Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

die nicht mit dem öffentliche Stromnetz verbunden sind, in Haushalten, Berghütte oder Wohnmobil...

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Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon rebellious » 15.03.2014, 22:08

Moin,


ich plane dieses Jahr den Bau einer Inselanlage 3,15kWp und 48V.

Zur Verfügung stehen 14 Module:

Hersteller: Aleo Solar AG Modell: S 18
Wattleistung: 225 Watt / Polykristallin
Leerlaufspannung V (Soll-Wert): 36,4 Volt
Umpp: 28,88V
Impp: 7,80A
Isc: 8,33A
Umax: 1000V

http://www.ebay.de/itm/181348879952?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649

Der Laderegler wird ein Westech Tracer ET6415N (MPPT, 48V, 3200W, 60A).

http://www.solarzellen-shop.de/laderegler/mppt-solar-laderegler/60a-mppt-laderegler-solar-12v-48v.html

Der Wechselrichter soll ein Westech WT-Combi-S 48V 4000W werden.

http://www.solarzellen-shop.de/12v-wechselrichter-sinus-230v/48v-dc-sinus-wechselrichter-230v-ac/4000w-48v-sinus-wechselrichter-wt-combis.html


Als Batterien wahrscheinlich Panzerplatten (regeneriert).

http://store.bluebatt.com/Zellen-Pz-TOP-refurbished




Nun meine Fragen. Die Module hängen an der Scheunenwand ungefähr 40m von der Batteriebank + Laderegler entfernt. Ich habe zwar Tabellen für 12V mit 30A und 20m = 25mm² Kabelquerschnitt gefunden, aber welchen Kabelquerschnitt brauche ich?


Geplant war die Verschaltung von 2 Modulen in Serie um auf 63V zu kommen, und das ganze dann 7 mal parallel. Also praktisch 3150Wp zum Laderegler?

- - - - - - -
- - - - - - - <- das an die Scheunenwand, je eins oben und unten zusammen gefasst in Reihe und dann die 7 Paare parallel in eine Leitung zum Laderegler.


Oder sollte man lieber eine andere Verschaltung wählen? Der Laderegler hat einen Eingang von bis zu 150V.



Nächste Frage, welche Batteriekapazität wäre denn angemessen bei solch einer Dimension, rein von der Ladeleistung her? Wenn sie überdimensioniert sind kann man sie über den Laderegler auch mittels Netz (nach/voll) laden (steht zur Verfügung).




Angedacht war das Entfernen der MC4-Stecker und das zusammenpressen mittels Stoßverbinder (+Schrumpfschlauchüberzug) das ganze dann noch in einem Verlegerohr an der Fassade geführt.

Optional könnte man die Batterien inkl LR und WR auch in die Scheune hängen, allerdings wären sie im Wohnhaus sicherer...

Vielen Dank schonmal im Voraus.

LG Daniel
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon Gerold G » 15.03.2014, 22:38

Willkommen im Forum, Daniel!
Klingt bereits recht gut durchdacht, dein Vorhaben.

Da das ziemlich viel auf einmal ist, zunächst nur ein paar Anmerkungen:
Die Umpp: 28,88V beziehen sich auf 25°C Modultemperatur. Bei normalen Bedingungen (45°C Modultemperatur) liegt die die Mpp-Spannung bereits 8% tiefer. 26,57V. Bei 70°C Modultemperatur im Hochsommer nur noch bei 23,68V
Das reicht also nicht mehr, um die 48V Batterie über einen Mppt-Regler ordentlich zu laden.

Daher müssen drei Module in Reihe verschaltet werden. Das bedingt dann entweder 12 oder 15 Module.

Bei 15 Modulen kommst du auf einen Impp von 5x7,8A. Zusammen also 39A. 40m Weg meint 80m Kabel.
Der Spannungabfall bei 16mm² Kabel liegt bei 5,43V. Verlust maximal: 211,77W
Der Spannungabfall bei 25mm² Kabel liegt bei 3,47V. Verlust maximal: 135,33W
Der Spannungabfall bei 35mm² Kabel liegt bei 2,48V. Verlust maximal: 96,72W
Der Spannungabfall bei 50mm² Kabel liegt bei 1,74V. Verlust maximal: 67,86W

Die Verluste sind bei voller Leistung gerechnet. Bei halber Leistung liegt der Verlust bei einem Viertel.

Bei vier parallelen Strings (12 Module) brauchst du noch keine Sicherungen in den Modulleitungen. Bei fünf solltest du in jede Plusleitung eine 15A Sicherung setzen. Hier wäre also ein Generatoranschlusskasten mit fünf Sicherungen erforderlich, in dem du die Modulleitungen bündelst und mit dem stärkeren Kabel zum Laderegler führst. Empfehlen würde ich bei 15 Modulen mind. 35mm². Bei 12 reichen dir auch 25mm².

