Modulare PV Anlage mit USV und Speicher

  • Hallo zusammen,

    ich beschäftige mich seit gut einem Jahr mit der Planung meiner PV. Ich habe in fast perfekter Südausrichtung 8*5m^2 zur Verfügung; obstruktionsfrei und bei so rund 30° Steigung. Ich habe seit vielen JAhren auch eine USV Anlage (Meteor 10000) mit rund 10kWh VRLA Speicher. Diesen muss ich beizeiten ersetzen da zu alt. Die USV ist auch nicht mehr Stand der Technik und will ebenso ersetzt werden. Ich bin E-Techniker und das Geld für eine PV+Speicher habe ich reserviert. Umweltschutz ist mir sehr wichtig. Bis dato ist die USV nur normal Vernetzt (=kein Festanschluss); auch das will ich ändern, so daß diese Reihenhaushälfte komplett hinter der USV hängt. Ich verbrauche derzeit 4,5MWh/a und mein Heizugsspeicher kann leider kein Einspeisung aufnehmen trotz der schönen 800l Vorrat. Die Pelletsheizung ist damit außerhalb der Betrachtung. Platz ist so mit 2m^2 und rund 2,5m Höhe vorhanden.

    Original hatte ich geplant keine Einspeisung einzuplanen, sondern alles lokal zu verbrauchen (Klimaanlage bei Überschuss), bzw. speichern (Hintergrund ist nicht so einfach darzulegen). Recht ungewöhnlich für alle Planer (und Betreiber....). Dank dem fehlenden Wasserpseicher geht das jetzt in keinem Fall mehr.


    Mitte letzten Jahres habe ich begonnen nach Anbietern und Preisen genauer zu suchen und habe mir auch einiges anbieten lassen.

    Bei den üblichen E3DC, SMA oder Huawei Komplettanlagen ist ein Unterbrechungsfreier Betrieb nicht vorgesehen. BattX scheint der einzige zu sein, welcher einen Dauerwandler vorsieht ist aber ab Werk recht schwach damit auf der Brust und der Akkuspeicher recht ordentlich im Preis. SMA bietet mit der Sunny Island schon mal was ähnliches an. Keine der mir obfferierten Techniken war aber mit einer galvanischen Trennung ausgestattet (Doppelwandler). So richtig warm bin ich aber mit keiner geworden und so ruhte das Projekt nun seit Ende November. In jedem Fall brauche ich eine USV hinter den empfindlicheren Geräten.


    Mein Gedanke war nun die PV ohne Speicher zu wählen und dafür die USV wieder dick aufzuplustern (anstatt sie durch die PV komplett zu ersetzen wie der Ursprungsgedanke).

    Mein Gedanke an LiTi (LTO) oder LiFePO4 (LFP) Technik liegt nahe, ersteres ist aber noch sehr rar am Markt obwohl prädestiniert für den Bereich. Gut LFP ist auch nett mit gutem Management und bracuht auch keine Belüftung wie mein jetztiger Speicher. Damit auch Wartungsfrei und hohe (DoD) Ausbeute; mein VRLA ist nur max. zu 50% zu gebrauchen wenn ich Lebensdauer will. Bedenkenswert ist einzig der Preis/kWh gegen Lebensdauer. Wo LFP sicher mit 6-10 Jahren aufwartet, kann ein VRLA (AGM ebenso) gerade mal so 2-3 Jahre mithalten, dann muss was neues her. Blei klingt auch nicht gerade Umweltfreundlich (bis zu dem Punkt als ich nachgeforscht habe wie seit gut 30 Jahren Pb Akkus zu 100% recycled werden inkl. Kunststoffbehälter). Mit Pb komme ich halt bei 150EUR/kWh hin und weiß ungefähr wie lange er hält. Die meisten LFP haben ja nur vermutete Lebensdauern.


