Victron 100/50 Überschussverwertung bei unter 0 Grad ( Batterieheizung)

PV-Anlage Inselanlagen
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Ich persönlich glaube, dass du mit dem starren Festhalten an nie Batterie benutzen, auf dem Holzweg bist.

Insbesondere wenn man annimmt, dass man möglichst viel Sonnenenergie nutzen möchte.

Wenn du an einem Sonnigen aber eiskalten Tag 2 h damit "verplemperts" darauf zu warten, dass der Akku die nötige Temperatur hat um geladen werden zu können, verschwendest du ja extrem Ertrag der in keinem Verhältnis zum "gesparten" liegt.

Kurzes Gedankenexperiment:

  • Akku mit 10 kWh noch 2kWh drinnen
  • Solar mit 2 kWp
  • Sonnenscheindauer > 100W 5h (fix immer 2000W das ist bei 90° Panels Richtung Süden und Overpaneling mit Begrenzung durch Laderegler sogar realistisch)
  • Eiskalter Tag wir brauchen 400 Wh und 2h um den Akku auf Temperatur zu bringen.

Aufgrund des Mantras Akku nicht benutzen zum Heizen können wir also "nur" 6 kWh nachladen.

Wenn wir aber auf Basis einer PV Vorhersage und aus dem Akku 2h vorheizen können wir
10 kWh Nachladen abzüglich 0,4 kWh die wir vorher entnommen hatten.

Der Akku würde also locker vollwerden.

Ich keine deine Panel Situation nicht.
Aber aus meiner Erfahrung gerade im Winter bei klarem Himmel und senkrechten Module geht der Anstieg von 5% der Modulleistung weil Modul im Schatten zu 100% in weniger als 30 min bei mir vonstatten.

Ich würde die Batterieheizung am Morgen einfach davon abhängig machen wie der zu erwartende PV Ertrag ausfällt. Solcast.com ist da echt super zuverlässig: (Weiße Linie = Vorhersage):

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Und dann halt sagen wenn zu erwartender Ertrag <x dann nicht aus der Batterie heizen.
Eventuell den Ertrag ins Verhältnis zur Temperatur Differenz und damit dem Energieeinsatz fürs Heizen setzen.

Also wenn die Batterie nur 0,5 °C von freischalten entfernt ist macht es auch bei niedrigem Solarertrag sinn zu heizen

Wenn aber du 10°C delta überwinden musst dann nur wenn die Vorhersage ordentlich Ertrag prognostiziert.

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Ironmaster, genau, wenn muss das automatisch, bzw. automatisiert / "selbstständig" funktionieren.

Verbaut sind nun 8 kWh im EEL Gehäuse, Victron 100/50 daran und 2 x 2 20° flach montierte 465 Wp sowie 1 x 2 80° steil montierte 465 Wp. Also 4 mal flach und 2 mal steil montierte, gleiche 465 Wp Module verbaut an einem MMPT/Laderegler.
Zusammen also 6 Module mit 2790 Wp.

An trüben Tagen mit viel Regen helfen natürlich fast nur die flach montierten, die steil montierten bringen dann natürlich weniger.
Bei der Wintersonne oder bei Schnee sind die zwei steil montierten den vier flach montierten im Vorteil.

Verbaut ist das in einem Offenstall ohne Heizung, ohne Tür, überdacht, die Batterie (wird wieder) Bodeneben in einem Betonschacht verbaut.

Da im Winter wird nur das Licht benötigt ( rund 120 W, im Schnitt 2,5 Stunden pro Tag und abseits der Frosttage kurzzeitig eine Wasserpumpe mit 900 W) plus Weidezaungerät ( 5 Watt)

Die Verbräuche sind damit im Winter-sparbetrieb:
0,30 kWh - Licht (2,5 Std. / Schnitt)
0,12 kWh - Zaungerät 24/7 - über DC/DC Wandler von 24 auf 12 V
0,10 kWh - Pumpe 3 - 10 Minuten /Schnitt.

Diese 0,5 kWh kommen praktisch an den schlechtesten Tagen immer nach, und wenn nicht würde der Speicher über Wochen ohne Nachladung reichen.

