From f2049382e4aa3de95463e281624dc743d26b78bd Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "Dr. David von Oheimb" Date: Thu, 18 Apr 2024 21:07:35 +0200 Subject: [PATCH] Speicher.md,Komp.md,index.md Batterie-WR: neuer Abschnitt zum WR-Betrieb an Batterie, mit erweitertem Inhalt --- Solar/Komp.md | 17 ++-------- Solar/Speicher.md | 79 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++------ Solar/index.md | 1 + 3 files changed, 73 insertions(+), 24 deletions(-) diff --git a/Solar/Komp.md b/Solar/Komp.md index c0f43fb88a2ea..c591668c73707 100644 --- a/Solar/Komp.md +++ b/Solar/Komp.md @@ -149,7 +149,7 @@ und auf allen MC4-Buchsen ein "-", was für PV-Module passt, aber für den Wechselrichter (also auf Seite des Verbrauchers) genau verkehrt ist. ![Bild: MC4-Anschluss Wechselrichter](MC4-Anschluss_Wechselrichter.png){:width="798"} -Leider ist z.B. auf Hoymiles-Mikrowechselrichtern kein Hinweis zur richtigen +Leider ist z.B. auf vielen Hoymiles-Wechselrichtern kein Hinweis zur richtigen Polung angebracht, aber zum Glück geht er nicht kaputt, wenn man ihn verpolt. Generell sollten die Solarkabel, also die Verbindungen der Module @@ -288,19 +288,8 @@ HM-600: > 1. Bedeutet das, dass egal wieviel Strom anliegt nur 11,5 Ampere verarbeitet / abgenommen werden können. > 2. Lassen Sie bitte den Strom nicht über 15A ansteigen, da dies den Wechselrichter beschädigen kann. -Dies alles gilt im Prinzip auch dann, wenn ein Solar-Mikrowechselrichter -statt an PV-Module an eine Batterie als Stromquelle angeschlossen wird, -welche meist wesentlich mehr Strom (z.B. 100 A) liefern kann. -Der Einschaltstrom des Geräts hält sich entgegen mancher Befürchtungen -in Grenzen — ich konnte je nach Modell max. 1,5 A messen.\ -Die üblichen Hoymiles-Geräte, z.B. HM-800, funktionieren an einer Batterie -erfahrungsgemäß ohne Probleme. Auch ein Deye Sun 600, wobei der nicht selbst -regelbar ist und dann konstant 270 W je Eingang liefert. -Ein Eingang meines billigen Mars Rock SG-700W hat den Test allerdings nicht -bestanden und ist nun tot, nachdem sich das Gerät beim Hochfahren des MPPT -überlastet hat.\ -Wer da auf der sicheren Seite sein will, kann je Eingang eine auf die gegebene -maximale Belastbarkeit abgestimmte Sicherung (z.B. 15 A) dazwischenschalten. +Besondere Hinweise zum Betrieb eines Solar-Mikrowechselrichters an einer +Batterie gibt es in einem [anderen Abschnitt](Speicher.md#Batterie-WR). Übrigens ist es bei einem HM-1500 und der Verwendung von drei großen Modulen mit gleicher Ausrichtung merkwürdigerweise besonders günstig, das dritte Modul diff --git a/Solar/Speicher.md b/Solar/Speicher.md index b60bee9fb7ec4..b0dedc2b8c612 100644 --- a/Solar/Speicher.md +++ b/Solar/Speicher.md @@ -33,6 +33,7 @@ lang: de - [Zusammenfassung und Effizienzbetrachtung](#Effizienz) - [SSG-Speicherlösungen im Eigenbau](#Eigenbau) - [Implementierung der Speicher-Regelung](#Regelungsimplementierung) + - [Betrieb eines Mikrowechselrichters an einer Batterie](#Batterie-WR) - [Einfache und günstige Lösung: OpenDTU-OnBattery](#OpenDTU-OnBattery) - [Weiteres Beispiel für DC-gekoppelten Speicher](Bsp.md#SSG-DC-gekoppelt) @@ -1014,7 +1015,7 @@ derzeit um einen Eigenbau nicht herum, allein schon wegen der Batteriepreise. Außerdem muss man sich technisch gut auskennen und einige Arbeit investieren, um eine effiziente Regelung hinzubekommen. In diesem Abschnitt einige