    Der Reiz am Modularen (also der Trennung von PV und Speicher (und USV) ist die simple Umrüstbarkeit bei Defekt oder Aufrüstbarkeit. Die alten E3DC Akkus sind ja mit den neuen wieder nicht mehr kompatibel und andere haben sich auf 48V eingeschossen, obwohl der Wirkungsgrad darunter leidet wenn Zielspannung weit von der Eingangsspannung abweicht (generelles Problem bei Switchreglern), also eher x00V interessant wären.


    Als USV habe ich Riello (Sentinell Dual) eingeplant mit 10kVA und einem 240V Speicher mit 80Ah (Drehstrom rein, SinglePhase aus und dann zum Verteilerkasten). Die USV ist voll fernsteuerbar. Ich plane ein Schütz (optisches SSR) in der Festverkabelung einrichten zu lassen, womit die PV, eine simple Steuerung oder die USV selbst) den Zufluss steuern kann. LEIDER können nahezu alle USVs keine Lithium Akkus vertragen, daher ist der obige Akku wohl in Pb auszuführen (daher auch rund 19kWh Kapa für rund 10kWh Ausbeute). So richtig glücklich ("rund") ist das aber auch nicht.


    Abgesehen von der technisch schwer nachvollziehbaren Notwendigkeit (wat ein Aufwand für'n bisschen Sonne) steht im Kontrast zur Wirtschaftlichkeit (Primärregelung, Doppelwandler, fehlende zentrale Intelligenz (Strahlungsprognose)).


    Meine Frage: hat jemand sowas schon mal hier mal angedacht?#


    E3DC fällt wohl wegen der festen Kopplung PC+Speicher aus, SMA kenne ich zu wenig und Huawei ist innovativ, aggressiv und im Providermarkt dick dabei seit
    vielen Jahren, aber ich kenne deren "Bauteilauswahl" nicht um mir ein Gefühl von Langzeitstabilität (Elkos, FETs, SOA, Kühlung, ....). BattX klingt sehr nach Einzelkämpfer. Wenn man den PV Markt ansieht und wie viele davon schon nicht mehr existieren will ich da schon auf einen "Dauerläufer" bauen.


    Gruß

    Michael

    Victron: CCGX + 3*Multi II-3000/35 + 2* Smartsolar 250/85 + BMV700

    LG: 20* LG NEON2 LG345N1C-V5 = 6,9kWp

    Enersys: OPzS 48V/590Ah@C10

  • Hallo Michael,


    willkommen im Forum!

    Ich denke, Du könntest bei Victron fündig werden. Schau mal auf youtube auf deren Kanal "Victron Energy" und zieh Dir das ESS Video rein.

    Schau Dir meine Anlage an (Link unten in der Signatur), ich habe da etwas in der Richtung umgesetzt (Serverbetrieb).

    Lithium geht (Blei sowieso), denn Victron arbeitet mit div. Lithium Speicherherstellern zusammen.

    Offline-USV Funktion ist bei ESS Standard (mit den üblichen 20 ms Umschaltzeit), wenn es sein soll kann man Online ebenso realisieren. Das habe ich beispielsweise mit dem Generator gelöst (AC Genertor -> Lader -> Akku -> Wechselrichter). Größenordnungen kann man nach Belieben zusammenstellen.

    Die Produktreihe "Quattro" hat sogar zwei AC Eingänge, z. B. Netz und Generator - Ausfallsicherheit dürfte ein Thema sein, wenn ich das richtig interpretiere.


    Um nun Stromspeicherung und USV Funktion zu erhalten, wird z. B. der Akku für Stromspeicherung nur bis zur Hälfte entladen, damit die zweite Hälfte für Stromausfälle zur Verfügung steht.


    Frage ist nun eigentlich, ob Offline-USV Funktion (20 ms Umschaltzeit) reicht, oder ob es unbedingt online sein muss.

    Oder beides - geht auch, ein Teil der Verbraucher offline und ein anderer Teil online.


    Schau mal...


