Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Speicherung von elektrische erzeugter Energie in Inselsystemen

Moderator: Mod-Team

 

0.00 (0 Bewertungen)

Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon elektrion » 11.10.2018, 07:41

Hallo Experten,

nachdem ich im laufenden Jahr nochmal 10% Netzstrom sparen konnte, möchte ich mich jetzt an die Umsetzung der geplanten Halbinsel machen.
Geplant:
4x Heckert Solar Nemo 2.0 300W an Victron SmartSolar 100/20-48 (Az.: -110°, DN: 20°)
4x Heckert Solar Nemo 2.0 300W an Victron SmartSolar 100/20-48 (Az.: +70°, DN: 20°)
3x Heckert Solar Nemo 2.0 300W an Steca Solarix PLI 5000-48 (Az.: -20°, DN: 50° aufgeständert)

Als Batterie dachte ich an einen Bleiakku 48V 3PzS 375Ah. Die durchschnittliche tägliche Entnahme wird ca. 4 kWh betragen.
Passt das mit einem Ladestrom von knapp 50 A zusammen oder soll ich eine größere Batterie nehmen?
Bin mir gerade wirklich unsicher, deshalb die Frage an das Forum.

Besten Dank vorab.
elektrion
elektrion
Neu hier
Neu hier
 
- Threadstarter -
 
Beiträge: 8
Registriert: 30.07.2017, 13:58
Info: Interessent

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon schlossschenke » 11.10.2018, 09:36

Allein vom Ladestrom dürfte das bei der Ausrichtung klar gehen. PzS werden ja sowieso in C5 angegeben und die 50A dürftest du eher selten sehen. Zur Batterieauslegung möchte ich mich eigentlich auch gar nicht äußern.

Allerdings würde ich mir nochmal über die Laderegler- und Strings Gedanken machen.
Bisher wusste ich gar nicht, dass Victron diesen Regler anbietet und ich halte ihn auch nicht für besonders sinnvoll. 144 Zellen sind im Winter grenzwertig und 120 im Sommer ebenso.
Die PzS mag sicherlich öfter mal ausgeglichen werden und der MPPT Regler benötigt eine gewisse Spannungsdifferenz zwischen Regler und Batterie. Bei einer Modultemperatur von 75° im Sommer ist das nicht mehr optimal. Der MPP liegt dann bei 57,6V. Das entspricht 2,4V/Zelle. Da liegst du schon überhalb des MPPs, weil die Regler mindestens 1V Differenz brauchen und da sind die Batterien gerade erst am voll werden. Heißt nicht, dass es nicht klappt, aber ist nicht optimal.
https://www.heckertsolar.com/fileadmin/ ... 00_web.pdf

Andererseits nicht weiter schlimm, weil du ja am Solarix 3 Module in Reihe hast. Dann übernimmt der das.
Zuletzt geändert von schlossschenke am 11.10.2018, 09:43, insgesamt 1-mal geändert.
980Wp - Victron 100/50 - Soltronic MPPT7520 - 12V 260Ah - Multiplus 12/2000 - BMV700
schlossschenke
Fleißiges Mitglied
Fleißiges Mitglied
 
Beiträge: 532
Registriert: 07.02.2013, 18:55
PV-Anlage [kWp]: 0,98
Speicher [kWh]: 3,12
Info: Betreiber

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon pvx » 11.10.2018, 09:42

Hi elektrion,

eine PzS sollte möglichst nicht dauernd mit stärkeren Strömen als C10 geladen werden. Bei 375 Ah also 38 A. Da Deine Module nicht optimal ausgerichtet sind wirst Du 50 A selten erreichen. Das geht also in Ordnung.
Der von Dir angedachte Akku speichert neu ca. 20 kWh. Um ihn zu schonen sollten nicht mehr als 30 bis 50% entnommen werden, also 6 bis 10 kWh. 4 kWh passt also wenn Du ihn alsbald wieder lädst.