Wenn genügend nachkommt, wird auch mehr Strom abgenommen (Wasserpumpe wird deutlich mehr genutzt, Kühlschrank, WR im Dauerbetrieb, Wallbox einphasig bis 3,5 kW möglich, Brunnendekopumpe, Holzspalter, Teeküchengeräte und und und...

(Auch) im Winter kommt damit im Schnitt tendenziell mehr rein, wie raus geht (andersherum würde es ja nicht funktionieren). Aber gesetzt der Fall, das es mal 14 Tage Dauerfrost gibt und das BMS "zu" macht und die Batterieheizung verbaut ist wäre es schön, wenn man an sonnigen Tagen gezielt die Batterie (automatisiert und sicher) mithilfe der verbauten Batterieheizung laden kann.

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Nehme ich damit an, dass du "überzeugt" bist das nicht mehr nach einer Lösung suchen die nicht nur mit "Überschuss" heizt.
Sondern stattdessen über eine gewisse Logik (nicht nur stur Temperatur) die es zu erörtern gilt die Batterieheizung gesteuert werden soll?

In diesem Falls wären nähere Angaben zum BMS zum Heizsystem und der generellen IT Umgebung und deinen "IT" Kenntnissen hilfreich. Weil die Standardlösung von der Stange gibt es nicht.

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Nun, heute sind wir gut zwei Wochen vor dem tiefsten Sonnenstand und mit den längsten Nächten und zumeisst gut über den null Grad.

Heute war es mal recht sonnig, und es konnten 1,1 kWh geladen werden. Viel mehr Ertrag an guten Tag erwarte ich im Januar auch nicht. Im Dezember an frosttagen könnte ich nur mit einer Prognose halbwegs den Akku heizen, zur ladung wird dann aber kaum was übrig bleiben. Das gute wäre dann aber trotzdem, das die Batterie dann in den Tagen zumindest auf wohlfühltemeratur gebracht werden kann mit dem Strom, der sonst nicht geerntet werden könnte, bzw. erst die Entnahme, dann die Nachladung.
Im Februar werden wieder 2 bis 3 kWh maximal an guten Tagen verfügbar sein.
Wenn im Februar 3-4 Wochen Dauerfrost herrschen und ein tagesdurchschnitt 1,5 kWh an solaremtrag bereitstehen würden, dann müsste die Heizung erstmal die Batterie vorwärmen.

Verbaut ist ein JK B2A8S20P BMS mit einer 100 W Heizung, IT Hardware ist noch keine vorhanden. Denkbar ist aber ein Rapsi oder Handy mit Datenempfang, womit eine Steuerung nach einer Solarprognose in Abhängigkeit von der Außentemperatur realisierbar sein sollte.

Da es so eine Steuerung wohl noch nicht "von der Stange" gibt, ist es auch hier die Abwägungsfrage von Aufwand und Nutzen.

Hab mir das einfach einfacher vorgestellt; bevor das BMS die Ladung abregelt wegen kälte - wird die Heizung angeworfen. Kommt weniger Ertrag wie die Heizung verbraucht = Heizung aus.

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Wenn du erst anfängst mit heizen wenn die Sonne raus kommt dann sind die Dinger erst passend zum laden durchgeheizt wenn die Sonne schon wieder verschwunden ist :upside_down_face:. Gerade bei so einer kleinen Anlage kommt doch fast eh nix rein im Winter. Heizen macht eigentlich nur Sinn wenn soviel Solarertrag reinkommt das man die Akkus durchgehend auf Temperatur halten kann ohne gleich den ganzen Solarertrag zu verbraten.

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Ja, die Gründe für beheizte Batterien sind übersichtlich;

-Batterie arbeitet mit Heizung wirtschaftlicher (Nimmt am Strommarkt teil), und erwirtschaftet an dem Standort mit Heizung mehr Geld, wie wenn die Batterie an Frosttagen nicht mehr zu günstigen Strompreiszeiten aufladen kann.

-Batterie arbeitet im eingesetzten Umfeld mit Heizung wirtschaftlicher wie ohne.
-Die Prognose ist wie folgt "Akkuverschleiß verbessert sich dermaßen, das eine Heizung wirtschaftlich ist.
-BYD gibt meine ich vor, bestimmte Akkus nur über 0 Grad zu betreiben ( ergo je nach Standort "Frostwächter"/Frostschutz/ Heizung vorgeschrieben)

Mein Gedanke ist mit dem Strom der bei Frost abgeregelt wird einfach in die Akkuheizung zu stecken, damit die Zellen vermehrt in Richtung Wohlfühltemeratur kommen können, auch wenn das an manchen Tagen nicht mehr zur Ladung am späten Nachmittag ausreicht.

Auf der anderen Seite hätte man in dem Fall wohl bei Frost und halbwegs hellen Tagen tägliche Temperaturhübe und Täler, anstatt seeehr langsame Temperaturschwankungen. Wenn eh nichts nachlädt (weil der Tag zu kurz), ist es dann besser die Zellen kalt zu lassen, oder diese temperaturschwankungen mit einem sparodischen Heizbetrieb auszusetzen..?

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Das ist der richtige Weg. Damit ist nicht nur ein monitoring möglich sondern auch die entsprechende Regelung. des Ladestroms. Setze dich mal mit Introduction | dbus-serialbattery auseinander

Hast du ausgerechnet, wie lange mit 100W geheizt werden müsste, um 20°Temperaturerhöhung zu erreichen?

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Mindestens 10 % der Akkukapazität.

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Mindestens 10 % der Akkukapazität.

Das wäre bei einer 7,5kWh Batterie etwa 750Wh. Bei 100W also 7,5 Stunden. Deshalb ist es ao wichtig, mit Batteriestrom nach Wetterprognose rechtzeitg vor solarem Ertrag zu heizen und dann weiterzuheizen

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Gordischer Knoten, Lösung:

Den Akku so stark wärmeisolieren, das selbst winzigste Lade- und Entladevorgänge ausreichen, das er deutlich über 0°C bleibt. Im Sommer natürlich die Iso öffnen.

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Obwohl ich beim dem “nix da, nada…” eigentlich schon raus war, kurz eine Info von mir.

Ich habe einen 16 kWh Akku im ungeheizten Carport stehen, der vom Boden ca. 10cm offen ist. Die niedrigste Temperatur eines Messfühlers an der Zelle lag immer ca 1-2° über der Temperatur im Carport.
Da es damit natürlich zu kalt wurde, habe ich den (aufrecht stehenden) Akku stattdessen auf den im Carport stehenden Schreibtisch gewuchtet und auf eine ca. 6cm dicke Isolierplatte gelegt, dazwischen noch eine Heizmatte für Pflanzenaufzucht.
Drumherum noch andere, ca. 3cm dicke Isolierplatten und eine alte Decke über das ganze. Die Heizmatte wird von HomeAssistant bei Erreichen von 8°C ein- und bei Überschreiten von 13° wieder ausgeschaltet.
Selbst bei knappen Minusgraden bisher musste die Heizmatte nur kurze Zeit pro Tag laufen, bei Außentemperaturen ab ca. 5° musste die Heizung gar nicht mehr laufen.
Sprich - eine gute Isolierung des Akkus bringt mehr als jede Diskussion hier, wie viele Wh pro Tag die Heizung wirklich laufen muss.
Eine Heizung direkt an den Zellen wäre sicher nochmal deutlich effizienter als meine, die außen am Gehäuse erst einmal alles mit aufheizen muss.

Isolier den Akku gut, bring ihn auf Abstand zum kalten Boden und lass ihn über eine einfache zeit- und temperaturgesteuerte Regelung einfach ein wenig heizen.
Ich habe gerade nachgeschaut - im gesamten November bis 12.12. haber ich gerade mal 1.16 kWh für die Heizung des Akkus gebraucht.

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Selbst wenn mans schlechter isoliert und mit 2kWh pro Monat = 66Wh pro Tag heizen müßte, dürften die ersten 20 Minuten Morgensonne auf den Panels dafür ausreichen bzw 1-2 Stunden wenns fett bewölkt ist

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Ich habe das vergleichbare Problem im Womo im Winter. isolieren würde mir ein paar Klimmzüge ersparen……

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Also der Standort ist im norddeutschen Flachland. Dauerfrost von 3 Wochen haben wir hier eher selten, die Annahme mit 4 Wochen Bodenfrost ist aber denkbar und möglich.

