Erweiterung der PV-Anlage um neue Module und event. Batteriespeicher - ein Bündel von Fragen

Hallo liebe PV-Gemeinde,

aufgrund Eurer zahlreichen Hinweise und Tipps zur Kombination von Wärmepumpe und PV-Anlage möchte meine PV-Anlage nun erweitern. Da dies nun thematisch aber in eine andere Richtung als mein ursprüngliches Thema geht, mache ich hier ein neues Thema auf.

Hintergrund: Wir haben das Haus meiner Schwiegereltern in den letzten zwei Jahren kernsaniert und umfangreich angebaut. Die Oma hat auch noch ein kleines Appartement erhalten, so dass wir nun gemeinsam in einem Mehrgenerationenhaus wohnen werden. Im Rahmen der Kernsanierung wurde allerdings ein Wasserschaden entdeckt, so dass der gesamte Estrich raus musste. Das hat dazu geführt, dass während der Sanierungsarbeiten bei gleichzeitigem Erhalt der Bewohnbarkeit für meine Schwiegereltern die Planungen des Energieversorgungssystems umgeworfen wurden. Wir haben überall auf 340 m² eine Fußbodenheizung eingebaut. Statt einer Gasbrennwert-Heizung und Solarthermie ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe und eine PV-Anlage installiert worden. Um diese PV-Anlage geht es nun.

Zur bestehenden PV-Anlage:

Wir haben uns an der im letzten Jahr noch geltenden 10kwp Grenze orientiert und uns daher für 29 Module LG NeOn 2 (9,86 kwp) in SSO-Ausrichtung und dazu dem WR SMA Tripower 10.0 entschieden. Die Module hängen an zwei Strings (1x14 Module, 1x15 Module). Die Wärmepumpe ist SG-Ready fähig, so dass hier zukünftig ein effektiver Betrieb der Wärmepumpe möglich sein sollte. Ebenfalls wird der Notheizstab im Warmwasserpuffer über eine Funksteckdose betrieben, die anspringen kann, bevor die Einspeisung beginnt.

Grundsätzlich läuft die Anlage zufriedenstellend. Allerdings gibt es auch Aspekte, mit denen ich nicht zufrieden bin und die ich nun teilweise noch korrigieren möchte. Der Grund für die teilweisen Fehlplanung liegt hauptsächlich in der "holprigen" Planung durch den Haustechniker mit einem separatem Elektriker, die zwar vertrauensvolle Handwerker sind und uns in unserem Projekt fair und ehrlich unterstützt haben, die jedoch keine spezialisierten Solarteure sind und wir die Anlage zwischen zahlreichen anderen Aufgaben gemeinsam geplant haben. Ich habe also keine Vorab-Planung und kein "Alles-Aus-Einer-Hand"-Angebot. Ich habe da auf meine Handwerker vertraut. Je mehr ich mich mit dem Thema aber beschäftige, desto kritischer schaue ich auf die Anlage und möchte Planungsfehler bei einer Erweiterung möglichst vermeiden.

Im Anhang seht Ihr ein Bild des Daches.

Im Folgenden habe ich Fragen zu vier Planungsbereichen, die ich einzeln posten werde, um etwas Struktur herein zu bekommen:

1. Optimierungsmöglichkeiten der bereits installierten Anlage

2. Erweiterung der Anlage auf der Westseite

3. Erweiterung der Anlage auf der Ostseite

4. Perspektivische Erweiterung der Anlage um einen Batteriespeicher.

Für Profis wie Euch sind diese Dinge wahrscheinlich ganz klar. Es wäre daher super, wenn Ihr mir bei der ein oder anderen Unklarheit weiterhelfen und Ihr mir damit mehr Planungssicherheit geben könntet.

Vorab schon einmal vielen Dank.

LG

M.