Bedenken solltest Du, dass es vor allem darauf ankommt, den teilentladenen Akku innerhalb von einer Woche wieder ganz voll aufzuladen. Das schaffst Du mit der PV-Leistung im Winter und bei schlechtem Wetter nicht. Da musst Du aus dem Netz nachhelfen. Dabei ist es wichtig, dass Du Dich nicht von der SoC-Anzeige Deines Ladereglers täuschen lässt, sondern die Elektrolytdichte (SD) manuell kontrollierst. Lade die neuen Zellen zunächst voll (auch wenn sie angeblich voll geliefert werden) und miß dann die SD jeder Zelle einzeln. Die so ermittelten Werte dienen Dir dann später als Referenz. Wenn Du diese SDn erreichst ist der Akku zu > 97 % voll. (Um aussagekräftige Wert zu bekommen brauchst Du ein Thermometer und um die schädliche Säureschichtung zu vermeiden musst Du eine Elektrolytumwälzung (EUW) einbauen Das Starkladen unter starkem Gasen, das die EUW ersetzen und die Drift der Zellen ausgleichen soll, ist schädlich, verschwenderisch und technisch überholt.)
Nun erscheint es kleinlich, sich um die letzten < 3 % SoC zu kümmern. Aber diese Vernachlässigung führt eben zu der bekannten schleichenden Sulfatierung - mit jedem Zyklus bleibt ein wenig Sulfat unumgewandelt zurück. Über die Jahre sammelt sich das an. Aus vielen Wenig werden dann 20 % und die nominale Lebensdauer ist erreicht.
Wenn Du die Abnahme des Ladestroms bei Gasungsspannung verfolgst kannst Du sehen, wie auch noch das restliche Sulfat umgewandelt wird, wie lange das dauert und wie tief der "Schweifstrom" fällt. Das erscheint anfangs aufwändig, aber wenn Du dann raus hast, wie lange das bei Deinem Akku geht, kannst Du es ein Jahr lang so machen. Nach einem Jahr solltest Du diese Entsulfatierungszeit und den Schweifstrom wieder kontrollieren.
Die unvermeidliche Drift gleichst Du mit einem modernen BMS aus.
Achtung! Diese Art Akkupflege ist neu. Viele altgediente Akkutechniker sehen die Vorteile dieses fortschrittlichen Verfahrens als mühsam erkauft an und machen lieber ihren seit 40 Jahren gewohnten Trott weiter. Der sichert ihnen als Händler auch regelmäßig mehr Umsatz. :mrgreen: Du kannst Dich von den Vorteilen von ein wenig Sorgfalt von Anfang an selbst überzeugen wenn Du immer wieder mal den Schweifstrom im voll geladenen Zustand [u]bei Gasungsspannung[/u prüfst. Wenn der Akku dann nach 200 Zyklen eine höhere Kapazität als anfangs hat, hast Du alles richtig gemacht und Lebensdauer gewonnen.

Den ganz neuen Akku solltest Du wenn Du ihn ganz voll geladen hast, zu allererst einmal mit hohem Strom - > C5, bei Dir also > 75 A - 10 Minuten belasten, damit sich die Sulfatkeime möglichst zahlreich und möglichst klein bilden.

Gern begleite ich Dich bei der Inbetriebnahme des neuen Akkus und der Interpretation der Messwerte.

Übrigens würde ich mit der Anschaffung bis Frühjahr warten, denn es kommt jetzt immer weniger PV-Strom, den Du speichern kannst.

Freundliche Grüße
pvx
pvx
Forumsinventar
Forumsinventar
 
Beiträge: 1911
Registriert: 04.01.2012, 12:23
PV-Anlage [kWp]: 0,001
Info: Betreiber

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon elektrion » 11.10.2018, 15:15

@schlossschenke
Danke für den Hinweis. Mir war bisher nicht bewusst, dass die Modultemperaturen doch so hoch werden können. Ich hatte bis 60°C gerechnet und fand die Spannungswerte im Zusammenhang mit dem Laderegler schon ziemlich grenzwertig. Bei 75°C sieht das Ganze natürlich noch weniger optimal aus. Also für den Hochsommer eher nichts. Das muss ich mir tatsächlich nochmal überlegen, denn mit dem Überschuss im Sommer will ich ein kleines Klimagerät betreiben.
Den Laderegler habe ich bisher nur bei einem Anbieter gesehen. Auf der Seite von Victron wird das Gerät in der 48V Version nicht (mehr) vorgestellt oder beworben. Für den Preis habe ich leider auch nichts vergleichbares gefunden.

@pvx
Danke für die ausführliche Beschreibung. Dann werde ich die 375 Ah Batterie nehmen. Die ist auch gewichtsmäßig noch im grünen Bereich und ich muss nicht mit Bodenabsenkung rechnen. Mit dem Frühjahr hast Du recht. Ich werde Deinem Rat folgen und mich im Herbst/Winter auf die Vorbereitungen beschränken. Wäre Schade, wenn die Batterie gleich Schaden nimmt.
Wenn es soweit ist, nehme ich Dein Angebot sehr gerne an.

