Insel mit Netzanschluss

  • Hallo,


    ich bin neu hier und was das Thema PV angeht auch völlig unerfahren.
    Ich möchte mich aber erst vorstellen. Mein Name ist Matthias, bin 36 Jahre alt und wohne mit meiner Frau, zwei Kindern und Hund in einem ca. 350m² großen Einfamilienhaus Bj. 1980.


    Ich habe bereits vor einigen Jahren über eine Insellösung meines Einfamilienhauses nachgedacht, gelesen und recherchiert. Ursprünglich war es geplant ein Kleinst-BHKW im Selbstbau zu realisieren. Dies wurde aber nach einer fast 1/2 jährlichen Recherche aufgrund Jobwechsels und daraus resultierendem, chronischem Zeitmangel verworfen, Man möchte schließlich noch Zeit für seine Familie etc. haben und nicht nur am Basteln und reparieren eines Hobby "Kleinst-BHKW" sein.


    Letztlich habe ich einen Teil meiner Planungen bis heute nicht geändert, möchte nur das BHKW durch eine PV-Anlage ersetzen.


    Folgende Daten liegen vor:
    Stromverbrauch jährlich: ca. 5.500-6.000kWh (ist viel, ich weiß).
    Grundlast nachts: ca. 0,1-0,15 kW. (über ein Jahr mit Datenlogger ermittelt.)


    Nun zur Idee:
    Ich möchte eine "günstige" Teil-Insellösung schaffen. Und zwar haben wir seit Erwerb des Hauses die Räumlichkeiten z.T. renoviert. Die renovierten Bereiche werden ausschließlich über LED-Technik (12V) beleuchtet. Diese separaten Stromkreise werden derzeit über entsprechende Trafos versorgt, sind aber so vorbereitet, dass man diese z:B. über eine Batterie versorgen kann.


    Aufgrund meiner damaliger Überlegungen habe ich noch einen Wechselrichter 24V/220V mit 2000 VA und echter Sinuskurve von der Bundeswehr günstig bekommen. Dieser liegt hier noch rum.


    Meine Idee ist also PV-Module mit insgesamt ca. 1,5 kW Leistung auf das Dach zu montieren (45° Neigung, exakt Südseite (180°)). Den Strom der Module dann in Batterien zu puffern (2 x 12V 240 Ah AGM Batterien in Reihe oder sogar dazu noch zwei parallel schalten, so dass man 480 Ah Kapazität erreicht). Von hier sollen die Stromkreise wie 12 V Beleuchtung direkt über einen 24V/12V DC/DC Wandler versorgt werden. Über den Wechselrichter sollen Kühl- und Gefrierschränke, sowie Heizungsanlage versorgt werden. (Hier sind vielleicht noch 2-3 Kreise von normaler 230V Beleuchtung möglich, welche später umgestellt werden kann). Als letztes habe ich noch zwei 300 ltr. Warmwasserspeicher mit integrierter Wärmepumpe herumstehen. Eine davon soll ggf. auch über den Wechselrichter betrieben werden.


    Nun zu den Details:
    Ich würde Gebrauchtmodule bevorzugen, da diese a) deutlich günstiger sind und b) ich möglichst geringe Investkosten haben möchte und nicht auf Teufel komm raus irgendwo noch eine kWh rauskitzeln muss. Jede kWh die vom Dach kommt, spart derzeit ca. 27ct. Je günstiger die Investsumme, umso schneller die Amortisation. Ich weiß natürlich, dass man bei Ladereglern etc. doch auf Qualität achten muss. Dies sollen auch nicht die billigsten werden. Meine Frage ist hier, ob es egal ist, wieviele Module man in Reihe schaltet, wenn MPPT Regler an den 24V Batterien verbaut werden? Natürlich muss die Leerlaufspannung im zulässigen Bereich des MPPT-Reglers liegen. Kann man z.B. 3 Module mit ca. 40V Leerlaufspannung in Reihe schalten kann, wenn der Regler z.B. 150V zulässt. Oder hat dies negative Einflüsse und ich muss daher jedes einzelne Modul separat zum Regler führen?


    Bei den Ladereglern habe ich schon viel gelesen bin mir aber noch nicht sicher, was für ein Gerät man letztlich wählen sollte.


    Bei den Batterien ist mir auch klar, dass die AGM Batterien nicht das Gelbe vom Ei sind, aber dies ist auf dem Markt meiner Recherche nach das günstigste ohne absolut ungeeignete Batterien zu kaufen.


    Ich gehe davon aus, dass bei der Einbindung der 12V Kreise und der Stromkreise für Kühlschränke etc. keine Einwände bestehen.