1. Bestehende Anlage (Ärgernisse und Optimierungsmöglichkeiten):

Im Bild sehr Ihr die GRÜNEN Module. Diese sind bereits installiert und mit zwei Strings an den SMA Tripower 10.0 angeschlossen.

a) Dimensionierung des Kabels vom WR zum Zählerschrank. Als der Estrich noch draußen war, haben wir nach den Kabelverbindungen vom WR zum Zählerschrank gefragt (Die Kabel haben wir selber gezogen). Der Eklektiker sagte, dass bei dieser Größenordnung der Anlage ein Nym 5x2,5 auf 10 Meter Länge vollkommen ausreichen würde. Da mir das sehr klein dimensioniert vorkam aufgrund der Kabeldicke für die Unterverteilungen (sogar 16mm² - die sind im Nachhinein allerdings deutlich zu groß dimensioniert; besser wären 10mm" gewesen) habe ich da mehrmals nachgehakt. Aber er blieb dabei. Daher haben wir ein 5x2,5 Kabel vom WR zum Zählerschrank liegen.

Grundsätzlich hat der Elektriker Recht, die Verluste des Kabels unter Volllast betragen: 14,5 x 0,017 x 10 / 2,5 = 0,986 V. Das entspricht einem Verlust in Höhe von 0,42%, mit der Abriegelung auf 70% sind es nur 0,3%. Rechnerisch hätte sogar ein 5 x 1,5mm² gerade noch ausgereicht. Nichts desto trotz haben hier ja wirklich fast alle ein 5x4mm², 5x6mm² Kabel oder noch größer zum Zähler liegen. Das halte ich auch für sinnvoll, da der geringe Mehrpreis sich schnell amortisiert, aber noch viel wichtiger man für eine mögliche Leistungssteigerung der Anlage für die Zukunft gerüstet ist.

Das einzige, was ich noch machen könnte, wäre ein Aufputzkabel zu verlegen und außen um das Haus herum zu gehen. Da dieser Weg länger ist (ca. 18m), müsste ich hier für eine Verbesserung mindestens auf ein NYM 5 x10mm². Mit Kabelkanälen käme ich hier ca. auf Zusatzkosten von etwa 200 EUR. Ärgerlicher wäre aber noch die Arbeitszeit und die Aufputzverlegung in einem sonst schönen Raum.

Was meint Ihr:

- Kabel neu legen oder das kleine Kabel akzeptieren?

- wie wirkt sich diese Entscheidung auf die geplante Erweiterung (s.u.) aus?

b) Optimierung einzelner Module mit SMA TS4-R.

Ein Teil der Module auf der rechten Seite des Giebels wird bei tiefstehender Sonne ab ca. 14: 30 Uhr/15 Uhr durch den Giebel und den Schornstein an der Vorderseite des Giebels verschattet. Die Anlage soll ja gerade im Winter möglichst viel Ertrag bringen. Ich habe gelesen, dass man mit dem Modul SMA TS4-R einzelnen Module, die verschattungsbetroffen sind optimieren kann. Der Nachbar hat eine gleich große Anlage mit einem ähnlichen System von Solar-Edge. Seine Module stehen deutlich mehr und länger im Schatten. Dennoch sind unsere Erträge beinahe gleich groß. Ich gehe davon aus, dass dies durch die Einzeloptimierung gelingt.

Daher meine Fragen:

- Lohnt es sich die 5-7 PV-Module, die es betrifft mit dem TS4-R auszustatten?

- Habt Ihr da Erfahrungen?

LG

M.