Die letzten 7 Jahre hat das mit der 2 kWh Batterie, auch im Boden eingelassen eingebaut funktioniert, da auch nahezu immer etwas nachgeladen wurde, womit das für das tägliche Licht am Abend, Wasserpumpe und Weidezaungerät 12 V / 5 Watt gereicht hat, ohne das dafür eine E-Heizung oder Wärmeisolierung vorhanden war. Einzelne Tage ohne Nachladung konnten aus der Batterie überbrückt werden. Für die Frosttage wurde die Pumpe abgestellt und zuvor ein wärmeisolierter Wassertank gefüllt. Frost = E-Pumpe aus, es wird dann nur noch das Licht/Weidezaungerät gebraucht, ergo; wenig Strombedarf.

Mit der 8 kWh großen Batterie zieht nun ein wesentliche größer Puffer ein, der aber auch - einmal eingefrohren - gute 3-4 Tage ohne Heizung brauchen wird, bis sich der Bodenfrost letzten endes auch aus dem massiven Zellenpaket herausgelöst hat. Meine Annahme ist, das das BMS die Ladung da schon frühzeitiger freigibt, wenn der Fühler nicht zwischen den Zellen "verpresst" wurde. Die Positionierung von dem Fühler frage ich noch nach.

Mein Plan ist erstmal wie folgt: Unter die Batterie kommt eine 3 cm dicke Hardschaum XPS Platte, damit die Zellen von unten her thermisch entkoppelt ist und die Heizung - wenn doch mal angestellt, besser wirken kann.
Sonst bleibt die Batterie vorerst unisoliert, damit die Zellen nach einer Forstperiode auch ohne Heizung die Kälte schneller abgeben bzw. die "Wärme" von Außen schneller aufnehmen können.

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Ich steuere mal folgende Ideen bei.

LiFePo entladen darf man für tiefere Temperatur als Laden.

Andere Chemie: winston geht beim Laden tiefer, LiIon übrigens auch.

Hybridbatterie: zur LiFePo kommt eine relativ kleine Batterie anderer Chemie dazu, um während der niedrigen Temperatur die Ladung aufzunehmen.

Technisch trickreich verbunden, dass die normale Arbeit von der Grossen erledigt wird, die Ladung bei unter 5 Grad aber auch geht.

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Wärme will gern nach oben weg. Also nur 1 Platte drunter hilft, aber nicht viel.

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Da zu fehlt der der Orientierungssinn. „Wärme“ geht wie Strom den Weg des geringstem Widerstands.

Oliver

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Das ist nicht richtig. Aber manchmal wird die Wärme auf ein gasförmiges oder flüssiges Medium durch Wärmeleitung oder Wärmestrahlung übertragen. Wenn das Medium dann auch noch die durch Volumenänderung die Dichte verändert und gleichzeitig einer Beschleunigung ausgesetzt ist, kann das Medium durch Konvektion in Bewegung geraten und die Wärme mit sich transportieren. Bei festen Medien ist das nicht möglich. Die Isolierplatte unter der Batterie verhindert, dass der Frost von oben ins Erdreich und dann unter die Batterie wandert. Sie verhindert aber auch, dass die Erdwärme zur Batterie gelangen kann.Optimal wäre also, einen mindestene 50cm breiten Streifen um die Batterie herum dick zu isolieren.Und einen Isolierkasten über die Batterie stülpen.

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Sieht der Frost da von oben die Platte, und sagt sich: ne, dann kriech ich gar nicht erst ins Erdreich? Solche Vereinfachungen in der Darstellung stoßen dann doch an ihre Grenzen :wink:

Eine Platte Styropor unter dem Akku erhöht den Wärmedurchgangskoeffizienten. Damit wird der Wärmeenergiefluß, der immer von warm nach kalt geht, reduziert. Nicht mehr, und nicht weniger.

Oliver

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Nein, der Frost kann die Platte aber sehr schlecht durchdringen. Und um unter die Batterie zu gelangen dringt er neben der Platte ungefragt ins Erdreich und muss dann allerdings noch 50cm überwinden um die Batterie zu erreichen.

genau! Wenn die Batterie dem Frost ausgesetzt wäre, würde immer ein Wärmestrom, nach oben gerichtet, auftreten. Das sieht man zum Beispiel daran, dass ein Gartenteich nicht vollständig zufriert, wenn darauf ein Styroporplatte schwimmt