    Nun zur Einbindung des Warmwasserspeichers und dessen Hintergrund. Die Wärmepumpe meines Speichers hat eine Leistungsaufnahme von ca. 600W. Mit einem COP von geschätzten "echten" 3 würde sie somit 1800W Wärmeenergie produzieren und speichern. Angegeben ist ein COP von 3,5, dann würde sie 2100 Watt machen.
    Ich möchte über eine separate Steuerung die Spannung der Batterien messen und kurz vor Abschaltung der Solarmodule durch den Laderegler die Wärmepumpe starten. Somit könnte z.B. an sonnigen Sommertagen der überschüssige Strom vom Dach, welcher sonst weder direkt verbraucht, noch in den Batterien gespeichert werden kann, in Wärme umgewandelt und in Form von Warmwasser doch gespeichert werden. Bei 10°C Wassereingangstemperatur und einem aufheizen auf 60°C würde man immerhin 17,445 kWh speichern können. Bei einem COP von 3 der Wärmepumpe ist dies immerhin eine "Pufferung" von 5,815 kWh Strom aus der PV-Anlage. Das Warmwasser des Speichers würde ich im ersten Step über eine Thermostatbatterie an meine Waschmaschine und evtl. Spülmaschine anschließen. Bis max. 60°C sollte die Maschine das meinen Recherchen nach abkönnen und wärmer wäscht man heutzutage in der Regel eh nicht. Somit bräuchte die Waschmaschine ihre Elektroheizung gar nicht erst starten und ein Großteil dieses Verbrauchs wäre zumindest im Sommer eliminiert. DIe Waschmaschine selbst bleibt am normalen Stromnetz des EVU, wie auch alle anderen Großabnehmer (Ofen, Herd, Trockner etc)


    Die Batteriegröße habe ich mit mindestens 240Ah gewählt, da ich davon ausgehe, dass ca. 150W Grundlast besteht. Dies wären pro Stunde bei 24V ca. 6,25 Ah Verbrauch. D.h. ich könnte ca. 38h Grundlast puffern. Wenn die Anlage funktioniert wie sie soll, würde ich mit zwei weiteren Batterien parallel auf 480Ah erweitern wollen. Daher würde ich die Anlage auf dem Dach bei Gebrauchtmodulen auch etwas großzügiger dimensionieren, so dass die Anlage auch die Chance hat die Batterien und auch den Warmwasserspeicher zu laden. Dies geht natürlich nur im Sommer.


    Der größte individuelle Vorteil dieser Variante für MICH ist hier, dass der Warmwasserspeicher und der potenzielle Batteriestandort in einem derzeit als Abstellraum genutzten, separaten Raum stehen könnten, wo ich die Waschmaschine auf der anderen Seite der Wand erreiche. Die Spülmaschine ist ebenfalls auf kurzem Wege zugänglich und meine E-Verteilung meiner 12 V Stromkreise habe ich auch dorthin verlegt, so dass alles auf kürzestem Wege versorgt werden könnte. Dieser Raum war damals als BHKW Standort mit 24V Batteriepuffer geplant. Daher habe ich meine Warmwasserspeicher nie weggeschmissen und habe noch den Wechselrichter, sowie bereits diverse elektrische Bauteile liegen. Selbst eine nagelneuen 24V Lichtmaschine, welche damals an das BHKW als Generator geflanscht werden sollte; ist vorhanden.


    Bei dieser Lösung wäre auch eine spätere Nachrüstung eines BHKWs zur Warmwasser- UND Stromerzeugung nicht ausgeschlossen, denn diese beiden Systeme würden sich hinsichtlich der Sommer-/Winterunterschiede im Strom- und Wärmebedarf super ergänzen.


    Eine SPS ist auch vorhanden, die meine Wärmepumpensteuerung übernehmen soll. Derzeit steuert sie nur meine Jalousien nach Zeit und Dämmerung und regelt meine Außenbeleuchtung (auch 12V).


    In allererster Linie geht es mir um die Zusammenhänge von 24V Batteriepuffer, Laderegler und Spannung der Module. Dies habe ich noch nicht richtig verstanden. Ich würde mich freuen, wenn ihr mir hier ein paar Erläuterungen geben könntet.


