Hallo in die Runde,
da ich noch immer in der Planungsphase bin und alle Optionen betrachten will, bin ich aktuell beim Überlegen, die angedachte netzparallele Anlage in Richtung Insel zu erweitern bzw. von vornherein so zu bauen, dass ein gewisser Teil eben nicht netzparallel ist.
Hauptmotivationen sind (ohne Wertung der Reihenfolge):
- Spass am Basteln
- Erhöhung der Effizienz durch weniger Wandlungen
- Umweltschutz durch Vermeidung unsinnigen Mülls
- immer komplizierter werdende Regelungen und Auflagen für netzparallele Systeme
Der Startpunkt ist der folgende: Heutige 230V-LED-Lampen enthalten jeweils eine kleine Vorschaltplatine, die mit mehr oder weniger Aufwand aus 230V AC eine niedrigere DC-Spannung für die LEDs machen. Das ganze ist fest mit den LEDs verbunden und sorgt dafür, dass bei einem Elektronikdefekt schön viel Müll anfällt (in einem LED-Blog habe ich sogar gelesen, dass der Blogger noch nie eine kaputte LED hatte, sondern immer nur die Elektronik). dazu kommt, dass mir die meisten LED-Leuchten nicht gefallen bzw. Kompromisse eingehen, die ich nicht schön finde.
Zentrale DC-Systeme wurden ja schon öfter diskutiert, kranken aber meist am Verkablungsaufwand und den doch recht hohen Strömen bei niedrigen Spannungen. Darum: 48V nur für die Beleuchtung, und die wiederum nur mit LED in Form sehr simpler Grundmodule (15 SMD-LEDs in Reihe, Konstantstrom"diode" je nach Bedarf zwischen 15 und 60 mA, kleiner MOSFET). Auf einer kleinen Platine kann man das in ausreichender Anzahl herstellen und dann daraus flexible Leuchten zusammenstellen (durch die jeweils integrierten MOSFETs leicht zu schalten, ohne Probleme mit Lichtbögen oder so zu bekommen - z.B. könnte man eine Leuchte dann mit einem I2C-PWM- oder IO-Baustein ausstatten und dann bequem per I2C steuern (An/abschalten der Module, Schalten verschiedener Konstantstrom"dioden").
Als Verkabelung kann man normales Installationsmaterial verwenden, da die Ströme nicht wesentlich höher werden als bei vergleichbaren Glühlampen, was früher ja auch gut ging (Spannungsabfall stört bei 48V natürlich mehr als bei 230V, aber der dürfte sich bei den hier relevanten Strömen von sicher nicht mehr als einem Ampere pro Raum in Grenzen halten). Selbstverständlich muss man dafür sorgen, dass diese Kabel nicht mit den "normalen" 230V-Kabeln in eine Verteilung laufen, aber prinzipiell könnte man es so bauen (vor allem beim Neubau), dass die Kabel später mit vertretbaren Aufwand auch normal für 230V verwendet werden können (nicht technikaffiner Nachnutzer oder so).
Soviel zum Rahmen, nun zur PV: Sinnvoll ist das natürlich nur mit Akku, denn normalerweise braucht man bei Sonnenschein ja kaum Licht
Ausbaustufe 0 wäre dessen ungeachtet der Betrieb über ein (oder mehrere per Dioden in die 48V-Schiene einspeisende) Netzteil mit 48V. Wenn man das ganze ohnehin über einen Bus mit einem Rechner bzw. Mikrocontroller steuert, ist der aktuelle Strombedarf genau bekannt, so dass Netzteile zielgenau so geschaltet werden können, dass sie möglichst effizient laufen. Tagsüber (Kellerlicht ) könnte man damit auch schon den Strom einer netzparallelen Anlage nutzen.
Richtig spannend ist es aber erst mit Akku. Durch das Fallback auf die Netzteile genügt es, die Kapazität für den Normalfall zu planen, man muss nicht den Extremfall im Auge haben. Damit wird vermutlich ein eher kleiner Akku reichen. Ich teste das aktuell mit mehreren aus LED-Strips zusammengebauten 48V-Leuchten in unserer aktuellen Mietwohnung (aktuell ohne PV und ohne Akku an Meanwell-Netzteilen). Genau gemessen habe ich es noch nicht, aber trotz des teilweisen Einsatzes energiefressender indirekter Beleuchtung liegen wir aktuell pro Abend sicher nicht höher als vielleicht 5-7 Ah. Oben angedachtes LED-System wäre effizienter (die aktuellen Strips verballern ein Viertel der Energie in Vorwiderständen, bei obiger Konstruktion wäre es nur 1/16 in den Konstantstromdioden) und durch die geeignete Mischung aus direkter und indirekter Beleuchtung wird man sicher auch mit weniger auskommen (1A, also 48W aus LED, ist schon sehr arg hell). Aber selbst wenn wir 10Ah für einen durchschnittlichen Abend annehmen, wäre ein Akku mit nutzbaren 500 Wh schon ausreichend und recht günstig zu realisieren.
Da der wirklich große Bedarf in der dunklen Jahreszeit mit geringen PV-Erträgen anfällt, muss man das Ding entweder entsprechend gross bauen oder im Winter einfach ein paar Module der netzparallelen Anlage umhängen auf die Insel (oder einfach tagsüber per Netzteil mit dem Strom der netzparallelen Anlage dazuladen, wenn die Insel alleine nicht ausreicht - der Effizienzverlust durch die doppelte Wandlung wiegt vermutlich den Umbauaufwand der anderen Lösung nicht auf).
Darüber hinaus könnte man mit so einer 48V-Insel natürlich auch andere nette Dinge tun, z.B. Pedelec-Akkus laden (natürlich direkt, nicht über den Umweg über den Akku) oder so...
Rechtlich sollte man mit derlei auf der sicheren Seite sein, da komplett losgelöst vom Netz (das Netzteil für eventuelles Zusatzladen ist ja netzseitig nur ein Verbraucher und kann nichts einspeisen) - damit also keine Gebühren, Steuern und sonstwas... ist ja letztlich nur eine grosse Solarleuchte
Technisch dürfte sich der Aufwand in Grenzen halten, vor allem, wenn man ohnehin alles per Bus steuern will (ich plane KNX für alle Schalter und die 230V-Verbraucher, sowie die Umsetzung per Mikrocontroller oder RPi auf I2C für die LED-Leuchten). Solarseitig wäre ein MPP-Laderegler sinnvoll, dem man auf eine möglichst einfache Weise sagen kann, wieviel Ampere er gerade maximal liefern soll - hat da jemand einen Vorschlag?
Wie gesagt... das ganze ist momentan noch im Anfangsstadium der Überlegung... von daher freue ich mich über Kommentare (Wirtschaftlichkeit ist egal, ich sehe das als umweltschonendes Hobby).
Viele Grüße,
Jan