Überspannungsschutz für 24 V Insel

Hallo,

zuerst einmal vorweg: Ich habe beruflich hin und wieder mit der Planung von PV Anlagen für Einfamilienhäusern und kleinen Industriebauten zu tun. Habe auch schon selbst Anlagen in Betrieb genommen. Übliche Standardanlagen.

Jetzt geht es jedoch um eine Anlage, die ich mir selbst in den Garten stellen möchte. Durch meine Erfahrung mit PV Anlagen und der Abhängigkeit von den Herstellern was man damit machen kann und was nicht, möchte ich so viel wie möglich selbst bauen. Das heißt aber auch Kleinspannung und Sonderlösungen. Es werden insgesamt ca. 14 Panel mit ca. 21 V Leerlauf, < 10 A Kurzschluss, ca. 130 W parallel geschalten.

Für die Parallelschaltung gibt es 3 Gründe:

- Es hängen ein paar 24 V Verbraucher direkt dran (Pumpen), die nur tagsüber laufen sollen. Die 3 bisherigen Panel reichen dafür so naja.

- Anlage ist von Laien zugänglich.

- Selbstbau traue ich mir bis 60 V DC zu. Darüber lohnt auch nicht, dann könnte man fertige nehmen.

Die Elektronik wird teilweise selbst gebaut und hält bis 30 V aus, was nicht gerade viel ist. Leider hat das nicht gerade kleine Gartenhaus ein Metalldach und Blitzschutz. Das heißt Trennungsabstand ist unmöglich. Ich werde die Module in den Blitzschutz einbinden. Was aber auch heißt, dass ich einen Überspannungsschutz mit folgenden Anforderungen brauche: Typ2, besser Typ1 und 24 V Arbeitsspannung (~30 V Auslösespannung).

Passende Überspannungsableiter finde ich nicht. 24 V sind meist nur Typ 3 für Kommunikationsleitungen, mit billigen Varistoren. PV Übersapnnungsableiter sind für Minimum 600 V. Typ1 und 2 Ableiter konnte ich nur fürs 230/400 V Stromnetz finden. Kennt jemand passende Produkte? Für Vorschläge, Anmerkungen, Kritik bin ich immer offen.

ZZ

Die 24 V Verbraucher sind "dumme" Verbraucher. Diese brauchen nicht zwingend genau 24 V. Daher können und sollen diese direkt an den Panels betrieben werden und damit Umwandlungsverluste und Akkukapazität sparen.

Aktuell im Sommer:

- Springbrunnenpumpen (je höher die Fontäne, desto höher die PV Leistung ;-))

Aktuell im Winter:

- eine 24 V Glühbirne im Winter zum Wände etwas heizen/trocknen, damit die Panel auch im Winter eine Funktion haben. Die Glühbirne konnte die rel. Feuchtigkeit um ca. 10 % senken ... besser als Panel ungenutzt.

Zukunft Sommer:

- 24 V Tauchpumpe für Regenwasserfass zur Bewässerung

- etwas Warmwasser (Hände Waschen, Abwasch, aber nicht Duschen) über Eimer mit Wasserhahn und 24 V Heizelement oder so

Zukunft Winter:

- 24 V PTC Heizer für 5 vielleicht sogar 10 °C Raumtemperatur, weil der Garten auch im Winter genutzt wird, nur halt bisher ohne Nutzung Gartenhaus, weil einfach zu kalt. 0 °C im Haus ist keine Seltenheit. -5 °C kommt auch mal vor. Es soll nur ein Raum von vielleicht 15 m² geheizt werden.

Ferne Zukunft Sommer und Winter:

- 12 V LifePo Akku mit Wechselrichter für etwas Elektronik, etwas Licht und wenns reicht Akkuwerkzeug laden

- ...

Elektronik bzw. Komponenten die selbst gebaut werden sollen:

- PV Gestell

- PV Generatorkasten

- Stringüberwachung (da hier ein Panel ein String ist, wäre das eine Panelüberwachung)

- Steuerung Akkuladung

- Akkuüberwachung

- "Gebäudeautomation" zur Steuerung Verbraucher und automatischer Umschaltung Sommer und Winterbetrieb

Alles auf Mikrocontroller oder Siemens Logo Basis. Ist aber noch in weiter Ferne, da zuerst nur die 24 V Verbraucher versorgt werden sollen und später erst Elektronik, Akku und 230 V Geräte.

Was fertig gekauft wird:

- Panel (siehe erster Beitrag)

- Akkuzellen (40 bis 100 Ah bzw. 480 bis 1200 Wh)

- Akkulader (oder einfachen selber bauen, weil Wirkungsgrad ist durch Warmwasserbedarf im Sommer und Heizungsbedarf im Winter nebensächlich)

- Wechselrichter (400 bis 1000 W)

Das ist alles mehr Bastelprojekt, Machbarkeitsstudie und was tun für die Umwelt (ich könnte auch einen Benzin Generator kaufen). Mit durchkalkulierten Anlagen, ob die genug Geld abwerfen habe ich auf Arbeit genug zu tun. Das brauche ich nicht auch noch Privat. Deswegen auch mehr robuste primitive Technik, um mich nicht hinterher über sau teure Komplettlösungen zu ärgern, die nur die Hälfte von dem können was sie versprechen und ständig Probleme haben. Außerdem lernt man dabei mehr.

Alles was ich weiß ist, dass der Blitzschutz zusammen mit dem Blechdach errichtet wurde. Mehr kann ich dazu nicht sagen. Auf jedenfall habe ich vor den Blitzschutz in dem Zusammenhang zu überprüfen. Ein Abbau des Blitzschutzes kommt nicht in Frage, allein schon wegen dem doch sehr hohem Aufwand. Ist halt kein kleines Gartenhäuschen.

Und das größte Problem ist eben der Überspannungsschutz, da ich das nicht selbst bauen kann. Darf auch etwas teurer sein, denn selbstgebastelt kaputt ist schlimmer, als gekauft kaputt.

Der Modulrahmen wird mit dem Dach Verbunden und ist dadurch Teil der Blitzschutzanlage, also geerdet. Generatoranschlusskasten kommt direkt an die Panel. Wo dann auch der Überspannungsschutz rein soll.

Von den PV Paneln werden es ca. 5 m bis zur Technik sein.

Für die Technik kommt ein Erder, ca. 5 m entfernt. Hier wird der negative Pol mit dem Erder verbunden. Von hier geht auch alles Sternförmig weg.

Wechselrichter wird TN-S System.

Allerdings ist das alles Erdungsmaßnahme und hilft nichts beim Überspannungsschutz. Der 70 V Gasableiter kann die 30 V Elektronik nicht schützen. Ich suche etwas wie Dehnguard modular (Y)PV SCI. Nur halt für 24, statt füf 1000 V.