    Danke und Gruß
    Matthias

  • Hab gerade selbst gesehen, dass eine Annahme nicht passt. Die 1,5kWp auf dem Dach sind zu wenig. Vermutlich müsste dies auf ca.3,5-4kWp erhöht werden. Ansonsten kommt nicht mehr genug Ertrag vom Dach. Hab gerade herausgefunden, dass das langjährige Mittel hier bei ca. 870 kWh pro kWp liegt. Im Januar liegt es oftmals sogar nur bei 10-12 kWh pro kWp. Das reicht natürlich im Winter nichtmal für nen Kühl- und Gefrierschrank. Dann stellt sich aber wieder die Frage, was man im Sommer mit dem ganzen zu viel erzeugten Strom macht, wenn man ihn nicht einspeisen will und nicht speichern kann. Ggf. könnte die SPS dann noch geschickte Steuerungsoptionen übernehmen, so dass ggf. Waschmaschine etc. auch über die PV laufen, zumal Wasser ja nicht mehr geheizt werden muss.


    Ich hätte auch in Summe noch ca. weitere 450 ltr. Speicher, worin man Wärme speichern könnte. Und bevor ich die PV-Anlage abschalte, könnte ich auch den im Sommer betriebenen Pool beheizen.....


    Welche Größe würdet ihr als realistische Größe annehmen? Damit meine ich nicht eine vollständige Inselllösung, sondern die Abdeckung des Grundbedarfs von ca. 150 W ganzjährig?

  • Vielleicht hab ich es überlesen aber wo ist der Standort?
    Wenn du Geld beim Fensterrausschmeissen willst bist du bei AGM genau richtig. Batteriepreise rechnen sich über (Preis/entnehmbare kwh) und dabei sind AGM Grottenschlecht

    Wohnhaus 100% OFFGRIDInsel: 13,47kwp,5xMppt,BMV700,CCGX,2xMultiplus 5000, OPzS/PzS => 4150Ah/c100/48V
    TeichInsel: 930wp, 2xVictron Mppt 100/15, BMV600, SolarixPI 1100, 400Ah/OPzS 24V

    100% PVInsel Liveview | SDM630 Logger | INSEL WIKI

    "Denn auch eine Beziehung muss wie eine Insel sein. Man muss sie nehmen, wie sie ist, in ihrer Begrenzung - eine Insel, umgeben von der wechselvollen Unbeständigkeit des Meeres, immer während vom Steigen und Fallen der Gezeiten berührt." Anne Lindbergh

  • Hi,


    was du auch übersiehst.....bei der Akkugröße und der Grundlast sind deine Batterien mit deiner Entnahmerechnung innerhalb kürzester Zeit Schrott.
    Du kannst nicht die komplette Kapazität entladen, auch nicht bei guten Bleibatterien.
    Dort sind auf Dauer eigentlich auch nur 30% gesund.
    1,5 KWp an Solarleistung ist auch deutlich zu wenig, im Winter hast du extrem wenig Ertrag und wenn du größere Akkus nimmst (die du wohl brauchst wegen der 30% Entladung max.) verhungern die im Winter und gehen wegen zu wenig Ladestrom bzw. wegen nie erreichen der Ladeschluss-Spannung auch kaputt.


    Wenn man einen Großteil der Akkukapazität verwenden will und danach nicht sofort wieder aufladen kann ist man mit LiFePO4- Akkus besser dran.
    Sind deutlich teurer aber haben eben den Vorteil das die dir 80% Entladung nicht übel nehmen auch wenn die danach nicht wieder geladen werden oder lange in dem Zustand verbleiben.
    Wenn du davon 300 oder 400 Ah nimmst könnte das besser funktionieren.
    Wenn du Bleibatterien (Nasszellen) verwendest brauchst du deutlich mehr Kapazität, das wird dann auch teurer (außer gebrauchte Staplerbatterien wo meist aber der Zustand nicht ganz klar ist......und der Pflegeaufwand höher ist).
    LiFePO4 Akkus kannst du kleiner wählen, sind dafür teurer und du brauchst definitiv ein Batterie-Management-System das die Zellen überwacht.


    Grüße
    Michael

  • Hallo,


    Vielen Dank für die bisherigen Antworten. Der Standord ist in 26197 Ahlhorn/ Großenkneten.


    Sind Staplerbatterien denn geeignet? Ich kenne jemanden von einem Staplerservice. Evtl. Käme man dort an Batterien ran....

  • Hi,


    nunja Staplerbatterien sind dafür gedacht das sie entladen und geladen werden, was im Altag nicht gerade zimperlich gemacht wird.
    Aber die wollen dann natürlich gepflegt werden, Wasserstand regelmäßig checken und vor allem auch die müssen voll geladen werden und das nicht zu selten......sonst sterben auch die schnell vor sich hin.
    Außerdem brauchst du genug Leistung um die beim Laden auch in die Adsorbtionsphase zu kriegen.....ohne das die auch mal ordentlich "blubbern" und damit das Elektrolyt durchmischen sind sie auch schnell nur noch Bleischrott.