    Grüße, mmmpv

  • Hallo mmmpv

    danke für die Infos. Schön das ich nicht ganz allein mit meiner Vorstellung bin; von den PV Technikern haben mich die meisten recht erstaunt betrachtet was ich da haben will. Die meisten Kunden nutzen scheinbar PV eher als Kapitalanlage und da spielt Amortisierung und ausbeute die erste und letzte Rolle.

    Ich schaue mir Victron mal genauer an, ebenso deine Umsetzung.

    Dauerwandler, bzw. Doppelwandler soll sei , ebenso die Galvanische Trennung, was nur Doppelwandler können. Hintergrund ist auch das Thema Blitzschutz (hatte da schon mehrere Ausfälle dazu). Ich habe auch eine kleine Serveranlage dahinter, ebenso mein HomeOffice; sicher deutlich kleiner als bei dir.

    Einfache Ausfallssicherheit reicht mir, sprich wenn einer der Komponenten defekt geht ist das OK (soll aber eine Ausnahme sein).

    Die Doppelte Versorgung klingt technisch interessant (Offgrid), für mich aber überdimensioniert, da ich nur eine Energiequelle zum Netz alternativ habe und haben werde. Ich kenne da aber jemanden der hat Wasser+Wind+PV+ST am laufen und als Techniker ist das schon ein Traum das umsetzen zu dürfen (finde ich jedenfalls).


    Sitzt du so weit "Draußen" das du den Speicher (100kWh) brauchst oder verbrauchst du Nachts so viel?


    Gruß

    Michael

    Victron: CCGX + 3*Multi II-3000/35 + 2* Smartsolar 250/85 + BMV700

    LG: 20* LG NEON2 LG345N1C-V5 = 6,9kWp

    Enersys: OPzS 48V/590Ah@C10

  • Hallo Michael,


    galvanische Trennung ist kein Problem, ist nur ein zusätzlicher Wechselrichter. Damit sind jegliche Störungen, die von aussen (Netz) kommen "weg".


    Das Prinzip bei Victron ist grundsätzlich recht einfach:


    AC vom Netz ---> Victron Multi/Quattro ---> AC im Gebäude


    Victron Multi/Quattro hängt auch an der Batterie.

    Ist Netz da, schaltet Victron durch, im Haus ist das "normale" AC-Netz.

    PV Überschüsse werden durch den Victron in der Batterie zwischengespeichert bzw. gibt Victron Strom aus der Batterie (per eingebautem Wechselrichter) dazu, um den eigenen Strom zu verbrauchen.

    Fällt das AC Netz (Stromausfall), trennt sich das System vom Netz und schaltet auf Inselbetrieb um, wie eine offline USV. Sonst bleiben alle Funktionen aufrecht, also z. B. PV speichern und selbst verbrauchen.


    Und wenn man nun an die sowieso vorhandene Batterie einen oder mehrere zusätzliche Wechselrichter anschließt, hast damit schon die online-Funktion.

    Das Vicron System erkennt nur, dass da irgendetwas an der Batterie saugt.


    PV kannst auf 2 Arten ins System bringen:

    - per AC Wechselrichter (Fronius), der idealerweise auf der "inneren" Seite des Systems hängt, damit dieser bei Stromausfall weiter liefern kann. Optimal für Strom, den man in der Regel sowieso selbst verbraucht.

    - per DC/DC Wandler direkt von PV an die Batterie (Vicron MPPT), hier wird die Batterie mit dem PV Strom geladen. Optimal, wenn dieser Strom eher gespeichert werden soll. In Deinem Fall wohl deshalb zu empfehlen, da Du ständig durch den galvanisch getrennten Wechselrichter Strom aus dem Akku brauchst.

    Das Victron ESS Video zeigt alle Möglichkeiten, ich hab beides umgesetzt.