2. Erweiterung der PV-Anlage auf der WWS-Seite:

Aufgrund Eurer zahlreichen Hinweise habe ich mich dazu entschieden, die Anlage zunächst auszubauen, ehe ich über einen Batteriespeicher nachdenke. Ich habe bereits einen dritten String und Erde unter den Dachpfannen im Giebel auf der WWS-Seite liegen (auf dem Bild in BLAU eingezeichnet). Da nun zum 1.1.21 für mich überraschend die Grenze von 10kwp auf 30 kwp angehoben wurde, stellt der Mehraufwand und die EEG-Umlage auch kein Hindernis mehr da. Das werde ich nun auch definitiv angehen. Auf den Giebel passen 9 weitere Module der gleichen Bauart mit 3,06 kwp. Diese müssen nun an WR und Zähler angeschlossen werden. Hierzu habe ich mehrere Optionen durchgedacht:

a) Anschluss an den bestehenden WR Tripower 10.0:

Der WR hat noch Platz für einen String. Außerdem ist er für eine Eingangslast von 15kwp ausgelegt. Die maximale Ausgangsleistung beträgt 10kw. Durch die Begrenzung auf 70% komme ich 7kW, wenn alle Module zusammen laufen. Allerdings beginnt die Eingangsspannung erst bei 320V. Die 9 Module sollten aber nur auf eine Eingangsspannung von 315 V kommen (und das bestimmt auch nur unter Volllast).

Meine Fragen:

- Kann ich die 9 Module an diesen WR anschließen?

- Sind alle Kenngrößen in Ordnung oder geht man da in Grenzbereiche?

- Ist die 70% Begrenzung des WR auf 7kw bei einer 13kwp Anlage überhaupt noch wirtschaftlich?

- Kann es Probleme mit der geringen Eingangsspannung geben?

b) Austausch des Tripower 10.0 gegen einen SMA Sunny Tripower STP 15000.

Vorausgesetzt, ich kann den aktuellen WR zurückgeben (z.B. wegen Planungsfehlern) oder mit Verlust verkaufen, würde für diese Anlage meiner Meinung nach der SMA 15000er gut geeignet sein. Hier hätte ich die Ausgangsleistung auf 10,5 kw gedrosselt, was bei insgesamt 13 kwp ein recht guter wert wäre. Zudem beginnt hier der MPP-Bereich bei 240 V. wodurch man bei den 9 Modulen im grünen Bereich sein sollte.

Meine Fragen:

- Ist es sinnvoll unter diesen Bedingungen alles über einen WR laufen zu lassen?

- Sind zwei MPP-Tracker ausreichend für drei Strings?

- Habt Ihr Erfahrungen mit dem Verkauf von gebrauchten (aber fast neuen) WR?

c) Ergänzung des Tripower 10.0 um den Tripower 4.0:

Alternativ könnten die 9 Module an den SMA Tripower 4.0 angeschlossen werden. Ich denke, dass die Kosten in etwa gleich wie bei Variante b) sein werden, da der aktuelle WR ja mit Verlust verkauft würde. So würde die Leistung auf 9,8kw begrenzt sein (0,7*10 + 0,7*4). Wahrscheinlich ist es sogar gut, dass aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtung zwei unterschiedliche WR verwendet werden.

Meine Fragen:

- ist es bei unterschiedlicher Ausrichtung der Module sinnvoller, einen separaten WR zu verwenden?

- benötigt der zusätzliche WR eine eigene Verbindung zum Zählerschrank (ich habe noch ein 5x 2,5mm² Kabel zur Reserve liegen)?

- werden die beiden WR miteinander verbunden, so dass die Einspeisung über ein gemeinsames Kabel läuft? Wenn ja, wie funktioniert das genau?

LG

M.

3. Erweiterung der PV-Anlage auf der WWS-Seite und auf der OON-Seite?

In dem anderen Thema hatte mir jemand empfohlen, die Anlage ebenfalls auf der OON-Seite (auf dem Bild in GELB eingezeichnet) zu erweitern, da er sie so groß machen würde, wie es nur geht. Allerdings würden hier nur 6 Module installiert werden können, da der Weg über das Dach zum Schornstein frei bleiben soll. Dieser Schornstein wirft natürlich auch den Tag über seinen langen Schatten über diese Giebelseite. Außerdem habe ich nur noch einen String im Dach frei, eine zusätzliche Leitung zu ziehen, würde ich aufgrund des Aufwandes ausschließen.

