Sonnenenergie mit DIY in Köln

Hallo zusammen aus Köln,
Ich bin Lukas, habe Elektrotechnik studiert und arbeite im Bereich der Satellitenkommunikation. Ursprünglich habe ich im Studium Hardwareentwicklung betrieben und hatte viel mit FPGAs, Entwurf von Platinen usw. zu tun. Zurzeit bin ich aber dienstlich mehr mit Stromverteilungen, Auslegung von Kabeln und alles rund um den Bau von Satellitenantennen beschäftigt.

Ich wohne mit meiner Familie in einem Reihenmittelhaus mit der Ausrichtung Nord-Süd mit 9° Abweichung aus Süd Richtung Osten. Das Haus haben meine Frau und ich letztes Jahr übernommen und komplett Kernsaniert. Dabei ist die komplette Elektroverteilung neu gekommen und die alte Gasheizung gegen eine Holzpelletheizung ausgetauscht worden. Auf dem Dach habe wir 10 m² Vakuumröhrenkollektoren (Solarthermie) von Paradigma für Warmwasser und Teilsolares heizen installieren lassen. Eigentlich wollte ich früher immer PV statt Solarthermie haben, aber wegen den guten Förderungen hatten meine Frau und ich uns dazu entschieden eine Pelletheizung mit Kollektoren auf dem Dach zu haben.

Doch letztes Jahr im Herbst, habe ich uns 3 PV-Panels mit je ~400 Watt und drei BW-MI301 Microwechselrichter von Bosswerk gekauft. Dieses Jahr im Januar und Februar habe ich diese an die Wand gehangen und in Betrieb genommen. Die Panels hängen senkrecht auf der Südwand und sind alle drei auf einer Phase angeschlossen. Die Feuchtraumdose zum Zusammenschluss der Wechselrichter hängt regengeschützt im Lichtschacht an der Wand, wo es dann auf die (Zu-)Leitung geht. Die Leitung geht direkt zu der provisorischen Hauptverteilung im Keller und hat einen eigenen LS. Somit bin ich dem Fall aus dem Weg gegangen, dass eine Leitung im Haus durch zusätzliche Einspeisung durch die PV-Anlage überlastet werden könnte. Provisorisch Hauptverteilung heißt: Hauptanschlusskasten -> Ferraris-Zähler -> Baustromverteiler mit RCD (FI) -> CEE 32A Dose -> Hutschiene mit reichlich Automaten. Bis die endgültige Hauptverteilung steht, haben wir noch weiterhin den alten Zähler, der zurzeit auch gerne mal rückwärts dreht :wink:. Zur Messung des Netzbezugs benutze ich einen Shelly 3 EM und reichlich weitere Shellys um Lasten zu messen und zu schalten. Auch das gesamte Licht läuft über Shellys. Die Messdaten laufen dann über MQTT und Node-RED in unsere InfluxDB Datenbank. Somit können wir seit gut 3 Monaten Verbrauchsdaten und Erzeugungsdaten sehen und analysieren.


Das War es zum Satus Quo.
Nun geht es um die Planung für die Belegung des Dachs. Dabei soll die Südseite, aber auch die Nordseite belegt werden. Da unser Dach ungefähr 30-35° Neigung hat, sehe ich die Belegung der Nordseite als sinnvoll an. Immer nach dem Motto: Besser mehr machen und was Gutes für die Umwelt tun. Wegen Brandschutz werde ich auf Glas-Glas-Module setzen, da ich sonst zu viel Fläche nicht belegen darf. Nach ersten Abschätzungen, passen noch rund 2 kWp auf die Südseite und 2,4 kWp auf die Nordseite. Ob später noch auf das dann vorhandene Gartenhaus auch nochmal PV kommt, ist noch offen.

Auf Ideensammlung und einigen Abenden auf YouTube bin ich auf dieses Forum gestoßen. Ich bin begeistert von dem YouTube Kanal von Andreas und Jens von „@Meine Energiewende“ sowie diesem Forum. Dadurch bin ich wieder motiviert worden, einen eigenen Akku aufzubauen bzw. alte Akkus umzubauen. Vorher wollte ich entweder keinen oder einen fertigen kaufen. Ich habe früher im Studium bei einem Formula Student Team, Akkus für einen Elektroflitzer mitgebaut und auch einiges mit Akkus erlebt. Leider kann ich auch sagen, was passiert, wenn ein 7 kWh Akku aus einem Meter runterfällt und in Flammen aufgeht. Damals waren es Lithium-Polymer Pouch Zellen. Nach dem Unfall sind wir auf 18650 Zellen gewechselt und haben Akkus mir einer anderen Zellchemie gewählt. Nun bin ich in Klärung was an Zellen noch übrig ist und ich für unsere Zwecke umbauen kann.

Für die Wechselrichter und Elektronik möchte ich auf Victron, Shelly und Eigenbau setzen.