    Sozusagen kannst damit folgendes (gleichzeitig) erreichen:

    1. AC Strom vom Netz, wenn Netz ausfällt ist Strom weg

    und

    2. AC Strom vom Netz, wenn Netz ausfällt mit 20 ms Verzögerung Umschaltung auf Inselbetrieb

    und

    3. AC Strom direkt von der Batterie, galvanisch getrennt, egal was wo passiert ist immer Strom da (bis der Akku leer ist)


    Meine 100 kWh sind Blei, mit Bauchweh sollte man wohl nicht mehr als 50 % davon ausnutzen.

    Grundlast ist bei mir in der Nacht durch den Serverbetrieb ca. 2 - 2.5 kW, also eine Nacht kostet schon mal ca. 25 - 30% im Sommer. Dann ist nicht jeder vorangegangene Tag gut genug um die Akkus ganz voll zu machen, deshalb hab ich lieber mehr Kapazität.


    Grüße, mmmpv (auch Michael) :)

  • Hallo Michael,


    eigentlich funktioniert ja jede Halbinsel nach diesem Prinzip.

    Schau einfach mal unter Pv-inselanlagen nach, da findest eine Menge Beispiele in verschiedenen Größen. Michael ist mit seiner Anlage schon an der oberen Grenze.

    Grüße aus Leipzig Thomas


    Halbinsel mit Netzumschaltung (4,5 KWp)
    Module: 15 x 300WP LG Solar NeON 2 Black Cello
    Batterie: Bater 48V PzS 720 nutzbare ~10kwh
    WR: PIP 5048MS + Option auf 2ten PIP als Kaskade

  • Hallo Thomas

    klar ist meine angedachte Lösung so ein Zwischending zu einer Offgrid und Ongrid Lösung; scheinabr halt sehr selten oder schlecht zu vermarkten, denn keiner der vier PV Anbieter hatte sowas direkt im Portfolio und der fünfte halt auch nur die battX Lösung (nett aber lustig kleiner Wandler). Mir wurde da öfter die VDE 4401 um die Ohren geworfen das dies nicht gehe, gehen dürfe und wat weiß ick nit allet. Vielleicht war es einfach nicht attraktiv genug (Aufwand/Kosten).

    Schön zu lesen das es sowas durchaus gibt. Deine Lösung kommt wohl eher an meine Anwendung ran. 6kWp ist eher mein max. und so im 10kWh Speicher (als Pb halt 20kWh) schwebt mir vor. Die USV Funktion ist mir wichtig.


    Ich habe mir dazu im Vorfeld so die E-technische Verschaltung aufgezeichnet und jeweils den Unternehmen gezeigt.


    Ich denke die Frage ist eher: ist mir die USV/Doppel+Dauerwandler den Aufwand wert da mehr oder weniger einzelne Module (ohne Gesamtgarantie) zu betreiben und was ist es mir wert, denn die Verluste von so 5% sind ja nicht unerheblich. Oder eben alternativ nicht das ganze Haus damit versorgen sondern nur den kritischen Teil und Rest halt mit dem Standard PV Gedöhns.


    Da ich PV (*Solarthermie) als abosulut wichtige (Technik) erachte, will ich es umsetzen und lerne auch gerne. Die meisten Module sind ja unabhängig voneinander und damit doch überschaubar in den Eigenheiten (wobei ich da eben keine Erfahrung habe sondern nur die Specs lese und halt ein paar Screenshots der Oberflächen.


    LTO würde mich reizen (garantierte 10.000 Ladungen bei 90%DoD), aber das dauert noch udn der PReis ist einfach zu hoch. Alternativ bekomme ich 1kWh Pb für rund 150EUR, bei 20kWh sind das 3TEUR und ich muss rechnen alle 2-4 Jahre wechseln zu dürfen. Einzelne Zellendefekte sind durch die üblichen 12V Blöcke einfachst zu ersetzen und die Ladetechnik ist seit 50Jahren erprobt. LFP dürfte so seine 6-10 JAhre sicher mitmachen, liegt aber halt preislich eher im 1TEUR je kWh.