Mein Bauchgefühl sagt, dass dies wahrscheinlich keine gute Idee ist. Dennoch meine Fragen:

- Macht es überhaupt Sinn, diese 6 Module unter diesen Bedingungen (Ausrichtung leicht nach Norden, verschattungsanfällig, nur an einen String mit Westausrichtung anschließbar) zu installieren?

- Könnte man diese 6 "Ost-Module" mit den 9 "West-Modulen" zusammenschließen, wenn man das TS4-R-Modul bei allen Modulen verwendet (natürlich auch teuer)?

LG

M.

4. Perspektivische Erweiterung der PV-Anlage um einen Batteriespeicher.

Ich möchte mich zunächst auf den Ausbau des Daches konzentrieren und hier möglichst viel unter den gegebenen Bedingungen rausholen. Eine Optimierung werde ich vor allem durch die Einstellung der Wärmepumpe versuchen. Dennoch ist die Verteilung des erzeugten Stromes über den Tag und insbesondere die Nutzung für den Haushaltsstrom an sonnenreichen Tagen perspektivisch auch interessant. Aktuell käme ein Speicher aus der LG RESU-Serie in Betracht, gemeinsam mit dem SMA Storage 3,7 (einphasig).

Auch hierzu hätte ich ein paar Fragen:

- Eine größere Dimensionierung als den 3,7 ist bestimmt aufgrund der Einphasigkeit nicht machbar (Hintergrund ist das 5x2,5 Kabel zum WR, das ja wahrscheinlich mit 20 A abgesichert ist. Beim SMA Storage 5.0 lägen ja schon 21,7 A auf der Leitung), oder?

- Wie verhält es sich in folgender Situation: Es ist Nacht, der Speicher ist voll. Alle Verbraucher sind aus. Jetzt schalte ich entweder die Wärmepumpe (Starkstrom) oder den Herd (Starkstrom) ein. Beide sind ja 3-Phasig. Wird der Strom nun

a) extern bezogen , weil der Batteriespeicher nur 1-phasig ist, d.h. die Batterie bleibt voll?

b) der Strom aus dem Speicher entnommen und tatsächlich für den Starkstrom auf drei Phasen verbraucht?

c) der Strom extern bezogen auf drei Phasen, im gleichen Zug aber auch aus der Batterie eingespeist?

- Benötigt der Batteriespeicher eine separate Leitung zum Zähler?

- Wie werden 1 bzw. 2 Wechselrichter und ein Batteriewechselrichter miteinander verbunden?

LG

M.

Zitat von citystromer

Meinst du, diese Bleiwüste liest sich jemand durch ...?

Mach mal alles kurz und knapp. Dann erfährst du, was geht.

lg

citystromer

Vielen Dank für Deine Antwort.

Du hast recht. Ich war anscheinend im Schreib-Flow. Ich schreibe schnell eine Zusammenfassung.

LG

M.

Hallo zusammen,

nachdem mich citystromer zu recht darauf aufmerksam gemacht hat, dass meine Ausführungen deutlich zu lang sind, versuche ich es jetzt mit kurzen Daten und Fragen.

Bestandsanlage:

29 x LG NeOn 2 mit SMA Tripower 10.0, Ausrichtung SSO, die Anlage ist mit einer Wärmepumpe verknüpft und soll entsprechend der Rahmenbedingungen möglichst groß ausfallen, aktuell 9,86 kwp.

1. Optimierungsfragen zur Bestandsanlage (GRÜNE Module):

- Vom WR zum Zähler geht ein NYM 5x2,5mm² Kabel (Länge 10m). Das hat im Volllastbetrieb ca. 0,3% Verlust. Lohnt es sich, ein NYM 5x10 mm² (Länge ca. 18m) neu Aufputz zu verlegen, um einerseits die Verluste zu reduzieren, aber andererseits insbesondere die Anlage für die Zukunft bei höherer Leistung "fit" zu machen?