Danke nochmals für eure Antworten

Gruß
elektrion
elektrion
Neu hier
Neu hier
 
- Threadstarter -
 
Beiträge: 8
Registriert: 30.07.2017, 13:58
Info: Interessent

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon pvx » 11.10.2018, 19:47

----- :D ------
pvx
Forumsinventar
Forumsinventar
 
Beiträge: 1911
Registriert: 04.01.2012, 12:23
PV-Anlage [kWp]: 0,001
Info: Betreiber

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon pezibaer » 11.10.2018, 19:59

pvx hat geschrieben:
Den ganz neuen Akku solltest Du wenn Du ihn ganz voll geladen hast, zu allererst einmal mit hohem Strom - > C5, bei Dir also > 75 A - 10 Minuten belasten, damit sich die Sulfatkeime möglichst zahlreich und möglichst klein bilden.


Fachlich komplett falsch.. Ein echter Chemiker sollte wissen das sich bei hohem Entladestrom einer Komplett vollen Batterie vorangig wenige und große Keime bilden. Und genau der Zustand von wenigen Großen keimen ist eine unerwünschte Ausgangsbasis.
950wp, PR3030,100/50 MPPT.PI1100,BMV600,DIY Steuerung,EnergyBull
490wp,DIY PWM
1470wp,DIY MPPT
Wohnhaus 100% PV Insel:13,47kwp,3xMppt,BMV700,CCGX,2xMultiplus 5000, OPzS/PzS => 4150Ah/c100/48V

100% PVInsel Liveview
SDM630 Logger
INSEL WIKI
Benutzeravatar
pezibaer
PV-Forum Einstein
PV-Forum Einstein
 
Beiträge: 13464
Registriert: 27.02.2013, 17:21
Wohnort: AT => Gratwein(STMK)
PV-Anlage [kWp]: 16,47
Speicher [kWh]: 215,00
Info: Großhändler

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon pvx » 12.10.2018, 19:32

Ja pezibaer, wo hast Du denn diesen Unsinn aufgeschnappt: Dass sich "bei hohem Entladestrom einer Komplett vollen Batterie vorangig wenige und große Keime" bilden.

1. Sind Keime immer submikroskopisch klein.
2. Wachsen Kristalle auf den Keimen.
3. Bei niedrigen Entladeströmen bilden sich wenige Keime und die wenigen wachsen dann zu wenigen großen Kristallen heran.
4. Bei hohen Entladeströmen bilden sich viele Keime und die wenigen wachsen dann zu vielen kleinen Kristallen heran.
5. Grund für 3. und 4. ist das thermodynamische Potential, das Keime entstehen lässt.

Das sind Binsenweisheiten, die jeder Chemiker von Fällungen aller Art kennt.

Das ist übrigens genau das, was beim Formieren an der Oberfläche der Elektroden geschieht. Mit hohem Strom, begrenzt durch die Stromtragfähigkeit der Ableiter (Gitter), Verbinder und durch den Elektrolytwiderstand.
Um große Kristalle zu züchten wählt man immer eine möglichst geringe Potentialdifferenz zwischen Lösung bzw. Schmelze und Kristall. Deswegen geht das auch so langsam. Beispiel Si-Einkristallzucht.

Also, wer hat Dir diesen Bären aufgebunden? Zitiere doch mal.

Freundliche Grüße
pvx
pvx
Forumsinventar
Forumsinventar
 
Beiträge: 1911
Registriert: 04.01.2012, 12:23
PV-Anlage [kWp]: 0,001
Info: Betreiber

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon e-zepp » 12.10.2018, 20:58

Servus @pvx, auch wenn ich Dir hier was die Keimbildung betrifft ausnahmsweise recht gebe frage ich mich doch wozu
der Hinweis zur erstmaligen Entladung des neuen Akkus mit hohem Strom gut sein soll ?
Bei jeder richtigen Vollladung bauen sich doch nicht nur die Kristalle ab, es verschwinden doch auch deren Keime wieder.
Wozu bitte sollte also dieser einmalige Vorgang am neuen Akku nützlich sein ?
Nach den Ausführungen von Uwe Sauer wäre es theoretisch interessant vor jedem Entladezyklus so eine kurze, hohe
Stromentnahme zwecks Keimbildung zu initiieren. Das ist aber technisch weder leicht zu verwirklichen noch realistisch weil
es bei einer Inselanlage normalerweise keine eindeutige Trennung von Lade- und Entladezyklus gibt.

e-zepp

p.s : über Punkt 4 solltest Du nochmal drüber schauen und aus "wenigen" auch "viele" machen sonst ist es Stuss :)
" bilden sich viele Keime und die wenigen wachsen dann zu vielen kleinen Kristallen"
e-zepp
Forumsinventar
Forumsinventar
 
Beiträge: 5975
Registriert: 07.06.2012, 11:39
PV-Anlage [kWp]: 4,4
Info: Betreiber

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon pezibaer » 12.10.2018, 21:17

pvx hat geschrieben:Also, wer hat Dir diesen Bären aufgebunden? Zitiere doch mal.