Die Westech Wechselrichter sind nicht gerade für ihre Sparsamkeit bekannt. Auch bei diesem Modell steht: 'Hier verbraucht er aber 2,4 Ampere.' (Gemeint ist der Leerlaufbedarf)
2,4A x 48V = 115,2W
Das ist wesentlich zu viel. Gute Wechselrichter in der 4kW-Klasse kommen mit weniger als der Hälfte aus.
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon Helpless » 15.03.2014, 23:05

Nun, du musst je 3 Module zusammenschalten, denn 28,8*2=57,6 wenn es denn nicht zu heiß ist. Und man braucht bei Staplerakkus schon mal 63V für die Ausgleichsladung. 60 Zeller sind genau aus dem Grund nicht all zu oft in Inseln zu finden. Denn bei 150V wird es bei großer Kälte auch schon wieder knapp mit 3 Modulen in Serie...

Wie groß den Akku. Soll er denn möglichst klein sein? Oder soll es als echte Insel mehrere Tage überbrücken? Wenn möglichst klein, langt dir bei 4000W Wechselrichter >400Ah. Du kannst an meiner Signatur sehen, dass ich einen 2600er mit 48V/250Ah laufen habe. StaplerAkkus können problemlos C5 verkraften und seltenes/kurzes C2 oder C3 sollte auch nicht schlimm sein. Also nicht kleiner als 400Ah zum Planen. Die Ladeleistung spielt hier eine untergeordnete Rolle, weil der Wechselrichter schlicht mehr Watt hat als deine Module und der Staplerakku sowohl als auch C5 verträgt.

Für Kabelberechnung gibt es im Netz einige Seiten, die so etwas anbieten. Wenn 3 in Serie verschalten werden, hast du ja nur noch 12 Module und die Strecke zum Laderegler sind dann rund 90V bei 30A. Dann wäre mir 25mm² genug, zumal die Module bei senkrechter Montage kaum die volle Leistung bringen werden. Was meinen die anderen?

Ich habe die Hälfte meiner Module einzeln mit 4mm² zu einer Sammelstelle gelegt und dort mit einer Sammelschiene für 25mm² Verbunden. Die andere Hälfte hat Ringkabelschuhe und ist schlicht am Sammlpunkt verschraubt. Bisher sehe ich bei den beiden keinen Unterschied in der Leistung. In der Plusleitung von jedem 3er String sind aber Sicherungen vor dem Sammler erforderlich.
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon e-zepp » 15.03.2014, 23:15

wenns der Batt. im Stadl nicht zu kalt wird , warum nicht gleich dort ? Wer klaut schon sowas ;)
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon Zellenschaden » 15.03.2014, 23:42

Kabel vercrimpen und zusammenfassen, vergiss es! bei 3 in reihe und 5 strings parallell reden wir von ungefähr 100V und bald 50a. Da muss ein vernünftiger anschlusskasten her, am besten mit Sicherungen für jeden string im plus und minuspol um die rückstromgefahr zu eliminieren. dazu am besten noch ein überspannungsschutz und 1-2 gleichstromschalter um die nächste Etappe Spannungsfrei schalten zu können. Schau mal bei Hensel unter generatoranschlusskasten, damit liegst Du auf der sicheren Seite. Durch den langen Weg hast du viel Verluste, also je dicker das Kabel, desto besser. 25quadrat ist wahrscheinlich das absolute minimum....
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon rebellious » 16.03.2014, 00:11

Danke für die Antworten.

Ist ja noch paar Monate hin bis zur Installation... Wird so bestellt wie Geld über ist.

Ich werd wohl eher versuchen noch ein Modul zu bekommen um dann auf 15 hoch zu kommen oder vielleicht besser auf 4x4Module? Wobei dann der LR bei 4*28,8V*7,8A*4Stränge= 3594Wp überlastet wäre... Nun wäre aber die Frage ob es wirklich wahrscheinlich wäre, dass diese Leistung je erzielt wird. Dass es dann bei 16 Modulen 115V mit 4*7,8A sind müsste der Regler ja theoretisch durch die Spannungsanpassung trotzdem so umformen dass es mehr Ertrag als die 5*7,8A bei 15 Modulen mit 86V sind?


Die Module werden ca 15° von der Wand abstehen, (horizontal montiert). Schätz ich mal. Ich habe das mit einer Kleinzelle und Multimeter über den Tag verteilt ermittelt. War die Neigung mit der höchsten Volt + Amperezahl.

Ob es im Sommer anders ist wenn die Sonne höher steht werd ich dann sehen. Dauert ja ersmal noch etwas, erst muss alles zusammengekauft /gespart werden =)


Vielleicht sollte ich doch die Technik in die Scheune legen und dann nur noch ne AC-Leitung ins Haus legen. Spart einige Hundert Euro an Kabelkosten... Dann Veringert sich die Gesamtkabellänge auf ca <10m. Und noch nen 3x2,5mm Kabel ins Haus. Im Vergleich zu vorher Centartikel...Sammelkasten und Sicherungen für jeden String kann ich dann im Gebäude gut verbauen.

Ich muss "nur" 80cm Bruchsteinmauer durchbohren..... Na dann doch lieber den Fensterrahmen =)

Was wäre denn ein besserer Wechselrichter der mindestens genau so robust ist, in der 4kw Klasse?