- Auf der rechten Seite neben dem Giebel, habe ich ab nachmittags bei 5-7 Modulen teilweise deutliche Verschattungsprobleme. Kann ich diese mit dem TS4-R Modul von SMA lösen/optimieren? Habt Ihr da Erfahrungen?

2. Erweiterung der Anlage um 3,06 kwp auf der WWS-Seite (wie soll ich das mit dem WR lösen)?

- Kann/soll ich die Erweiterung auf der Westseite um Module (BLAUE Module) an den bereits installierten Tripower 10.0 anschließen?

- Wäre es sinnvoll, den Tripower STP 15000 zu installieren (und den 10.0 zu ersetzen)?

- Soll ich für die Erweiterung zusätzlich den Tripower 4.0 installieren?
- Wozu ratet Ihr mir und wie sieht in dem Fall die entsprechende Verkabelung aus?

3. Lohnt sich eine OON-Erweiterung um 6 Module?

Jemand aus dem Forum meinte, die Anlage auch nach Osten um 6 Module (GELBE Module) zu erweitern. Da ich nur noch einen String frei habe (und an die Westseite mit anschließen müsste), die Ostseite tw. verschattet wird und die Ausrichtung nach leicht nach Norden geht, ist meine Frage ob das sinnvoll ist (eventuell mit TSR-4 Modulen) oder ich das sein lassen sollte.

4. Lohnt sich perspektivisch ein Batteriespeicher (wenn ja, was ist zu beachten)?

- welche Leistungsgröße des Batteriewechselrichters (z.B. SMA Storage 3.7) ist maximal drin (auf einer Phase bei 2,5 mm²)?

- könnte ich nachts die Wärmepumpe oder den Herd (Starkstrom, 3-phasig) laufen lassen und dafür den einphasigen Strom aus dem Batteriespeicher nutzen?

- Wie sieht die Verkabelung des Batteriespeichers (z.B. LG Chem RESU) mit ein oder zwei Wechselrichtern aus. Werden noch separate Kabel zum Zähler benötigt?

Für Details habe ich die Kenndaten und Hintergründe in den Beiträgen 1-5 bereits beschrieben.

Ich hoffe diese Kurzfassung ist hilfreich.

Vielen Dank vorab.

LG

M.

Zitat von pflanze

Diesen Schwachsinn bitte sofort ausschalten. Einspeisung ist kein Notfall sondern vernünftig! Geizstab ist unvernünftig. Wozu hast du die WP?

Vielen Dank für Deine Antworten.

Diese Frage werde ich auch nochmal stellen. So wie ich das verstanden habe, sagt der Haustechniker die WP geht entweder in die Heizung oder in in den Warmwasserspeicher. Ich befürchte aber selbst auch, dass das eine Umgehung der Smart Grid Steuerung sein soll, die für ihn vermutlich komplizierter ist umzusetzen.

Zitat von pflanze

sinnVOLL belegen ohne Speicher.. Daran ändert auch viel Text nix.

Alles klar. Danke, das ist eindeutig.

Zitat von pflanze

Nein. Das ist Frevel an Ressourcen. 10² für 10 kVA? Aua!!!

Die 0,3 Prozent kümmern dich, aber der Geizstab wird gefeiert? Autsch.

Alles klar. Dann stimmen meinen Berechnungen ja. Dein Vergleich bringt es ja auf den Punkt. Danke.

Zitat von pflanze

Warum ist gelb so wenig? Ich sehe hier einen 3ph WR Süd und ein 1ph OW.

Es sind nur 6 Module wegen dem Zugang zum Schornstein über das Dach. Ok, ich verstehe, dass ich da dann auch nochmal mit einem kleinen WR dran könnte. Ich würde aber auch nochmal eine neue Stringleitung benötigen, die ich nicht habe und die auch nur mit sehr viel Aufwand gelegt werden müsste. Daher hatte ich die Ostausrichtung ausgeblendet. Zudem wirft der Schornstein einen langen Schatten. Hast Du hier Erfahrungen mit diesen TSR-4 Modulen?

LG

M.