Problem beim Aufbau meines BKWs mit Nulleinspeisung

Balkonkraftwerk Nulleinspeisung
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Hallo zusammen,

ich brauche mal eure Einschätzung zu einem Problem, das mir beim Aufbau meines BKWs mit Nulleinspeisung passiert ist.

Mein Setup:

  • PV-Module: Vorerst 2x 460W Panels in Serie geschaltet. (Geplant ist der finale Ausbau auf 4 Panels: noch 2 weitere in Serie, und dieser String dann parallel zu den ersten 2. Insgesamt also ein 2s2p-Aufbau).

  • Laderegler: EPEVER XTRA3415N-XDS2

  • Batterie: 2x Pylontech US2000C (48V)

  • Wechselrichter: Hoymiles HMS-800W-2T (soll aus der Batterie einspeisen, über Y-Kabel an beide DC-Eingänge des WR verteilt)

Der aktuelle Status (Was funktioniert): Der vordere Teil der Anlage läuft bereits fehlerfrei. Die Verbindung von den Panels zum Laderegler ist mit einem 20A Sicherungsautomaten abgesichert. Auch die Verbindung vom Laderegler zur Batterie funktioniert tadellos und die Batterie wird ganz normal geladen.

Was passiert ist (Das Problem mit dem Wechselrichter): Das Problem liegt bei mir ausschließlich auf der Seite des Wechselrichters. Am Anfang hatte ich einen 20A Sicherungsautomaten zwischen dem Pylontech-Speicher und dem Hoymiles eingebaut. Als ich diesen eingeschaltet habe, flog die Sicherung jedoch sofort raus. Daraufhin habe ich es mit einem direkten Anschluss an die laufende Batterie (ohne die Sicherung dazwischen) versucht. Beim Verbinden der MC4-Stecker gab es sofort einen lauten Knall, der eindeutig aus dem Inneren des Wechselrichters kam. Danach haben wir die Batterie sofort ausgeschaltet.

Ich gehe fest davon aus, dass der Wechselrichter durch diesen Vorfall jetzt leider komplett im hinüber ist.

Meine Fragen an euch:

  1. Kann mir eventuell jemand sagen, wo das Problem liegen könnte, oder habe ich an etwas Wichtiges nicht gedacht?

  2. Sollte mein beschriebener Schaltplan generell für eine Nulleinspeisung so funktionieren?

  3. Wird der Mikrowechselrichter bei so einem System eigentlich wirklich direkt an die Batterien angeschlossen, oder braucht man da zwingend noch etwas dazwischen?

  4. Kaufempfehlung: Da ich jetzt ohne Wechselrichter dastehe: Soll ich mir exakt den gleichen (HMS-800W-2T) noch einmal kaufen, oder würdet ihr für dieses spezielle Batterie-Setup ein anderes Modell empfehlen? Das Ganze muss zwingend als Balkonkraftwerk (BKW) nach dem aktuellen Solarpaket (max. 2000W Modulleistung, 800W Einspeiseleistung) laufen, ich brauche also zwingend einen passenden 800W Mikrowechselrichter.

Ich bin für jeden Ratschlag dankbar!

Viele Grüße
elecman

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Wechselrichter haben an ihrem Eingang für die PV-Module ziemlich große Kondensatoren.

D.h. wenn du plötzlich an ihren Eingang Spannung gibst, dann fließt im ersten Moment kurzzeitig ein ziemlich hoher Strom; ein großer und leerer Kondensator wirkt im ersten Moment wie ein Kurzschluss. Je voller er wird, desto höher wird seine eigenen Spannung, und desto mehr geht der Strom zurück, bis er Null wird, wenn der Kondensator auf die Eingangsspannung aufgeladen ist.

Deshalb löst deine 20A-Sicherung sofort aus, wenn du über sie den Wechselrichter an die Batterie schalten willst. Und deswegen gab es den lauten Knall, als du den Wechselrichter ohne Sicherung direkt an den Akku angeschlossen hattest.

Da du Pylontech-Akkus hast, gibt es eine einfache Lösung (*) - ansonsten müsstest du so vorgehen:

Die Lösung ist "vorladen". Wenn du den Wechselrichter an die Batterie schalten willst, dann lass zuerst die Sicherung aus, und überbrücke die Sicherung mit einem Ladewiderstand, z.B. 50 Ohm. Der begrenzt den Strom bei 50V auf 1A, das halten alle Geräte aus.

(Der Widerstand sollte aber ein Leistungswiderstand sein, denn im ersten Moment muss er 50 Watt verkraften. Da das aber nur für Sekundenbruchteile so viel ist, wird ein Widerstand der 10 Watt-Klasse reichen.)

(Viel einfacher ist es, wenn du statt eines Lastwiderstandes mit 50 Ohm oder mehr einfach eine alte Glühbirne verwendest. Die hält 220V aus, also deutlich mehr, als der Akku liefert, und begrenzt den Strom, der durch sie fließt, durch Erhitzung ihres Glühdrahtes selber.)