Normalerweise hat er ja immer eine Last, und falls nicht, dann geht er in Energiesparfunktion. Ich wüsste jetzt zumindest nichts was einen Grundstrom bräuchte für den ich die Energiesparfunktion ausschalten müsste um ihn im Leerlauf laufen zu lassen?

Ich bau gern solide deswegen schien mir der Westech angebracht....



Zum Akku, möglichst große Überbrückungsdauer in der Winterzeit. Momentan spiele ich mit dem Gedanken auf längere Sicht komplett vom Netz weg zu gehen. Wenn man nun die 1000Ah OPZ nimmt als Einmalinvestition (zumindest für die nächsten 20 Jahre) ist eben die Frage ob die Leistung ausreichen würde diese auch zu laden. Wobei das natürlich klar auf die Verbraucher ankommt. Eventuell ein manuell einschaltbarer Boiler 2000W für die Dusche, ein PC (160W) der ca 12h läuft, am We auch mal 2*24h. Eigentlich will ich die Anlage erstmal komplett hinstellen und dann nach und nach soviel anklemmen wie sie schafft. Momentan sind wir noch 4 Personen, das wird sich aber in den nächsten Jahren auf 2 reduzieren. Damit fallen auch 2 Gefrierschränke + 1 Kühl/Gefrierkombi raus. Außerdem noch ein TV etc. Alles überflüssig =)

PC mit Internet muss laufen = 160W + Router und Modem. Periodisch das Hauswasserwerk mit 1000W und Licht von vielleicht 100W periodisch. Im Winter dann noch die Ölheizung / der Kohlevergaser, aber die paar Pumpen sind auch nicht immer an und verbrauchen auch nicht soo viel. Muss mal die Zahlen suchen. Deswegen wär mein Wunsch nen Akku als Vorrat über mehrere Tage zu laden, notfalls mal nen Generator dran und nachladen falls ich Netzautark wäre.
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon pezibaer » 16.03.2014, 00:32

rebellious hat geschrieben:4x4Module?


Das geht nicht das sind 4X4 = 145V Leerlaufspannung .. das ist unter STC.. 25° im Sommer. gemessen.. pro grad weniger das das Modul hat musst in der Regel so ca. 0,34% Spannung hinzu rechnen .. Das heißt bei -15° 145V*(1+(0,34%(40°/100) = 164V.. das packt der Regler nicht
Zuletzt geändert von pezibaer am 16.03.2014, 00:37, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon Zellenschaden » 16.03.2014, 00:34

Je nach Modulausrichtung dürfte die Ladung reichen, es dauert vielleicht länger. Meine 4,5 kwp auf Südost brachten schon diese Woche täglich mehr als 20 kwh, die 5 auf Nordwest nochmal 6-8 kwh und um ca. 2:00 Uhr war die Batterie proppevoll und die Regler regelten ab. Ich hab 775 AH....
Die komplette Insel in der scheune zu installieren macht schon Sinn, ich würde aber den Westtech nochmal überdenken, ich steh auf Studer, aber auch Victrons haben sich bewährt und die verluste sind deutlich geringer als bei den westtechteilen. Mit 2 Personen und nur meinem Südostfeld könnte man ab März fast autark sein, ich hab allerdings Hybrid und beziehe Lastspitzen weiter aus dem Netz....
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon skyrace » 16.03.2014, 00:37

Servus rebellious,

wenn du wirklich das System als Versorgung wichtiger Verbraucher betreiben möchtest, würde ich
bei der Batteriegröße direkt zu einem tauglichen Insel-Wechselrichter raten. In dieser Leistungsklasse
bestens unterwegs ist der SMA Sunny Island. Der kann dann auch dauerhaft Boiler und die
Einschaltströme deiner Pumpen ab. Ich hab hier schon mehrere Tests mit Heizlüfter und unserm Herd gemacht.
Es läuft super stabil, fast keine Spannungsschwankungen in den Schaltvorgängen. Einzig allein bei
nahe Dauervollast flakert das Licht leicht wenn mehrere kW zu und abgeschaltet werden.

Ist teurer als der Westech, meines Erachtens jedoch eine ganz andere Liga. Wenn ich von der Versorgung
leben müsste würde mir derzeit nichts anderes ins Haus kommen.

es grüßt
der skyrace
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Re: Inselanlage Kabelquerschnitt + allgemein

Beitragvon pezibaer » 16.03.2014, 00:40

Die Sache mit de Westechs im Hinsicht auf eventelle komplett Abkoppelung würd ich mir auch gut überlegen .. wenn man sich mal ansieht was eine 1000Ah OPzS 48V kostet ist der Preisunterschied zu einem Studer VT80 oder den anderen Markenwaren gegenüber den Westech LR gerade verschwindend gering .. wie auch der Aufpreis für einen guten WR ... der macht sich hier mehrfach bezahlt wenn man sich den absolut bösen Eigenvebrauch vom Westech ansieht
Zuletzt geändert von pezibaer am 16.03.2014, 00:41, insgesamt 1-mal geändert.
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