber zu vernachlässigen da die Kabeltools bei 2% Spannungsverlust in beiden Fällen 6 qmm empfehlen.
Zusätzlich hätte ich mit der 400V Drehstromleitung schon die Möglichkeit mittem im Garten wieder Steckdosen zu setzen über einen Bauverteiler. Es soll ein Leerrohr DN100 KG Rohr verlegt werden wo die Kabel eingezogen werden

Ist es Richtig das es Probleme gibt oder gar unmöglich, mit dem infinisolar 15k eine Einspeisegenemigung zu bekommen ? Man weiß ja nicht was da in nächster Zeit kommt evtl lohnt es sich ja die option offen zu halten.

Bei 3x Multiplus II im 3 Phasenverbund ist auch nicht gleich alles kaputt wenn mal einer ausfällt.

Gruß

Dennis

Also wir haben jetzt folgende Komponenten bestellt:

1x Fronius Symo 15kW
37x Maysun Solar 410W Module (1 Palette als Mindestbestellmenge)
3x Victron Energie MultiPlus II für den Dreiphasenbetrieb
1x Victron Energie Cerbo GX
2x 16Zellen +4 Reservezellen 230Ah EVE von gobelpower.com bestellt über Aliexpress (Shenzhen Good Leader Technology Co., Ltd.)
2x JKBMS 200A gab es auch bei gobelpower.com und konnten direkt mitbestellt werden.

Jetzt muss ich noch nach einer Lösung suchen das BMS in die Victron welt zu verbinden. eine Idee ist es mit einem Arduino mit Modbus RTU das BMS auslesen und die Werte in den CAN Bus zu schreiben.
Hat da schonmal jemand was ähnliches gemacht? Zur not gibt es ja ein BMS von Virctron energie.

Gruß

Dennis

Hallo,
Gestern sind die Solarzellen geliefert worden JUHU.
Da ich nun auf meine restlichen Komponenten warte, habe ich etwas Zeit mich mit der BMS Thematik auseinander zu setzen.

Ich habe etwas Recherchiert und mir von Gobelpower die Dokumentation der CAN und RS485 Schnittstelle geben lassen.
Es ist so das die RS485 Schnittstelle nur für die Serielle Kommunikation missbraucht wird (Es wird kein Modbus RTU unterstützt) und man keine adresse für BMS 1 und BMS 2 usw. vergeben kann.
Es wird ein eigenes Protokoll verwendet was bei bestimmten anfragen Bestimmte werte ausgiebt die dann entsprechend interpretiert werden müssen-

Der Vorteil von Modbus über RS485 wäre die adressierung von Teilnehmern so das an einem bus mehrere Teilnehmer unter unterschiedlichen ID's angesprochen werden können. Aber leider ist kein Modbus an der Schnittstelle verfügbar.

Hier muss für jedes BMS eine eigene RS485 Schnittstelle verwendet werden über die nur zu einem BMS gesprochen werden kann.

Das gleiche Problem hat auch die CAN Schnittstelle, auch hier werden in jedem BMS die gleichen CAN ID's verwendet so das eine zuordnung der Daten zum jeweiligen BMS nicht möglich ist, wenn diese auf einer Busleitung senden würden.
Zusätzlich verwendet das BMS nicht die CAN ID's die die Geräte von Victron Energie benötigt.

Meine angedachte Lösung ist nun ein Adpaterplatine für einen Arduino Mega. Auf diese kann ein Arduino Ethernet Shield gesteckt werden um die Daten später über Modbus TCP zur Verfügung zu stellen.
Zusätzlich werde ich 5 Steckplätze für RS485 und CAN Shields vorsehen (Jeder der 5 Steckplätze kann mit einem RS485 ODER MCP2515 CAN Shield bestückt werden) so ist es Möglich mit 4 BMS zu kommunizieren (RS485 oder CAN) und über eine CAN Schnittstelle mit dem Victron Energie oder über RS485 zu einem anderen Gerät das sowas benötigen könnte. Ich sehe erstmal beides vor, so dass diese Platine etwas universeller in ihrer Verwendung bleibt.

Ein weiteres Problem ist das Victron Energie nur Werte eines einzelnen BMS verarbeiten kann.
Es muss also entschieden werden ob die Daten aller BMS gemittelt werden oder nur das vollste bzw. schwächste Akkupack seine Daten übermittelt oder ein sinvoller misch-masch aus allen BMS.

Ich habe die Platine bereits in KiCad Vorbereitet, werde aber noch auf die Shields warten um die Maße zu prüfen bevor ich die Platinen fertigen lasse.

Evtl hat ja jemand einen Lösungsansatz zur Sinnvollen aufbereitung der BMS Daten für das Victron.

LG Dennis

Die LiFePo4 Zellen sollen in einen Rittal Schaltschrank eingebaut werden. Dieser ist aus 1,5mm Starken Stahlblech und hat somit eine guten Mechanischen schutz und einen guten Feuerschutz. Über eine Schaltschrankheizung ist es Möglich bei bedarf die Zellen auch zu beheizen. Mein Schrank ist einer der Am Boden Steht es ist aber auch gut möglich einen Hängenden Schaltschrank zu Verwenden.
Ich habe im Schrank platz für 4 x 16 Zellen mit 230Ah (52mm Zellenstärke) werde vorerst aber nur 2 Packs einbauen.
Dafür habe ich bei meinem Nachbarn in der Firma Winkelbleche Anfertigen lassen, diese Können mit der Rückwand verschraubt werden und untereinander mit Gewindestangen.
Diese Gewindestangen dienen auch dazu die Zellen zu Pressen. Zwischen die Akkus und unter die Akkus kommen ABS Kunststoffplatten mit 1mm stärke.
Über die unteren Gewindestangen kommt ein Bodenblech auf denen die Zellen Stehen können, dass erleichetert auch die Montage.

Wenn meine Platine Fertig ist kann ich über Modbus TCP-IP die BMS Daten vom Arduino auslesen. Daher verbaue ich ein Siemens KP300 in der Schaltschranktür, habe dieses noch liegen und keine weitere Verwendung dafür. Dieses Kann sich mit dem Arduino verbinden und die Daten der Zellen Visualisieren.

Habe heute die Versandbestätigung der LiFePo4 Zellen bekommen.

Gruß

Dennis

21053=4014-Bodenblech.pdf|attachment (40 KB)

21053=4015-Speicherbank.pdf|attachment (46 KB)

21053=4016-Winkelblech.pdf|attachment (40.5 KB)

3x Victron Energie MultiPlus II für den Dreiphasenbetrieb
Welche hast Du genau für die 37 Panel genommen?

Hallo, Die Victron Energie Wechselrichter sind für die Batterien, für das Solarfeld habe ich einen Fronius symo 15 gekauft.

Gruß Dennis

Hallo, Die Victron Energie Wechselrichter sind für die Batterien, für das Solarfeld habe ich einen Fronius symo 15 gekauft.

Gruß Dennis
Danke für die Antwort.

Ich formuliere meine Frage anders: welche Dimensinierung der drei hast Du für Deine Batterie gewählt.

Es scheint ich habe die Funktionsweise des MP II noch nicht so recht kappiert. Dachte jetzt eine Batterie und (nur) ein MP II der dann über den EM24 so die Batterie regelt, dass am Ende hinter dem EM24 plus minus null rauskommen soll!?

Edit: das meinte ich "Mit Hilfe der Funktion "Phasenkompensation" ist es möglich, dass der einphasige Multiplus in einem Dreiphasensystem unterschiedliche Phasen rechnerisch kompensiert."

Warum dann drei MP?

Hallo BarFly,

Bei der Phasenkompensation ist es ja so wenn auf L2 2000W aus dem Netz bezogen werden kann der Multiplus II auf L1 2000W Ins Netz einspeisen somit ist Die Summe der Leistung 0 obwohl der Multiplus nicht den Verbraucher an L2 direkt speisen kann, Zählt der Stromzähler keinen Verbrauch.

Das Haus ist sehr groß und hat viele Nebengebäude und Werkstätten, daher wolte ich eine Höhere Leistung. Daher ist die Wahl auf drei 5000W Multiplus II gefallen und diese dann über die Drei Phasen aufzuteilen.

Ein Weiterer Vorteil ist, dass die Multiplus II für 50A Leistung ausgelegt sind. (Von Input zu Output) So haben wir die Hauptsicherung auf 3x50A ausgelegt und das ganze haus ist quasi Notstromfähig. Kurzfristig können die Multiplus II 9000W Pro Phase abgeben wodurch auch hohe Anlaufströme von Maschinen Abgepuffert werden können. Hierbei ist natürlich zu beachten das die BMS bei 200A pro 48V LiFePo4 Akku abschalten würden. 9000W x 3 = 27kW / 48V = 562A (möglich wären aber nur 400A bei 2p16s)

Da unsere Warmwasserversorgung nicht mit Durchlauferhitzern gemacht wird ist sollten die Leistungen von 5000W pro Phase meistens ausreichend sein.

Ein weiteres Projekt ist ein BHKW mit einem 12kW Motor so das im Notstromfall nocheinmal 12kW Leistung in System eingebracht werden können.

Der Fronius Wechselrichter 15kW kann über eine Frequenzverschiebung zur Drosselungs seiner Leistung gezwungen werden. Das wird im Inselbetrieb benötigt wenn Die Solarleistung größer ist als der Eigenverbrauch + die Ladeleistung der Multiplus II (70A pro Gerät 3x70A*48V=10,08kW) oder die Batterien voll sind. Dort haben Victron Energie und Fronius iregendeine Kooperation so das Beide Geräte aufeinander angepasst werden können.

Gruß

Dennis