Hinweise und Beispiele, -wie es gelingen kann und wie es nicht wirklich effizient wird. +wie es gelingen kann und wie es (nicht) wirklich effizient wird. #### Implementierung der Speicher-Regelung {#Regelungsimplementierung} @@ -1080,6 +1081,69 @@ Weitere Möglichkeiten sind der [iobroker](https://www.iobroker.net/?lang=de#de/ und das Projekt [Solaranzeige.de](https://solaranzeige.de/) für Raspberry Pi. +#### Betrieb eines Mikrowechselrichters an einer Batterie {#Batterie-WR} + +Wie im Abschnitt zum [Anschluss von PV-Modulen](Komp.md#Anschluss) näher +ausgefährt, muss unbedingt die maximale Wechselrichter-Eingangsspannung +eingehalten werden, während der erlaubte Eingangsstrom weniger kritisch ist. +Die Verwendung eines Solar-Mikrowechselrichters zur Ausspeisung der in einer +Batterie gespeicherten Energie ist bei den meisten Modellen nicht vorgesehen. +Das kann zu besonderen Effekten und zu Schäden führen, nachdem eine Batterie +deutlich höhere Ströme (meist über 100 A) liefern kann als PV-Module. + +Beim Anschließen eines Wechselrichter-Eingangs an eine Batterie werden im Gerät +Kondensatoren innerhalb von Millisekunden aufgeladen, wobei meist hohe Ströme +fließen, die sich durch einen Einschaltfunken bemerkbar machen können. +Je nach Batterie, Verkabelung und Wechselrichter-Modell werden dabei Ströme von +weit mehr als 50 A erreicht, was ein gewisses Beschädigungsrisiko birgt. +Um das auszuschließen, kann man beim Anschließen des Wechselrichters den Eingang +zum [*Sanftanlauf*](https://de.wikipedia.org/wiki/Sanftanlauf#Mit_Widerstand) +(engl. _soft start_) „vorladen“, wozu es relativ einfache Möglichkeiten gibt: +* Wenn vorhanden, eine entsprechende Soft-Start-Funktion der Batterie nutzen. +* Die Verbindung zunächst nur über einen Widerstand mit ca. 500 Ohm und +5 W Belastbarkeit herstellen, der nach ein paar Sekunden überbrückt wird, +etwa mit einem Leitungsschutzschalter. +* Bei DC-Kopplung den Wechselrichter-Eingang tagsüber erst mal über den +Solarlader mit den PV-Modulen verbinden und dann erst die Batterie zuschalten. + +Ein anderes Risiko ist, dass die MPPT-Regelung eventuell nicht ausreichend +bzw. nicht schnell genug auf ein überhöhtes Stromangebot reagiert, womit ihr +Innenwiderstand zu lange zu niedrig bleibt, was z.B. Leistungstransistoren +zerstören kann. +Um das auszuschließen, kann eine generelle Strombegrenzung z.B. durch einen +DC-DC-Wandler vorgeschaltet werden, was allerdings aufwendig ist +und zu ständigen Leistungsverlusten führt. + +Die üblichen Hoymiles-Geräte, z.B. HM-300, HM-800 und HM-1500, +funktionieren an einer 24 V Batterie nach der Erfahrung vieler Nutzer auch ohne +besondere Maßnahmen problemlos. Auch z.B. ein Deye Sun 600, wobei der nicht +dynamisch regelbar ist und dann konstant 270 W je Eingang liefert. +Ein Eingang meines billigen Mars Rock SG-700W hat den Test allerdings nicht +bestanden und ist nun tot, nachdem sich das Gerät beim Hochfahren des MPPT +innerhalb weniger Sekunden überlastet hat. + +Auf jeden Fall ist empfehlenswert, auch zum Brandschutz bei möglichen +Kurzschlüssen, nahe am Ausgang der Batterie eine passend dimensionierte +Sicherung bzw. Schutzschalter (mit z.B. 63 A) einzusetzen. + +Bei Hoymiles-Wechselrichtern gibt es an 24 V Batterien allerdings ein +anderen Problem: Bei höheren Limit-Werten (also im oberen Leistungsbereich) +kommt es zu [groben Abweichungen vom