    Du brauchst auf jeden Fall mehr Solarleistung, wenn du Module gebraucht günstig bekommst (hör auf die Jungs hier im Forum, die wissen was sie tun) dann lieber mehr aufs Dach packen um in Spitzenzeiten zu viel Strom zu haben als grade so an der Grenze und im Winter viel zu wenig.


    Grüß
    Michael

  • Zitat

    Außerdem brauchst du genug Leistung um die beim Laden auch in die Adsorbtionsphase zu kriegen.....ohne das die auch mal ordentlich "blubbern" und damit das Elektrolyt durchmischen sind sie auch schnell nur noch Bleischrott.


    Bevor man jetzt komplett Schwarzmalt.
    Ne noch gute Stapler zum günstigen Preis wäre fast ideal.
    die Komponenten der Anlage muß natürlich aufeinander abgestimmt und eingestellt sein.
    Ein wenig nach dem rechten schaun muß aber auch sein.
    Lesestoff :mrgreen:
    http://www.photovoltaikforum.c…aplerbatteri-t106613.html
    http://www.photovoltaikforum.c…trieb-genomm-t102178.html

    PIP 2424HS an 750Wp 3xShinsung Black Mono250 +1,5Kwp (6xShinsung Black Mono250)
    an FPS 100/50 an Bluebatt 24v 465Ah

    EA Sun ISolar SMV III 3K

    EA Sun SP 3K-24
    Siliken 3,3i 3,25Kwp 13xShinsung Black Mono 250
    VW T4 mit Evective 2000w + Varta 110Ah +0Wp

  • Zitat von Matzedonien2

    Hallo,


    Vielen Dank für die bisherigen Antworten. Der Standord ist in 26197 Ahlhorn/ Großenkneten.


    Sind Staplerbatterien denn geeignet? Ich kenne jemanden von einem Staplerservice. Evtl. Käme man dort an Batterien ran....


    Wenn du an eine gut gebrauchte sehr preiswert heran kommst ist das ideal. Am Batteriestandort sollte dann eine Belüftungsmöglichkeit vorhanden sein. Es sind keine Erweiterungen geplant und 24 Volt ist die "richtige" Spannung?


    Hast du mal bei deinem 2000 VA BW-Wechselrichter den Standybyverbrauch gemessen und die reale Leistungsfähigkeit ermittelt?
    Mit 2000 VA kommt man im Haushalt schnell an seine Grenzen. Es ist oft preiswerter gleich auf 48 Volt mit >5000 VA Wechselrichter zu setzen.


    Realisieren kann man das mit zum Beispiel Victron-Geräten, Multiplus als Wechselrichter mit Netzbatterielader und dem Blue Solar als PV-Laderegler. Oder mit einem preiswerten All in One Gerät, dem PIP4048. Der Victron arbeitet mit einem Ringkerntrafo und sollte daher schon um einiges länger halten als der PIP. Ob da der Mehrpreis gerechtfertigt ist muss jeder selber für sich entscheiden. Der Standbyverbrauch ist beim PIP auch um einiges höher als beim Victron.


    Es gibt auch noch andere Geräte von Studer/Steca etc. Das sollen nur ein paar Beispiele sein.



    MfG

  • Zitat von Backo


    Der Victron arbeitet mit einem Ringkerntrafo und sollte daher schon um einiges länger halten als der PIP.
    MfG


    Worauf stützt sich diese Aussage/Vermutung :?:

  • Bitte nicht immer wieder das gleiche. Das haben wir schon X Fach durch das Thema. Das sind keine Vermutungen. Das ist Basisgrundwissen von Offgrid WR topologien und Schaltung , das ist und war schon immer so undxwird sich nie ändern. Also bitte nicht immer wieder die gleichen unnötigen Fragen aufwärmen es wird nicht besser.

    Wohnhaus 100% OFFGRIDInsel: 13,47kwp,5xMppt,BMV700,CCGX,2xMultiplus 5000, OPzS/PzS => 4150Ah/c100/48V
    TeichInsel: 930wp, 2xVictron Mppt 100/15, BMV600, SolarixPI 1100, 400Ah/OPzS 24V

    100% PVInsel Liveview | SDM630 Logger | INSEL WIKI

    "Denn auch eine Beziehung muss wie eine Insel sein. Man muss sie nehmen, wie sie ist, in ihrer Begrenzung - eine Insel, umgeben von der wechselvollen Unbeständigkeit des Meeres, immer während vom Steigen und Fallen der Gezeiten berührt." Anne Lindbergh