    Was hat dich zur 48V Technik gebracht? Wie lange hast du deinen Akku schon und was zeigt dein BMS in Sachen Kapa seit Beginn? Hast du einen "Offgrid Schalter" (wie mein angedachtes Schütz) und wie /wer schaltet diesen. Hat deine PIP 19" Maße? Bist du dreiphasig ins Stromnetz (wäre für mich selbstverständlich) unterwegs; die Auftteilung der PIP Brochüre fand ich intersannt einphasig und nur durch Parallelität zu erreichen. Welche Argumente hat dich zu der MPP Solar gebracht, bzw deine Umsetzung damit?


    Gruß nach Leipzig

    Michael

    Victron: CCGX + 3*Multi II-3000/35 + 2* Smartsolar 250/85 + BMV700

    LG: 20* LG NEON2 LG345N1C-V5 = 6,9kWp

    Enersys: OPzS 48V/590Ah@C10

  • Hallo Michael

    so nun zu deiner Lösung.

    SUPER das sich ein Firmengründer auch zu so einem Basic bemüht! Alle die ich bisher in dem Rahmen kennengelernt habe, war der Strom oder auch Abwärme (Klimagerät) egal, Hauptsache rentabel in zwei Jahren und bevorzugt auf Leasing. kein moderner Controller baut noch was für die Ewigkeit, sondern mietet lieber was an. Nicht meine Denke aber ich bin auch ein Öko Fossil mit einer Handwerkererziehung.

    Kurz toll, für mich ein wenig groß. Was hast du ungefähr für deinen Pb Speicher je kW gezahlt? Hat dir keiner zu Lithium xy geraten? Ich hatte VRLA zuerst als "böse" verurteilt, bis ich in den Recyclingprozess eingestiegen bin. Für mich kam Pb erst wieder ins Blickfeld als ich eine USV als Speicherlösung in betracht gezogen habe.

    Deine Ausgangssituation ist fast ideal durch Sonne=Strom=Verbrauch. Bei mir kann ich meist nur NAchts viel verbrauchen und fahre damit asynchron zur Produktion wie wohl die meisten PV Betreiber.

    Schön bei Victron sehe ich deren offene Doku und auch Infos zur Verschaltung (bei E3DC musste ich ein Technikerdokus anfordern um einige Details wie den Motorumschalter und den zweiten FI zu erfahren=> wozu Motor wenn es opt. Schütze gibt und welcher FI wenn ich galv. getrennt bin); die Grobverschaltung würde mich da interessieren, da ich wohl erst die schauen muss inwieweit ich welches Feature wie bekomme. Ich werde da nächste Woche mal tiefer eintauchen; jetzt ist bei mir gerade was anderes am brennen.

    Soweit ich es verstehe ist deine sekundär geregelt, was meiner Integrität entgegen kommt. Hast du einen "Offgrid Schalter" (wie mein angedachtes Schütz) oder ist das eher eine mögliche Umsetzung?

    Ich habe viele Kontakte zu E-Auto Entwicklerfirmen, welche den Akku im Auto als prim- Speicher am Tag (Firma+PV=> LAdung "kostenlos") sehen, so bis 2025 recht "flächendeckend" um den Energiebedarf der Wende überhaupt zu erbringen. Bis dato wird ja leider unser PV Strom zum größten teil nach Österreich in eure Pump-Speicherwerke transportiert, von denen wir ja nicht viele haben.


    Gruß

    Michael

    Victron: CCGX + 3*Multi II-3000/35 + 2* Smartsolar 250/85 + BMV700

    LG: 20* LG NEON2 LG345N1C-V5 = 6,9kWp

    Enersys: OPzS 48V/590Ah@C10

  • Michael: deine Einstellung (dein Thread zu deiner PV Umsetzung) zum Thema "Notstromversorgung der PVs" teile ich voll: da hat man Wandler, Speicher und Regelung und fühlt sich im Ausnahmezustand. Die Lokalversorgung wird da oft wenig als Hauptsache, Core-business gesehen (E3DC, auch die SMA fand ich so; Huawei war da auch nicht besser; einzig BattX ist da anders aufgestellt...hurra).