Sollwert]( +https://www.photovoltaikforum.com/thread/221194-hm-400-an-batterie-limitierung-%C3%BCber-opendtu-eigenartig/?postID=3660691#post3660691). +Die Erklärung dafür ist, dass sie an jedem Eingang eine interne Strommessung +haben, bei der ab ca. 10 A Eingangsstrom eine Sättigung eintritt. +Das entspricht bei 26 V Batteriespannung etwa 240 W Ausgangsleistung +je Eingang (abhängig vom Wirkungsgrad). Bei einem HM-300, der nur einen Eingang +hat, stagniert ab diesem Wert die über die DTU (data transfer unit) gemeldete +Ausgangsleistung, während die tatsächliche Ausgangsleistung bei höheren +Limit-Werten überproportional ansteigt, bis sie bei knapp 320 W verbleibt.\ +Um Feedback über die tatsächliche aktuelle Ausgangsleistung des Hoymiles zu +erhalten, sollte man da also nicht den über die DTU gelieferten Daten trauen, +weil sie besonders bei höheren Werten stark von der Realität abweichen. +Stattdessen kann man sehr gut z.B. einen Shelly Plus 1PM verwenden, +welcher verlässliche Daten im Sekundentakt bietet. + + #### Einfache und günstige Lösung: OpenDTU-OnBattery {#OpenDTU-OnBattery} Inzwischen gibt es eine relativ einfache und kostengünstige Möglichkeit, mit @@ -1768,21 +1832,16 @@ der PV-Ertrags- und Geräte- Daten als auch zum [Steuern]( https://community.symcon.de/t/modul-beta-hoymiles-modulwechselrichter-mit-opendtu/130965) des Wechselrichters verwenden. -Leider ist die Reaktionszeit eines Hoymiles-WR auf Änderungen des +Leider ist die Reaktionszeit eines Hoymiles-Wechselrichters auf Änderungen des (relativen oder absoluten) Limits recht lang und auch noch sehr ungleichmäßig: er braucht meist etwa 5 bis 10, teils aber auch über 20 Sekunden, um den eingestellten Wert (hoffentlich) zu erreichen. Und wenn man zu schnell (z.B. nach 3 Sekunden) wieder neue Limit-Werte setzt, verhält er sich teils chaotisch. So ist durch seine Trägheit keine sehr flinke und exakte Regelung möglich.\ -Zudem kommt es beim Betrieb an einer 24 V Batterie bei höheren Limit-Werten -(also im oberen Leistungsbereich) teils zu [groben Abweichungen vom Sollwert]( -https://www.photovoltaikforum.com/thread/221194-hm-400-an-batterie-limitierung-%C3%BCber-opendtu-eigenartig/?postID=3660691#post3660691). -Um Feedback über die tatsächliche aktuelle Ausgangsleistung des Hoymiles zu -erhalten, sollte man da auch nicht den über die DTU gelieferten Daten trauen, -weil sie besonders bei höheren Werten stark von der Realität abweichen. -Stattdessen kann man sehr gut z.B. einen Shelly Plus 1PM verwenden, -welcher verlässliche Daten im Sekundentakt bietet. +Zudem kommt es an einer 24 V Batterie zu Problemen mit der Limitierung, +die am Ende des [Abschnitts zum Betrieb an einer Batterie](#Batterie-WR) +beschrieben sind. {:style="clear:both"} diff --git a/Solar/index.md b/Solar/index.md index 00be31987427b..688e8af022eb7 100644 --- a/Solar/index.md +++ b/Solar/index.md @@ -226,6 +226,7 @@ Lizenzkürzel: - [Zusammenfassung und Effizienzbetrachtung](Speicher.md#Effizienz) - [SSG-Speicherlösungen im Eigenbau](Speicher.md#Eigenbau) - [Implementierung der Speicher-Regelung](Speicher.md#Regelungsimplementierung) + - [Betrieb eines Mikrowechselrichters an einer Batterie](Speicher.md#Batterie-WR) - [Einfache und günstige Lösung: OpenDTU-OnBattery](Speicher.md#OpenDTU-OnBattery) - [Ladung des Stromspeichers](Speicher.md#Ladung) - [Konstanteinspeisung](Speicher.md#Konstanteinspeisung)