Ich wollte eigentlich den Sauer den jetzt auch Phillip hervorgeholt hat zitieren, den ich schon vor geraumer Zeit durch hab, und hab gerade beim durchforsten der Dis festgestellt das ich das mit der Bildung verdreht hab, die Wenigen großen Keime mit geringer Oberfläche negativ sind, hatten gepasst nur die Bildung dazu war natürlich verkehrt. Deswegen kann ichs schwer zitieren..*sorry mein Fehler*... Jetzt darfst dich monatelang daran erfreuen und immer wieder hervorholen das du mich einmal zurecht korrigieren durftest :lol:

Jedoch dahingehend ist die Thematik der Großoberflächen Kristallbildung für den Inselbetrieb nicht wirklich Praxis relevant und findet in der Inselpraxis keinen nutzen... Warum und wieso das so ist hat Phillip schon erklärt. Deswegen ist eine Empfehlung einer hohen Erstentladung nach Volladung im PV Inselbetrieb vollkommen wertfrei..Eine PV Insel Batterie ist keine Starterbatterie im KFZ, denn dort findet das täglich Anwendung bei jedem Startprozess

Weiters sollte man auch in Betracht ziehen das Sauer,(jetzt weiß ich warum ichs verdreht hatte), im Resumee auch erwähnt das sich seine Betrachtungsweisen rein auf das Ladenentladen beziehen, jedoch nicht auf Kapazitäsverhalten, und die Kapazität durch die Bildung von vielen Kristallen, wie es typisch ist für eine Hohe Erstentladung leidet, da die Passivierung der Oberfläche dadurch forciert wird, und sich dann NoNa auch natürlich weiter auswirkt. Und das ist für Insulaner wesentlich Praxis relevanter.
950wp, PR3030,100/50 MPPT.PI1100,BMV600,DIY Steuerung,EnergyBull
490wp,DIY PWM
1470wp,DIY MPPT
Wohnhaus 100% PV Insel:13,47kwp,3xMppt,BMV700,CCGX,2xMultiplus 5000, OPzS/PzS => 4150Ah/c100/48V

100% PVInsel Liveview
SDM630 Logger
INSEL WIKI
Benutzeravatar
pezibaer
PV-Forum Einstein
PV-Forum Einstein
 
Beiträge: 13464
Registriert: 27.02.2013, 17:21
Wohnort: AT => Gratwein(STMK)
PV-Anlage [kWp]: 16,47
Speicher [kWh]: 215,00
Info: Großhändler

Re: Halbinsel: Optimale Batteriegröße vs. Ladestrom

Beitragvon pvx » 13.10.2018, 19:47

e-zepp, Sauer nimmt vollständig entsulfatierte Elektroden an. Das ist reine Theorie und praktisch nicht erreichbar.
Die Keime würden, wenn überhaupt, nur bei bei absolut vollständiger Entsulfatierung verschwinden. Also zu "99,999999 %". Das ist wegen der Wasserstoffentwicklung nicht erreichbar. Sie setzt schon bei einer Ladespannung ein, bei der die Entsulfatierung zwangsläufig stagniert.
Bei der unter normalen Umständen erreichbaren Entsulfatierung (SoC 99,9 %) - Schweifstrom bei Gasungsspannung fällt bei weiterem Laden nicht mehr - bleiben die Keime und auch winzige Kristalle darauf erhalten. Deshalb ist es sinnvoll anfangs viele Keime durch kurze Starkentladung zu schaffen. 10 ms lang Kurzschluss wäre ideal, aber ohne spezielle Ausrüstung weder realisierbar noch zu empfehlen.
Schon ein Entsulfatierungsgrad von 99,9% wird bei der leider noch immer üblichen überholten Ladetechnik nach Zeit nicht einmal erreicht und auch nicht häufig genug. Da gilt die Zelle als voll geladen wenn die SD den Neuwert erreicht. Weil die vierte Stelle der SD ( 1,29x) nicht gemessen wird, gilt die Zelle üblicherweise schon bei SoC 97...99 % als voll. Deshalb sulfatieren die Elektroden mit jedem Zyklus mehr als nötig.

Keime kannst Du Dir als submikroskopische Kratzer - lokale Veränderung der Bleikristallstruktur vorstellen. Die geht nur durch Auflösen der obersten Atomlagen weg. Das geschieht beim Laden nicht.

Freundliche Grüße
pvx
pvx
Forumsinventar
Forumsinventar
 
Beiträge: 1911
Registriert: 04.01.2012, 12:23
PV-Anlage [kWp]: 0,001
Info: Betreiber

Nächste

Zurück zu Speichersysteme OffGrid



Ähnliche Beiträge


Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 0 Gäste