Egal, was du verwendest, ein paar Sekunden Überbrückung sollten reichen, und dann kannst du über Einschalten der Sicherung den Wechselrichter problemlos direkt mit dem Akku verbinden - denn jetzt sind seine Eingangskondensatoren ja vorgeladen.

(Falls du einen Überbrückungswiderstand verwendest, der deutlich höher als 50 Ohm liegt, z.B: bei mehreren Kiloohm, dann musst du dem Vorladen ein wenig mehr Zeit geben, vieleicht eine Minute?)

*: Zur einfachen Lösung bei Pylontechs:

Pylontechs haben einen eingebauten Softstart. D.h. sie schalten beim Einschalten nicht hart mit der vollen Spannung ein, sondern fahren mit einer kurzen Rampe auf die volle Akkuspannung hoch.

D.h. du schaltest deinen Akkupack aus, schließt den Wechselrichter an und schaltest seine Sicherung durch.
Danach schaltest du dein Pylontech-Pack ein.
Der Softstart begrenzt den Einschaltstrom für die Eingangskondensatoren auf verträgliche Werte, alles funktioniert.

Ich habe lange Zeit mit einer Kombi aus Pylontech US3000C und US5000 gearbeitet, da hat es prima funktioniert.

Inzwischen bin ich auf einen Felicity-Speicher umgestiegen, der dieses praktische Softstart-Feature leider nicht hat. Da habe ich mir mit dem Vorladen durch eine Glühbirne beholfen, und das hat auch gut funktioniert.

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PV Module zum Laderegler brauchst und kannst du nicht absichern da nie mehr Strom fließen kann als die Module leisten können. Deinen Sicherungsautomat kannst du allerdings zum trennen verwenden. Falls du nicht hast solltest du aber unbedingt die Verbindung vom Laderegler zum Akku absichern.

Wie wurde das ganze den angeschlossen? Ich meine wenn der Knall aus dem WR gekommen ist liegt die Wahrscheinlichkeit sehr nahe das es falsch verkabelt wurde. Diesen Fehler haben schon einige vor dir gemacht... In den MC4 Stecker am WR mit dem Minus Zeichen drauf muss auch Minus vom Akku angeschlossen werden. Es heißt nicht das wenn da eine MC4 Buchse mit einem Plus Zeichen drauf angesteckt wird, da auch Plus vom Akku angeschlossen wird sondern Minus.

Ansonsten hat alles weitere @forum2023 wunderbar beschrieben.

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Bilder sagen mehr als Worte, so gehört der Anschluß:

grafik
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Wenn der WR wirklich falsch angeschlossen war, dass ist wahrscheinlich drinnen eine Sicherung durchgebrannt. Manchmal gehen die wieder mit einer neuen Sicherung.

Nach dem Tauschen ist der WR meist nicht mehr wasserdicht, also nur noch für drinnen.

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Niemals direkt einschalten. Immer WR vorladen sonst gleich kaputt

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Eine kleine Schmelzsicherung verabschiedet sich nicht mit einem lauten Knall. Die Elektronik eines Mikrowechselrichter ist häufig mit einer Vergußmasse geschützt. Nur das Gehäuse aufschrauben wird vermutlich wenig bringen.

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Ein PV-Modul ist eine Stromquelle. Wenn der MPPT-Regler im Mikrowechselrichter einen höheren Strom ziehen will, geht die Spannung herunter, so findet er ja den optimalen Arbeitspunkt.

Ein Akku ist eine Spannungsquelle mit niedrigem Innenwiderstand. Ich bezweifle daher, dass eine direkte Verbindung zu einem Mikrowechselrichter ohne Strombegrenzung funktionieren wird.

Ich habe das mal mit einem Netzteil ausprobiert, das konnte allerdings nur 10 A liefern. Zunächst dauert es fast eine Minute, bis der Mikrowechselrichter sich mit der Netzfrequenz synchronisiert hat. Und dann dauert es mehrere Sekunden, bis der MPPT-Regler hochfährt. Ich hatte es mit einer Spannung von 20 - 25 V funktioniert, weil mich die untere Grenze des Wechselrichters interssiert hatte. Wie es aussieht, wenn man dem Wechselrichter gleich 48 V anbietet ...

Es gibt auch keine Elkos in einem Mikrowechselrichter, die so groß sind, dass hohe Ströme länger als einige Millisekunden fließen, das ist modernes Voodoo.

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Die Praxis vieler (und auch bei mir) zeigt, dass die direkte Verbindung gut und dauerhaft funktioniert.

An sich auch kein Wunder, denn wie viel Strom fließt, bestimmt der Innenwiderstand des Wechselrichters - egal, wie potent die Quelle ist.