    Ich habe mal meine Originalvorstellung angehängt (leider nicht gehbar da ich den Wasserspeicher nicht nutzen kann als Hauptüberschußabnehmer).

    Dateien

    Victron: CCGX + 3*Multi II-3000/35 + 2* Smartsolar 250/85 + BMV700

    LG: 20* LG NEON2 LG345N1C-V5 = 6,9kWp

    Enersys: OPzS 48V/590Ah@C10

  • klar ist meine angedachte Lösung so ein Zwischending zu einer Offgrid und Ongrid Lösung; scheinabr halt sehr selten oder schlecht zu vermarkten, denn keiner der vier PV Anbieter hatte sowas direkt im Portfolio und der fünfte halt auch nur die battX Lösung (nett aber lustig kleiner Wandler).

    So war das auch bei mir. Keiner der "normalen" Anbieter war dazu in der Lage.

    Deswegen habe ich mir dann auch eine Elektriker gesucht, und mit ihm zusammen das alles umgesetzt. Der PV-Profi hat nur die Module auf's Dach gebracht.


    Zitat

    Schön zu lesen das es sowas durchaus gibt. Deine Lösung kommt wohl eher an meine Anwendung ran. 6kWp ist eher mein max. und so im 10kWh Speicher (als Pb halt 20kWh) schwebt mir vor.

    zum Beispiel von Solar-User, Vollkorn, kilroy93 oder Joe-Haus und noch viele andere....


    Zitat

    Die USV Funktion ist mir wichtig.

    Die hast du ja quasi automatisch, wenn der Akku noch Kapazität hat.


    Was hat dich zur 48V Technik gebracht? Wie lange hast du deinen Akku schon und was zeigt dein BMS in Sachen Kapa seit Beginn? Hast du einen "Offgrid Schalter" (wie mein angedachtes Schütz) und wie /wer schaltet diesen. Hat deine PIP 19" Maße? Bist du dreiphasig ins Stromnetz (wäre für mich selbstverständlich) unterwegs; die Auftteilung der PIP Brochüre fand ich intersannt einphasig und nur durch Parallelität zu erreichen. Welche Argumente hat dich zu der MPP Solar gebracht, bzw deine Umsetzung damit?

    48V waren recht schnell klar, wegen der sonst sehr hohen Ströme auf der DC-Seite. Der Akku läuft jetzt 1,5 Jahre.

    Der PIP hat keine 19" Maße, die Victron oder Studer übrigens auch nicht.

    Dreiphasig im eigentlichen Sinn ist es bei mir nicht, weil dann hätte ich drei PIP's gebraucht. Das Haus ist aber sehr wohl dreiphasig und der PIP speißt alle drei Phasen, aber eben Phasenparalell, so dass man keine Drehstromverbraucher betreiben kann und auch bei mehradrigen Leitungen aufpassen muss, da keine Phasenverschiebung.

    Die Umschaltung Offgird/Ongrid machen die Wechselrichter von allein, dennoch habe ich noch zusätzlich einen manuellen Umschalter.

    Die Entscheidung zum PIP ist nur wegen des sehr guten Preises gefallen. Wenn allerdings eine Firma dran hängt, würde ich zu Victron tendieren.

    Grüße aus Leipzig Thomas


    Halbinsel mit Netzumschaltung (4,5 KWp)
    Module: 15 x 300WP LG Solar NeON 2 Black Cello
    Batterie: Bater 48V PzS 720 nutzbare ~10kwh
    WR: PIP 5048MS + Option auf 2ten PIP als Kaskade

  • Frag doch mal den User pezibaer, der macht Auslegungen und vertreibt Insel- und Halbinselanlagen gewerbsmäßig und arbeitet auch viel mit Victron und hat da sehr viel Kompetenz aufgrund langjähriger, auch eigener, Erfahrung.