Nun zu meinen Fragen:

  • Würdet ihr euch einen 7 kWh Akku mit Lithium-Polymer Pouch Zellen vor das Haus stellen? Ich kann den umsonst mit BMS (Orion BMS) haben. Ist ein 400 Vdc Akku der in 8 Packs mit je 12s1p (30 V - 49,8 V max. Spannungsbereich) unterteilt ist. Würde dann die 8 Packs nicht mehr in Reihe, sondern parallel zusammenschließen. Vor dem Haus habe ich eine Betonbox, wo eigentlich eine Mülltonne drinsteht. Dort würde ich den „gefährlichen“ Akku betreiben.
  • Ich habe noch 10 x 12V 28 Ah AGM Akkus zuhause rumfliegen, die noch rund 85% Restkapazität haben. Kann ich damit eine einen kleinen Akku aufbauen? Maximaler Endladestrom 70A und Ladestrom 4,2 A pro Block. Es sind die LC-X1228AP von Panasonic. Sind halt noch da und Lagern (geladen) vor sich hin.
  • Da ich kein Drehstrom im Haus benötige, liebäugle ich damit, den Hauptverteiler und meine gesamte Stromverteilung einphasig aufzubauen. Was spricht dagegen?
  • Ich würde gerne mit einem Victron Multiplus 2 48 V anfangen, bin mir aber nicht sicher, ob ich den 3000, 5000 oder 8000 nehmen soll. Der 3000er ist nach meiner Meinung eigentlich raus, da wir auch mal 3,5 kW für Herd oder Backofen brauchen. Über die letzten 3 Monate habe ich im Schnitt eine Leistung von 282W gehabt und hatte eine peak-Leistung von 7,76 kW (alle drei Phasen zum selben Zeitpunkt zusammen). Den 5000er kann ich sehr gut nutzen, wenn ich mich dazu entscheide, unser Haus 3 phasig weiter zu betreiben und nur eine Phase über den Wechselrichter zu betreiben. Oder kann ich die 5 kVA aus der Batterie ziehen und zusätzlich den Rest aus dem Netz über den Eingang ACin holen? Damit wäre dann nämlich doch ein einphasiges System mit dem 5000er möglich. Alternativ muss ich auf den 8000er gehen. Oder doch direkt auf 3 x 5000er im 3 Phasenbetrieb? Wie seht ihr das?
  • Für die Steueraufgaben würde ich auf das Cerbo GX setzen. Würde daran auch das BMS mittels CAN und andere Geräte, Sensoren etc. mittels CAN, MQTT oder TCP/IP anbinden. Spricht was dagegen oder gibt es bessere Alternative?
  • So dass war jetzt ein ziemlich langes Hallo. Ich hoffe, ich kann viel von euch lehren und auch was an euch zurückgeben.
    Wer Verbrauchsdaten haben will, soll sich via PM an mich wenden. Dann bekomme ich einen Datentransfer sicher hin.

    Gruß Lukas

    Und hier noch die Bilder von vor Ort.

    Hallo Lukas,

    zu deinen Fragen kann ich leider nichts beisteuern. Ich habe allerdings selbst eine Frage. Du hast PV-Module senkrecht an der Wand befestigt. Kannst du mir Details zur Montage nennen/zeigen, evtl. auch Fotos? Sind das andere Schienen als zur Montage auf dem Dach?

    Gruß
    Jochen

    Hi Jochen,
    ich habe mir von der Solar-Bude aus Halle nicht nur die Module verkaufen lassen, sondern auch gleich die passende Halterung dafür. Es sind eigentlich Stockschrauben für Wellblechdächer. Sie Bild. Darauf wird dann eine Profilschiene montiert und danach dann eben das Modul mit Klemmen.
    Da wir ein Haus haben was mit Bimsstein gebaut wurde, halten die Wände nicht so viel. Ein Segen beim Schlitze stemmen, aber für schwere Lasten (Markisen z.B.) an Wände zu hängen ein Fluch. Da aber die Gewichtskraft des PV-Moduls senkrecht zur Achse der Schraube nach unten auf den Boden wirkt, wird die Schraube nicht einfach so aus der Wand gezogen. Haben uns die Dübel "DUOPOWER" von Fischer besorgt und damit dann alles aufgebaut. Wer dem Braten, mit nur Dübeln nicht traut kann auch Klebedübel nehmen. Die halten bombenfest. Die günstigere Variante zu den Klebedübeln ist: Mit einer Heißklebepistole das Bohrloch ausfüllen, Dübel rein und diesen auch füllen. Danach die Schraube rein. Damit habe ich Hängeschränke in der Küche montiert, da die Wände ständig ausreisen und das hält super. Muss nur schnell sein, damit der Kleber noch warm ist.

    Fotos kann ich erst nächste Woche machen. Ich bin zurzeit unterwegs.

    Ich habe gestern im YouTube-Kanal "Meine Energiewende https://www.youtube.com/watch?v=SjtUMjooxFo" gelernt, dass es wohl geprüfte PV-Module gibt, die man senkrecht an Wände oder irgendwo über Kopf befestigen darf. Ist vor allen bei Gehwegen usw. ein Thema.
    Da die Module aber bei mir über der Terrasse hängen ist mir das Thema egal. Zur Sicherheit hatte ich schon vorher jedes Modul noch mit zwei Drähten und einer Klemmschraube an die Stockschrauben hinter sichert. Sollten sich also alle Klemmbacken lösen, hängt das Modul immer noch am Drahtseil.

    Ich hoffe das konnte die weiterhelfen. Fotos folgen.

    Gruß Lukas

    Danke Lukas, das hilft mir schonmal weiter. Ich habe vor am Südgiebel meiner Scheune einige Module zu montieren. Werde die Halter mit durchgehenden Gewindestäben an den (verputzten) Holzbalken befestigen.

    Und hier folgen die Fotos

    Top! Danke für die Fotos! :clap: