Umbau Balkonkraftwerk von der Stange auf Nulleinspeisung, 48V LiFePo4

Hallo zusammen,

derzeit betreibe ich ein BKW mit JamSolar Modulen 2 mal 500Wp bifazial(JAM60D41) an einem Envertech2000SE. 2 weitere Module liegen noch rum, da die Module erst in 2-3 Wochen 2Ost 2West aufs Garagendach kommen.

Allerdings möchte ich für den endgültigen Einbau noch ordentlich umrüsten. Da ich gerne noch Speicher samt Nulleinspeisung nachrüsten möchte, und der Envertech bei der gesetzlich vorgegebenen Drosselung auf 800 Watt jeden MPPT auf 200 Watt runter regelt, und das bei West/Ost Ausrichtung ja wahrscheinlich weniger ideal ist.

Folgendes hab ich mir überlegt, an IT- und Mikrokontrollerkenntnissen scheitert es nicht eher an elektrotechnischen, deshalb kann der ein oder andere vielleicht mal drüber schauen und mir sagen ob das Mist ist, verbesserungswürdig oder OK ;-):

  • Die Module auf einer Seite des Daches (Ost oder West, nicht verschattet) jeweils in Reihe und dann per 6mm2 Solarkabel ins innere der Garage zur "Schaltzentrale". Dort die beiden Strings über jeweils eine DC Sicherung in jeweils einen eigenen Victron 100/20.

  • Die beiden Victrons mit dem Batt-Out parallel:

  1. An einen 48v LiFePO 100AH mit BMS und CAN/RS485/RS232, da such ich grad noch nach einem Guten mit OpenDTU onBattery Kompatibilität (Pylontech o.ä.). Natürlich auch abgesichert. 16mm2 Kabel.
  2. An 2 (auch parallell geschaltete, getrennt abgesichert) Hoymiles HM-400 mit MPPT 36-48V und 60V Max In. Bin mir nicht sicher ob ich da noch was dazwischen brauche. Wie beispielsweise nen DC-DC, weil die Batterie bei zunehmender Entladung ja wieder in den MPPT Bereich kommt. Oder ist MPPT iVm dem Laderegler und der Batterie egal?
  • Die beiden Hoymiles parallell in die Steckdose. OpenDTU kann nur einen regeln für Nulleinspeisung. Der zweite müsste dann wohl mit eigenem Skript (Leistungsänderung beim ersten HM abfragen und beim zweiten nachziehen) oder beide Hoymiles mit komplett eigen programmierter Regelung...

  • Die Batterie oder Batterien in einen kleinen 19 Zoll Schrank, der ordentlich eingepackt wird und für den Winter mit Heizmatten auf Temperatur gehalten wird.

Meint ihr das geht so?

Vg

Hallo,
nimm den HM oder HMS 800 ohne WLAN. Das funktioniert gut und ist einfacher als 2 x 400W. Zwischen Akku und WR hab ich eine Sicherung 40A. Wenn der HM über die openDtu gesteuert wird, dann setzt die interne MPP Steuerung aus. Wenn 200 W gebraucht werden, sendet die openDtu an den HM 800, dass er 25% leisten soll. Der Befehl wirkt auf die beiden Eingänge des HM 800 gleichermaßen.

L.G.

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Vielen Dank erstmal für deine Hilfe.

Ich meine irgendwo von Problemen mit dem Abrauchen eines Eingangs gelesen zu haben, wenn 2 MPPT-Eingänge auf dem gleichen WR parallell geschaltet werden. Deshalb wollte ich das umgehen, in dem ich 2 *400er nehme.

Wie gesagt, Softwareseitig auch mit Linux oder Mikrocontrollern fühl ich mich wesentlich wohler als auf der Hardwareseite, und würde das mit den 2 * 400 geregelt bekommen. Spricht ausser der einfacheren Regelung mit OpenDTU "Out of the Box" was gegen die Variante mit 2* 400?

Lg

Bei Hoymiles, die mehrere Eingänge haben, kann es am Akku dazu führen, dass der eingestellte Leistungswert nur ungenau erreicht wird. Kann, nicht muß, bei manchen Leuten funktioniert es. Ich hatte bei einem HMS-2000 teilweise bis zu 400W Abweichung vom Sollwert. Das kommt daher, dass beim eigentlich vorgesehenen Betrieb an Solarmodulen alle Eingänge galvanisch getrennt sind, beim Akkubetrieb aber nicht. Und dann funktioniert die interne Strommessung nicht mehr, wie sie soll.
Ich habe in meiner Anlage 3 HMS-500, um dieses Problem zu umgehen. Jeder auf einer Phase, funktioniert gut. Geregelt wird bei mir nicht mit Opendtu on Battery, sondern mit einem Script auf dem iobroker.

Aus meiner Sicht ist der Vorteil des iobroker-Scripts gegenüber opendtu-on-battery, dass man komplett frei in der Programmierung ist und einfach alles loggen kann (grafana und influx-Datenbank). Für mich ist dadurch der Lerneffekt enorm, was man wann wie optimieren könnte. Und es hat auch Unterhaltungswert beim täglichen Solar-Fernsehen.

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Das hört sich super an, ich würde allerdings die 2*400 nehmen um sicher innerhalb der 800W zu bleiben. Zumindest für den Anfang, spricht ja nichts dagegen da später mehr dran zu hängen. Und am derzeitigen Standort habe ich ohne zusätzliche Arbeiten am 230V Netz nur 1 Phase zur Verfügung.

Wir sind hier auf dem Land und ich bin sicher, dass sich da später ein Elektriker findet, der das abnimmt damit man das beim Überschreiten der 800W oder 2000Wp entsprechend ummelden könnte.

iobroker schau ich mir an, danke. Habe derzeit HomeAssistant am laufen.

Hast du Erfahrung mit Auslesen der Batterie/en? Weil ich dann unter Umständen auf OpenDTU Onbattery verzichten würde und nur den OpenDTU Plain verwenden und die Batterie irgendwie anders (Modus, Bluetooth, WLAN) auslesen wollen würde.
Auslesen reicht ja wahrscheinlich (Ladezustand, Spannung Zellen)? Und Erfahrung mit speziellen 48V Modellen?

Derzeit tendiere ich in Richtung Pylontech i.V.m. GitHub - irekzielinski/Pylontech-Battery-Monitoring: Adding WiFi monitoring to US2000B and US2000C batteries.. Oder hat jemand ne bessere Alternative?

Lg

Hallo Matze, als ich noch Pylontech hatte, hatte ich auch das von dir verlinkte irekzielinski-Dings, um die einzelnen Zellen des Pylontech sehen zu können und um den SOC via MQTT in den iobroker zu bekommen. Hat extrem zuverlässig funktioniert. Zusätzlich war der Pylontech über CAN an einem Victron Cerbo, der mit den Werten aus dem Pylontech-BMS dann die Victron MPPT Solarregler gesteuert hat.
Eine nicht ganz schöne Sache am Pylontech war, dass er nur dann den SOC auf 100% gesetzt hat, wenn man die relativ hohen (aber von Pylontech vorgegebenen) Ladeendspannungen verwendet. Es fühlte sich daher nicht sehr akkuschonend an. Nimmt man die Ladeendspannung manuell runter, gesettet sich der SOC nie mehr und läuft weg.

Weil ich dann günstig an einen Haufen LTO-Zellen gekommen bin, habe ich jetzt keinen Pylontechakku mehr. Das läuft jetzt ohne CAN-Verbindung zwischen dem BMS und dem restlichen System (drei Victron MPPT-Lader, 1x Cerbo, 1x Smartshunt), d.h. das Victronzeugs lädt rein kennliniengesteuert, und das BMS ist autark als getrennte Sicherheitsebene. Das lässt sich perfekt konfigurieren und dann auch sehr akkuschonend einstellen. Voraussetzung ist aber, dass man vernünftige Werte einstellt und die Einstellungen auch überprüft anhand der Logdaten, ob alles so läuft wie beabsichtigt.

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Hi Lars,

danke nochmals. Ab jetzt nicht lachen, die Fragen könnten blöder werden :wink:

Akku ganz selbst bauen mit LTE Zellen trau ich mich nicht ran. Was aber denkbar wäre ist statt System mit Can/RS485/RS232 und 19 Zoll einfach 48V Lifepos mit BMS zu nehmen. Da gibts ziemlich billige Modelle und die über die Victron 100/20 (parallel) zu laden.

Wofür braucht man:

  • die Cerbo Steuerung
  • den Victron Shunt. Shunt zur doppelten Absicherung? Macht da die Sicherheit nicht schon das BMS der Batterie bzw Batterien?

Wenn ich eine oder mehrere Batterien parallell mit integriertem BMS ohne Bluetooth habe, kriege ich natürlich ausser dem Gesamtladezustand über Spannungsmessung (funktioniert das überhaupt?) nichts mehr mit, oder? Ansonsten mit Bluetooth scheint es ja Möglichkeiten zu geben auf die Daten auch ohne Apps zuzugreifen, zumindest bei manchen Modellen.

Lg
Matze

Hallo Matze,

mein HMS hat 2 MPP Eingänge. Die messen tatsächlich etwas unterschiedliche Spannungen (Abweichung 0,1 V) obwohl beide mit dem gleichen Akku verbunden sind. Bei den Strömen sind auch Abweichungen festzustellen. Achte darauf, das die Kabel vom Akku zum WR möglichst die gleiche Länge haben, dann passt es schon. Es geht nichts kaputt.

Deine Module liefern ca. 36 V unter Last. Du musst also 2 in Reihe schalten, sonst wird der Victron Lader den Akku nicht laden können - es ist kein Aufwärtswandler verbaut, nur ein Abwärtswandler. Du wirst also 2s2p verschalten und mit 4 Modulen arbeiten.

Die openDtu on battery braucht keine Daten vom Akku - hab ich auch nicht. Gegen Überladung schützt der Mpp Lader, gegen Unterspannung wird die Schwelle in der optenDtu eingestellt (und funktioniert bei mir). Lediglich die "pass through" Steuerung läuft dann nicht. Die würde den WR auf volle Leistung stellen, wenn der Akku voll ist.

Für den Ladezustand deiner Akkus bekommst du mit der Zeit ein "Gefühl". Die Spannung wird durch Lade- und Entladeströme beeinflusst und ist vom Ladezustand abhängig. Geht die Spannung unter 25 V ist der Akku schon weit entladen. Steht die Spannung bei 27 V so wird er bald voll sein. Das Wissen um den Ladezustand ist allerdings nicht erforderlich, weil ja alles automatisch läuft.

Mit dem Smart Shunt kann man die Be- und Entladeströme messen und mit den Werten den Ladezustand errechnen lassen. Ob man dafür die Cerbo (über 200€) braucht, weiß ich nicht. Bei mir geht es ganz ohne diese Kommunilationszentralen, voll automatisch.

L.G.

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Es ginge auch ohne Cerbo und ohne Smartshunt. Und was machen die? Also ich habe drei MPPT Solarladeregler (2x 150/35, 1x 150/45), die alleine nichts voneinander wüssten. Jedem kann ich einprogrammieren, welcher Akku dranhängt und wie der geladen werden soll. Auch dazu brauche ich Cerbo und Smartshunt noch nicht.

Der Smartshunt misst, was in den Akku rein- und rausgeht, d.h. er ist eine genaue SOC-Quelle (wenn man den SOC für seine Steuerlogik verwendet). Genauere SOC-Berechnung als in den üblichen BMS.

Der Cerbo kommuniziert mit den 3 Ladern und dem Shunt und kann diverse übergeordnete Dinge tun, weil er das ganze System kennt: z.B.

  1. die Summe der einzelnen Ladeströme begrenzen, wenn alle Lader zusammen mehr könnten als man dem Akku zumuten will
  2. oder dann, wenn der Akku eigentlich schon voll ist und im Zustand "Float" ist, kann der Cerbo die Laderegler gerade so viel hochregeln, dass der Bedarf der Wechselrichter gedeckt wird, aber der Akku wird nicht gleich wieder noch einmal geladen. Quasi ein reduzierter angepasster Akkuladestrom, der gerade die DC-Verbraucher versorgt, bilanziell geht nichts in den fast vollen Akku.

Man braucht das nicht unbedingt, aber es macht Spaß, wenn's läuft :slight_smile:

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Danke euch beiden wieder. Langsam nimmt das ganze Gestallt an. Und ich muss meinen Ama*** Warenkorb wohl nochmal überarbeiten :wink:

2 Module in Reihe war eh geplant.

Ich könnte wohl erst mal die preiswertere Lösung fahren und einfach nen Lifepo4 mit BMS an die beiden Victron 120/20er hängen. Nachteile: Keine Werte über Batterieladezustand in der Regelung und deshalb auch keine Überschusseinspeisung bei Akku voll. Bei Überproduktion ständiges Nachladen des Akkus. Da sollte wohl dann nicht ganz bis zur max Ladeschlusspannung gegangen werden, sonst ist das Ding ja tagsüber im Sommer dauern zwischen X und 100% am pendeln. Ist wahrscheinlich nicht gut für die Haltbarkeit, oder?

Wenn ich es dann schicker will kann ich nen Cerbo nachrüsten und nen Shunt für die Batterie.
Wenn ich je noch ne Batterie parallell schalten will, würdet ihr nen 2. Shunt nehmen oder den einen Shunt zwischen Akkus(parallell verbunden) und Busbar klemmen?

Lg
Matze

Akkus parallel schalten, aber jeder bekommt eine eigene Sicherung direkt am Pol.

Hallo zusammen,

habs jetzt mal grob gezeichnet bzw. von ner AI als mermaid erstellen lassen und mit nem Web Editor visualisiert.

Zu den Hoymiles sind extra mal 32A verbaut, da die Firma, die die Module aufs Dach macht meinte sie kennen nen Elektriker in der Gegend, der auch Eigenleistungen zulässt, zumindest auf der DC Seite und diese dann gewissenhaft prüft und abnimmt. So wie ich das sehe kann mit dem Setup problemlos auf zwei zusätzliche Strings mit jeweils 2 parallelen Modulen erweitert werden.

Allerdings bin ich im Bereich Elektrik/Elektrotechnik wirklich sehr unerfahren.
Hoffe ja nicht, dass da gleich einer schreibt, das ist Mist. Weil die Teile sind bestellt ;-).
Deshalb ist der "Schaltplan" auch keineswegs als Vorlage für andere zum direkten Nachbauen gedacht, sondern eher als "Diskussionsgrundlage"...

Vg
Matze

Für was den CerboGX? Du baust doch kein Victron System...

Die opendtu-on-battery braucht mal grundsätzlich überhaupt keine Daten von den Ladereglern und vom Akku. Ist nice aber im Endeffekt nur bling-bling. Es lässt sich alles problemlos über Spannungs-Grenzwerte steuern.

Zwei (oder mehr) Hoymiles WR gleichzeitig steuern kann opendtu-on-battery auch problemlos. Hab 2x HMS-2000 am Start für die Nulleinspeisung.

Gleiche Kabellängen zu allen Eingängen, dann klappts bei den "großen" WR auch mit gleichmäßigen Eingangsstömen.

Warum sollte man das wollen? Wenn Du voll hast ist in der Regel mehr als genug PV am Netz, Strompreis oft genug negativ. Abregeln also für alle das beste,

Da drum sollte sich die intelligente Ladesteuerung der Victron Laderegler kümmern. Kann man ja alles recht genau einstellen.

Bzgl. Cerbo und Shunt hat Lars72 schon geschrieben: "Man braucht das nicht unbedingt, aber es macht Spaß.."

Da ich aus der IT komme fand ich die zusätzlichen Möglichkeiten mit dem Cerbo und Shunt "sexy", und brauche so für den Ladestand der Batterien kein "kommunikationsfähiges" BMS auf jeder Batterie um den Ladezustand zu erfahren. Dass das dem ROI der Anlage nicht unbedingt zuträglich ist, ist mir schon klar.

Ich verbuch die Mehrausgaben mal unter "Hobby" :slightly_smiling_face: . Und da ich beruflich eh grad viel mit Grafana und icinga2 zu tun habe, fällt mir da einiges zum Spielen mit der Anlage ein.

Erstmal vielen Dank an euch für die Hilfe.
System läuft jetzt, Hardware wie folgt:

4 Solarmodule 500Wp bifazial jeweils 2 in Reihenschaltung per 6mm2 an zwei zweipolige 20A Sicherungen, weiter zum den "Victron MPPT 100/20 mit Bluetooth" und von dort über zwei weitere 20A Sicherungen zur Busbar.

1 DC House 51,2V 100AH Batterie, mit Shunt am - und Megasicherung am Plus über 16mm2 Kabel auf nicht polarisierte 63A Sicherung weiter zur Busbar. Hätte ich wohl im Hinblick auf eine Erweiterung gleich dickere Kabel nehmen sollen...

2 Hoymiles Wechselrichter HM-400 mit einer OpenDTU verbunden. Jeweils mit einer eigenen 20A Sicherung an der Busbar. Da muss ich mich nochmal mit beschäftigen, die brauchen immer 2 Anläufe beim Einschalten... Vermute der zieht beim Anlaufen halt was mehr.

Die beiden MPPTs zusammen mit einem Smart Shunt 300A und einem Cerbo GX per VE.Direct verbunden. Außerdem Bluetooth Netz zwischen den 2 MPPTs ( synchronisiertes Laden)

Die Nulleinspeisung steuert ein Python Script/ Dienst reserve85, HoymilesZeroExport. Saugeil, paar Sachen in der Config Einstellung und läuft.

Akkuleistung würde ich gerne erhöhen, warte aber noch auf den Elektriker um mit dem durchzusprechen was er selbst machen will und ob er überhaupt bereit ist die DC House Kisten "abzunehmen" und anzumelden oder ob er was anderes präferiert. Habe auf dem Garagendach noch Platz für jeweils 3 weitere Module Ost und West. Und an der Wand noch Platz für einige Hoymiles :wink:

Der Cerbo hat für mich den Riesen Vorteil, dass die Victron Komponenten über diesen relativ einfach in Home Assistant integrierbar waren: