Hallo zusammen, für meine Frage muss ich erst einmal einen Hintergrund geben: Ich mache mir momentan Gedanken um ein Neubauprojekt und als E-Techniker habe ich natürlich die eine oder andere Idee im Kopf. Mir schwebt folgendes vor: - Trennung von 230 V-Netz für Steckdosen und Versorgung für Licht und restliche Haustechnik (ist meines Wissens ohnehin Stand der Technik) - Versorgung von LED-Licht, Rollläden, Schließanlage, Heizungssteuerung mit 24 V - Stützen des 24 V-Netzes per Bleiakku Letzteres hätte in meinen Augen den Vorteil, dass das zentrale Netzteil nicht auf den Maximalbedarf ausgelegt sein muss (alle Rolläden laufen, Heizung regelt, Festbeleuchtung), sondern nur auf die durchschnittliche Dauerleistung und als Bonbon bekommt man die temporäre USV gleich mit. Wenn man in dem Moment die Verbraucher der Haustechnik sinnvoll schaltet (keine Festbeleuchtung, Rolläden nur noch einmal in "sicheren Zustand", ggf. Notlicht), hat man noch eine ganze Weile Strom für Infrastruktur und Schließanlage. Dass man sich mit einem 24 V-Netz andere Herausforderungen (höhere Ströme, große zu verlegende Querschnitte, keine Sicherungsautomaten, Kontaktabbrand durch Schalten unter Last bei DC) einhandelt, ist mir bewusst, das möchte ich hier mal aus der Diskussion herausnehmen. Möchte ich gesondert abwägen. Die einzelnen "Steuerungsknoten" (CAN) möchte ich selbst entwickeln, darunter auch eine Art Arbitrierung in einem Versorgungs-Controller, wo über CAN ein Strom "angefordert" und freigegeben werden muss. Darüber kann man unnötige Spitzen durch simultanes Anlaufen mehrerer Verbraucher schon mal verhindern. Erfahrung mit Embedded-Entwicklung ist vorhanden und man kann ja stufenweise implementieren: Zu Beginn will man es mindestens mal hell und warm haben und Rolläden haben. Sonderfunktionen und weitere Haustechnik kann man später anbinden. Zur eigentlichen Frage: Ich bin von Haus aus Digitaltechniker, habe also mit der Steuerung und Regelung wenig Probleme. Meine Eingangsspannung zu filtern, bekomme ich gestemmt - man wird sich mit den langen Versorgungsleitungen wohl einiges an Störungen, Induktion, usw. einfangen. Ausgangsseitig ein paar FETs und Relais anzusteuern, ist auch kein Problem. Nun zur eigentlichen Frage: Bei der Leistungselektronik fehlt es mit etwas an Erfahrung. Wie verschaltet man Netzteil, Batterie und 24 V-Netz, so dass die Batterie geladen, aber nicht überladen wird, das 24 V-Netz aus dem Netzteil gespeist und vom Akku gestützt wird? Wie ein Laderegler im Solobetrieb funktioniert, verstehe ich. Mehr oder weniger stromgeregelt / strombegrenzt laden bis 80%, danach spannungsgeregelt bis Ladeschlussspannung und dann die Spannung verringern auf Erhaltungsladung. Analog dazu: Wenn ich das Netzteil nur an die Verbraucher anklemme, habe ich eine reine Spannungsregelung, die nur durch den verfügbaren Maximalstrom bzw. Auslegung / Absicherung der Anlage begrenzt ist. Und nun in Kombination? Angenommen, der Akku ist leer. Dann will ich den ja wahrscheinlich mit C/10 laden, also sagen wir mal 10 A. Meine Verbraucher liegen in dem Moment vielleicht bei 15 A. Ich schätze mal, dass ich dann als Führungsgröße der Spannungsregelung den Strom vom Netzteil in die Batterie heranziehe und das auf 10 A regele. Gibt das nicht Probleme in dem Fall, wenn die Batterie eine viel kleinere Impedanz als der Verbraucher hat (ich begrenze die Spannung, um nicht über Ladestrom C/10 der Batterie zu gehen und deshalb gehen meine Verbraucher in Unterspannung)? Wie ist denn das anderenorts gelöst? Im KFZ wird ja klassisch nur die Spannung auf Ladeschlussspannung geregelt und die Gutmütigkeit des Bleiakkus ausgenutzt. In modernen Autos mit Bordnetzcontroller vielleicht nicht - aber wie dann? Da der Keller schlechter belüftet ist als der Maschinenraum im Auto, will man denke ich kein Gasen der Batterie riskieren. Eine Akku-Temperaturabschaltung sollte denke ich auch nicht fehlen. Auch eine Zellenschlusserkennung, die dann den Akkuteil der Schaltung abtrennt. Außerdem: Relais oder Solid State für die Verbindungspunkte Netzteil - Akku - Netz? Ich denke man hat es in dem Fall schon mit hohen Strömen im mittleren bis hohen zweistelligen A-Bereich zu tun. Viele Grüße Thomas
Bin zwar ebenso nicht so bewandert in dem Gebiet, aber die Idee eines unabhängigen 24 V Netzes treibt mich auch schon eine Weile um. Was ich an deinen Ausführungen etwas vermisse, wie exakt sollen es denn 24 V sein? Denn Ladeschlusspannung ist ja bei den neueren Batterien eher bei 27 bis zu 28 V. Willst du die dann direkt einspeisen? Sonst würde es evtl. sinn machen, wie bei einer Online-USV zwei Wandler zu verwenden. Der erste hängt an der Steckdose und lädt den Akku und stellt im Normalbetrieb auch die Leistung für die angeschlossenen Geräte bereit. Der zweite Wandler hängt dann am Akku und spiest in dein Hausnetz ein. Die Wandlerverluste sind dabei natürlich höher, aber inzwischen sind wir ja bei 99% Wirkungsgrad angekommen. Dann ist nur noch die Frage, ob die Akkuspannung nicht evtl. sogar bei 36 oder 48 V liegen sollte, sodass der Wandler am Ausgang nur ein Steop-Down-Wandler sein muss und nicht beide richtungen unterstützen muss. Wenn die Akkuspannung sonst in die Nähe von Uout kommt, wird's problematisch. Also das eher ein Denkansatz als eine Lösung von mir. Bin selber jedenfalls gespannt auf Lösungsansätze. Btw. kannst auch mal ausrechnen ob sich der Einsatz von LiFePo-Akkus anbietet, die ja angeblich eine wesentlich längere Haltbarkeit haben. Denn die Bleigel-Akkus, wie man sie aus dem USV-Bereich kennt, sind ja spätestens nach 3 Jahren hinüber.
Hast Recht, Moe, das habe ich vergessen zu beschreiben: Ich dachte daran, die Verbraucher auf 24 V auszulegen, aber ca. 20..30 V-tolerant auszulegen. Ergo Batterie-Ladeschlussspannung direkt einspeisen. Nehme ich beispielsweise die meisten Rolladenmotoren für 24 V, angegeben mit +/- 20% und dann fällt je nach Bauart noch am FET oder der H-Brücke was ab, dürfte das schon passen. Ich hatte sogar schon an ein zweites 5V-Netz parallel zu den 24 V gedacht, um nicht jedem Busteilnehmer einen eigenen Step-Down Wandler spendieren zu müssen. Problem ist dann denke ich aber der Spannungsabfall auf der Leitung, wenn man mal ein paar Relais gleichzeitig schaltet. Von der Idee bin ich also wieder abgekommen. 48 V nicht in einer Zwischenstufe, sondern im internen Netz wären schön für kleinere Querschnitte, aber da viele Busteilnehmer schlicht uC (5 V und ein paar mA) sind, wird die Auswahl an Spannungsreglern sehr klein. Eventuelle Abwärme muss ja auch wieder UP-Dosenkompatibel sein. Ein Online-USV-Ansatz nützt mir glaube ich nicht, denn mindestens den zweiten Wandler muss ich wieder auf Spitzenlasten auslegen. Mein Gedanke war ja, die Versorgung moderat auszulegen und Spitzen mit dem Akku abzufedern. Vielleicht hilft hier auch ein Kondensator, wie man ihn aus dem Car Hifi-Bereich kennt? Über die Haltbarkeit habe ich auch schon nachgedacht. Blei ist sehr dankbar im Handling, bei Li* muss man m. E. sehr gut aufpassen, keinen Sprengsatz zu bauen. A propos, kennt sich jemand mit dem Thema Brandschutz beim Betrieb von Pb-Akkus im Haus aus?
Hi ihr beiden, bin gerade dabei ein ähnliches Netz aufzubauen, benutze derzeit LIFEPO4 Zellen von K2 insgesamt 1200 Einzelzellen. Ladung über Solarpanels inkl. BMS und Wechselrichter mit peak 10kW Dauerleistung 3kW. Umschaltung zur Einspeisung ins Hausnetz nur nachts solange der Solarwechselricher nicht arbeitet (nur Kühlschränke und Beleuchtung) solange die Batteriespannung über 22,8Volt ist. Umschalter mit Vorrang für Batterie. Grüße Rolf
Moe schrieb: > Was ich an deinen Ausführungen etwas vermisse, wie exakt sollen es denn > 24 V sein? Denn Ladeschlusspannung ist ja bei den neueren Batterien eher > bei 27 bis zu 28 V. Man könnte ja mal von einer Spannung zwischen 20V und 28V ausgehen, und sich die möglichen Verbraucher ansehen: LEDs kann man so auslegen, daß sie maximal 16V brauchen. Zusammen mit einem geschalteten Stromregler laufen die in diesem Bereich. DC Motore mit 12V (bzw. 14V) passen auch, solange sie mit PWM gesteuert werden. Da kann man sogar sicherstellen, daß sie bei 20V genauso laufen wie bei 28. Elektronik ist mit Schaltreglern eigenlich immer zu betreiben, 24V Relais passen auch. Eine immer notwendige galvanische Trennung der Versorgung ist hier nicht erforderlich. Mit billigen chinesischen Schaltreglermodulen kriegt man auch eine USB-Ladebuchse für ein-zwei Euronen hin. Für mich klingt das gut. Also 24V Akku mit Ladegerät, möglicherweise zusätzlich solar. MfG Klaus
Klaus schrieb: > LEDs kann man so auslegen, daß sie maximal 16V brauchen. Zusammen mit > einem geschalteten Stromregler laufen die in diesem Bereich. Genau, mit KSQ und PWM-Ansteuerung. Ich denke an "Matrix LED" mit abwechselnd warm-und kaltweißen Reihen. Farbtemperaturregelung im Wohnzimmer: Leider geil ;-) > DC Motore mit 12V (bzw. 14V) passen auch, solange sie mit PWM gesteuert > werden. Da kann man sogar sicherstellen, daß sie bei 20V genauso laufen > wie bei 28. Ob mich wirklich interessiert, ob der Rollo 20% schneller unten ist? Endlagenerkennung per Hall-Element ist für 1 Euro pro Rolladen erledigt... Ich tendiere hier zu 24 V Motoren. > Elektronik ist mit Schaltreglern eigenlich immer zu betreiben, 24V > Relais passen auch. Ganz genau. > Eine immer notwendige galvanische Trennung der > Versorgung ist hier nicht erforderlich. Verstehe den Satz nicht. Ich habe als Versorgung folgendes im Sinn: Irgendwo wird ein Rack seinen Platz finden, in dem Ethernet-Switch, DSL, NAS, CAN-Ethernet-Gateway (Banana Pi), SAT-IP Matrix usw. untergebracht werden. Hier stelle ich mir dann ein 19" Labornetzteil mit RS-232 Steuerung oder sowas in der Art vor. Je nach dem, ob man das an einem Punkt erdet oder floating betreibt, hat man ja eine SELV oder PELV - wäre für den Zweck beides OK. Im Normalbetrieb ist die Spannung ja sogar berührungssicher untergebracht. > Für mich klingt das gut. Also 24V Akku mit Ladegerät, möglicherweise > zusätzlich solar. Ja, PV-Anlage ist eine optionale Erweiterung. @Rolf: Deine Lösung klingt mir nach 230 V-Netz mit Wechselrichter? Ich möchte die 24 V direkt verteilen / nutzen, also mehrere Spannungsquellen im Parallelbetrieb. Das Netzteil bzw. evtl. später PV soll sowohl die Verbraucher versorgen alsauch die Batterie laden. Die Batterie soll gleichzeitig puffern. Also keine "Umschaltung" mehrerer Betriebsarten. Hast Du bei dem Akku besondere Sicherheits-/Brandschutzvorkehrungen getroffen?
Thomas S. schrieb: > Ich möchte die 24 V direkt verteilen / nutzen, Könnt Ihr gern machen. Denkt aber bitte daran, Eure Pb-Akkus aller 3 Jahre zu erneuern, wenn Ihr noch die vollle Kapazität/Akkugesundheit erwartet. Bei einem Haus, was 100 Jahre halten soll sind exotische Lösungen selten von Dauer. Es gibt genug andere Baustellen im Haus. http://www.vpb.de/
Thomas S. schrieb: >> DC Motore mit 12V (bzw. 14V) passen auch, solange sie mit PWM gesteuert >> werden. Da kann man sogar sicherstellen, daß sie bei 20V genauso laufen >> wie bei 28. > > Ob mich wirklich interessiert, ob der Rollo 20% schneller unten ist? > Endlagenerkennung per Hall-Element ist für 1 Euro pro Rolladen > erledigt... Ich tendiere hier zu 24 V Motoren. Geht ja nicht nur um die Drehzahl, sondern auch das Drehmoment. Außerdem bleibt noch so das eine und andere Volt an der Ansteuerung liegen. Induktive Last und PWM ist schon mal ein Abwärtsregler an sich. Aber das muß man von Fall zu Fall entscheiden. Thomas S. schrieb: >> Eine immer notwendige galvanische Trennung der >> Versorgung ist hier nicht erforderlich. > > Verstehe den Satz nicht. War so gemeint: jedes Gerät braucht ja doch eine Stromversorgung. Betreibt man es von 230V sollte die Versorgung galvanisch getrennt sein, sonst kann es gefährlich in den Fingern kribbeln. Hat die Versorgung nur 24V ist das kein Problem. Fürs Notebook, den Router etc. braucht man nur noch einen passenden Regler ohne diese Trennung. Reglermodule mit 3A bekommt man für einsfufzig, mehr Strom gibts auch. Damit kann man fast jede Wandwarze durch so einen Regler ersetzen und die Geräte an 24V betreiben. Jede Selbstbauelektronik kann man, Schaltregler sei Dank, gleich auf 24V auslegen. Will man sie doch mal am Netz betreiben, hilft ein 24V Netzteil. Ich hab mir vor kurzem für meine Werkstatt eine Art Schleifbock aus einem Scootermotor gebaut, läuft hervorragend an 24V. Bin gerade dabei eine kleine Ständerbohrmaschine umzubauen. Keilriemen und 230V Motor raus, dafür Zahnriemen und Scootermotor rein. Die Lager waren sowieso hinüber und mußten getauscht werden. 8mm in Stahl hat sie schon geschaft. Jetzt fehlt nur noch eine Drehzahlreglung, LED Arbeitslicht siehe oben. Als Arbeitplatzleuchten in meiner Werstatt hab ich ein paar alte Hallogentischlampen auf LED und 24V umgerüstet, Dimmer inklusive. Ein CC/CV Modul gibt ein "Labornetzteil für Arme", einfach die Trimmer durch Potis ersetzen und V/A Messmodul dazu. Wenn ich dazu komme, baue ich auch noch eine alte Lötstation auf 24V um, erste Tests mit dem Lötkolben waren schon mal erfolgreich. Die typischen 5 bis 10W LED-Baustrahler haben ein Konstantstromnetzteil drin. Das kann man auch durch ein 24V Modul ersetzen (hat man sowieso fürs Licht) und hat etwas für die Außenbeleuchtung und in Garage oder Schuppen. Sorry für den langen Rant MfG Klaus
oszi40 schrieb: > Bei einem Haus, was 100 Jahre halten soll sind exotische > Lösungen selten von Dauer. In 50 Jahren trinke ich - wenns gut läuft - meinen Kaffee aus der Schnabeltasse und fliege dann mit dem Auto hochautomatisiert zur Arbeit (Rente gibt es ja dann keine mehr). Vor 20 Jahren hat man Häuser gebaut, in denen ein Kabelanschluss pro Stockwerk und eine TAE im Wohnzimmer eingeplant wurde. Es gab ja schon DECT. Das Internet wurde von Brillenträgern ab Stärke 19 bedient - brauchte man nicht. Daraus folgt: Klar, alles in Leerrohre und die einigermaßen sinnvoll verlegen und Klemmstellen vorsehen. Das Haus und die Bewohner werden hoffentlich sehr alt. Aber keine Elektronik hat heute einen Lifecycle von 100 Jahren. BTW, die meisten Fertighausanbieter, die ich gesehen habe, bieten noch heute an, eine TAE und den Kabelanschluss zu verlegen. Smarthome ist dort alles, was man gerade mal so mit dem Handy steuern kann. Da bin ich mit meiner exotischen Lösung doch weit darüber hinaus und ich denke, eine Funktionalität in der Größenordnung wird in 15-20 Jahren Standardausstattung. Die Umsetzung wird vielleicht eine andere - der Lösungsraum ist ja groß. Möchte ich dieselbe Funktionalität als Standardlösung haben, zahle ich das, was die Hütte kosten soll, für EIB-Komponenten. Da gefällt mir oft nicht mal die Systemarchitektur. >Es gibt genug andere Baustellen im Haus. > http://www.vpb.de/ Ja, da gebe ich Dir absolut Recht. Elektr(on)ik im Haus ist bei weitem nicht das einzige Gewerk. Darum kläre ich solche Fragen hier noch während der Bauplatzsuche. @Klaus: Verstehe Deinen Punkt jetzt. Ich habe im ersten Schritt an die fest installierte Haustechnik gedacht und hätte Consumer Elektr(on)ik per 230 V betrieben. Ganz abschaffen kann man letztere ohnehin nicht.
Der Ansatz, es wie im Auto zu machen, ist ja schon mal gar nicht falsch. Auch hier wird gleichzeitig geladen und entladen, der Akku dient als Puffer und 'der grosse Stabilisator'. Je nach Akku sollte man allerdings im Haus einen intelligenten Lader nehmen, der die drei Phasen des Ladens (Bulk, Absorption und Float) beherrscht und den Akku keinesfalls zum Gasen bringt. Das ist aber heute kein Hexenwerk mehr und kann von einen nicht ganz billigen Ladegerät zuverlässig beherrscht werden. Ich habe an Bord von Schiffen beste Erfahrungen mit z.B. den Victron Geräten gemacht. Ein Multiplus 24/3000 ist sowohl ein zuverlässiges Ladegerät als auch ein prima Sinuswechselrichter mit 3000W, der die automatische Umschaltung wie eine USV beherrscht. So ein Dings ist die 'All-In-One' Lösung für dein Vorhaben. Für die reine Ladung ohne Wechselrichterfunktion ist z.B. auch ein LEAB ein solider Lader oder bspw. ein Victron Phoenix oder Skylla 24 .
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Matthias S. schrieb: > Der Ansatz, es wie im Auto zu machen, ist ja schon mal gar nicht falsch. > Auch hier wird gleichzeitig geladen und entladen, der Akku dient als > Puffer und 'der grosse Stabilisator'. > Für die reine Ladung ohne Wechselrichterfunktion ist z.B. auch ein LEAB > ein solider Lader oder bspw. ein Victron Phoenix oder Skylla 24 . Klingt gut. Und das ist seitens des Ladegerätes so vorgesehen, dass man gleichzeitig den Akku laden und das Netz versorgen kann? Ich meine folgenden Fall: Wenn ich den Akku mit sehr kleinem Strom laden möchte, weil er fast voll ist, aber gerade 25 A Dauerlast aus dem 24 V-Netz abverlangt werden (sagen wir mal es ist Abend, Festbeleuchtung und dann hängt noch die IT dran (NAS, Router, ein paar Einplatinenrechner, usw.). Bekommen diese Ladegeräte das regelungstechnisch in den Griff? Das Gerät soll ja gleichzeitig Ladegerät und Netzteil sein - letztere Funktion mit wahrscheinlich einem Vielfachen Strom als jener der Ladefunktion. Gibt es sowas? Denke ich zu kompliziert? Nächste Frage: Beim Zellenschluss, der ja schon mal vorkommen kann, sollte die Batterie ja nicht weiter geladen werden. Ich vermute, dass ein gutes Ladegerät das irgendwie detektiert und dann den Saft abdreht? Was passiert allerdings in diesem Fall mit meinem Netz? Das möchte ich ja gerade dann per Netzteil weiter versorgt haben. Aus dem Grund dachte ich an ein ansteuerbares Netzteil mit viel Leistung. Solange die Batterie stützt, können beliebige kurzzeitige Lastspitzen auftreten. Wenn mit dem Akku etwas nicht stimmt, übernimmt das Netzteil alleine und die Arbitrierung der Verbraucher wird strenger. In beiden Fällen habe ich die Frage, wie z. B. ein IUoU-Laden der Batterie und die Versorgung des 24 V-Netzes im selben Stromkreis funktionieren kann. > Je nach Akku sollte man allerdings im Haus einen intelligenten Lader > nehmen, der die drei Phasen des Ladens (Bulk, Absorption und Float) > beherrscht und den Akku keinesfalls zum Gasen bringt. Nimmt man hierzu dann dennoch einen Sicherheitsbehälter für den Akku? Wie auch immer der aussehen mag. Müsste ja gut belüftet sein und trotzdem brandhemmend. Oder stellt man sich den einfach im Keller ins Eck? Ich hätte den Akku schon deshalb irgendwie verpackt oder weggeschlossen, damit nicht mal irgendwas metallisches darauf fällt...
Thomas S. schrieb: > Müsste ja gut belüftet sein und > trotzdem brandhemmend. Da wir meistens DIN Zellen verbauen, werden die schon im Trog geliefert und da auch drin verkabelt. Belüften schadet sicher nicht, obwohl auch Blei-Säure Zellen heute nicht mehr bis zum Gasen geladen werden, denn das verkürzt Wartungsintervalle und Lebensdauer. Deckel machen wir nicht drauf, aber bei uns schmeisst auch keiner mit Metallgegenständen im Batterieraum rum :-) Thomas S. schrieb: > Klingt gut. Und das ist seitens des Ladegerätes so vorgesehen, dass man > gleichzeitig den Akku laden und das Netz versorgen kann? Ja, natürlich. Der o.a. Multiplus ist z.B. ein Kombigerät und rechnet immer mit dem Fall, das der Akku gerade entladen wird. Im Prinzip passiert das gleiche wie im Kfz, Verbraucher laufen und LiMa lädt nach, solange die Spannung nicht der Zellenschlussspannung entspricht. Die intelligenteren Ladegeräte werden auch erst dann laden, wenn die Spannung unter die Erhaltung absinken (meistens so bei etwa 26,5-27,5V) und laden erst dann wieder auf 28,2-28,8V (konfigurierbar) hoch. Ob sie dann volle Ladung (Bulk) oder nur in die Absorptionsphase gehen, wird dann wieder von der tatsächlichen Spannung der Zellen abhängig gemacht. Absorption ist ein Nachladen mit deutlich reduziertem Ladestrom, der dafür sorgt, das die Zellen richtig voll werden. Im Falle eines Zellenschlusses (hatten wir gerade) 'merkt' die Victron, das was nicht stimmt und bricht nach einer einstellbaren Zeit den Ladevorgang mit Fehlermeldung ab.
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Matthias S. schrieb: > Deckel machen wir nicht drauf, aber bei uns schmeisst auch keiner mit > Metallgegenständen im Batterieraum rum :-) Moment, ich schau mal kurz in meine Pläne, wie ich das EFH bauen will. Der Batterieraum - wo war der nochmal? Ah, klar. Im Westflügel, den langen Flur an der Brandmeldezentrale vorbei, zwischen dem Kontrollzentrum für den Druckwasserreaktor und der Indoor-Vermittlungsstelle XD Spaß beiseite - ich werde den Raum irgendwie für mehrere Dinge nutzen müssen ;-) > Thomas S. schrieb: >> Klingt gut. Und das ist seitens des Ladegerätes so vorgesehen, dass man >> gleichzeitig den Akku laden und das Netz versorgen kann? > > Ja, natürlich. Der o.a. Multiplus ist z.B. ein Kombigerät und rechnet > immer mit dem Fall, das der Akku gerade entladen wird. Welchen Strom liefert denn so ein Ladegerät? Einen handelsüblichen 24 V Bleiakku (also ca. 150 Ah) würde man vielleicht mit 10-15 A laden. Was, wenn mein 24 V-Netz zeitweise eine höhere Dauerlast hat? Also z. B. 25 oder 35 A? Sind solche Ladegeräte darauf ausgelegt, höhere Ströme liefern zu können als man für die Funktion "Akku laden" benötigt? > Im Falle eines Zellenschlusses (hatten wir gerade) 'merkt' die Victron, > das was nicht stimmt und bricht nach einer einstellbaren Zeit den > Ladevorgang mit Fehlermeldung ab. In dem Fall muss für meinen Anwendungszweck die Batterie (per Schütz oder so etwas) vom Netz getrennt werden und das "Ladegerät" / Netzteil muss das 24 V-Netz weiter versorgen.
Bis hierhin danke ich Euch schon mal für die vielen Antworten! Ich habe verstanden, dass es wohl auch fertige Lösungen für dieses Vorhaben gibt. So richtig verstehe ich allerdings noch nicht, wie sie in meinen Plan passen. Ich vermute, dass meine Frage ein wenig unverständlich formuliert war. Ich mache mal ein Beispiel: Gehen wir von folgender Konfiguration aus: - Akku 24 V, 100 Ah, zu laden mit C/10 - Ladegerät/Netzteil kann 40 A liefern - 24 V-Netz mit Verbrauchern, die sich einzeln per Software schalten lassen - Zentraler Busteilnehmer, der die Leistung der Verbraucher kennt und mitzählt, wie die aktuelle Leistungsanforderung ist, oder idealerweise mit dem Netzteil kommuniziert und den aktuell fließenden Strom kennt. Somit hat das Netzteil so knapp 1000 W. Szenario 1: Akku anfangs leer, Verbraucher zieht einen ganzen Tag lang 48 W = 2 A. Gewünschtes Verhalten: Das Netzteil versorgt den Verbraucher und lädt zusätzlich den Akku. Das wird mit etwa 10 A Ladestrom + 2 A Verbraucher = 12 A beginnen und der Strom für den Akku abnehmen. Der Strom wird sich dann bei etwa den 2 A einpendeln, da der Akku irgendwann voll ist und nur noch einen sehr kleinen Ladungserhaltungsstrom bekommt. Szenario 2: Akku ist voll, Verbraucher zieht einen ganzen Tag lang 900 W. Gewünschtes Verhalten: Akku bleibt voll, Netzteil versorgt den Verbraucher mit Ausgangsleistung 900 W. Szenario 3: Akku ist voll, Verbraucher hat eine kurzzeitige Leistung von 1350 W = 56 A für 15 Minuten und fällt dann auf 500 W. Gewünschtes Verhalten: Netzteil gibt alles, also seine 40 A. Die restlichen 16 A kommen aus der Batterie dazu. Das entlädt die Batterie um 4 Ah. Sobald die Leistung wieder kleiner ist, liefert das Netzteil etwas mehr als die 500 W, um den Verbraucher zu versorgen und die Batterie nachzuladen. Szenario 4: Akku hat einen Defekt / Zellenschluss. Gewünschtes Verhalten: Akku wird vom Stromkreis abgekoppelt, Netzteil versorgt Verbraucher. Bei einem Leistungsbedarf > 1000 W würde die Spannung einbrechen, deshalb wird das Einschalten weiterer Verbraucher per Software am Bus begrenzt (das wäre dann mein Job, da weiß ich, wie ich so etwas mache). Szenario 5: Akku zu Beginn voll, Dauerleistungsaufnahme an den Verbrauchern 1200 W. Gewünschtes Verhalten: Das muss der Sonderfall sein, denn in dem Fall ist das Netzteil / Ladegerät unterdimensioniert. Die Batterie wird geleert bis zur Entladeschlussspannung. Dann kann die Stromanforderung nicht mehr erfüllt werden und Teile des 24 V-Netzes müssen abgekoppelt / außer Betrieb gesetzt werden (z. B. starke Verbraucher per Software ausschalten). Szenario 5 soll zeigen, dass das Netzteil / Ladegerät mehr Strom liefern können muss, als zum Laden des Akkus erforderlich wäre. Die Auslegung der maximalen Leistung des Netzteils soll sich am 24 V-Verbrauchernetz orientieren. Alle Verbraucher, die man sinnvoll lange und gleichzeitig betreiben kann (Licht, usw.) müssten also in den Dauerstrom eingerechnet werden. Einen Rollladen beispielsweise kann man als kurzzeitigen Verbraucher in den Spitzenstrom einrechnen. Wenn bspw. im Alarmfall bei Glasbruch alle Rollläden gleichzeitig herunterlaufen, wird das ein recht großer Strom. Der kann ruhig batteriegestützt geliefert werden, weil er nach 15 Sekunden wieder abfällt. Können diese 5 Szenarien mit einem fertigen, kommerziellen Netzteil abgedeckt werden? Bis zu welchen Leistungen gibt es sie? Wie sähe ansonsten die Schaltung und Spannungsregelung aus, wenn man ein programmierbares Netzteil verwendet? Braucht man einzelne Stromsensoren (Hallelement) in der Leitung von Netzteil zu Batterie, von Netzteil zu Netz und von Batterie zu Netz? Mit welcher Führungsgröße regelt man welche Folgegröße, so dass der Akku nicht überladen, das Netz aber ausreichend versorgt wird? Fragen über Fragen... ;-)
Zunächst mal folgendes: Du bräuchtest einen Ist-Strom und Ist-Spannungs-Messer. Dies liegt einfach daran, dass du nicht unbedingt Softwaremäßig die momentane Last vorraussagen solltest. Manchmal hast du (z.B. beim anlaufen der Rolläden) größere Spitzenströme als Nennströme. Wie löst das die Software? Sie hat keinen Plan. Prinzipiell könntest du einfach alles mit MOSFETs schalten und für den Akku z.B. ein konventionelles 24V (Also LKW-Bleiakku, LiFePo wird schwieriger) Ladegerät verbauen. Ein und Ausschalten geht dann auch via Transistor. Du hast in dem Falle zwar "zwei" Netzteile: Eines für's "Tagesgeschäft" und eines um den Akku zu laden, aber es wäre natürlich viel praktischer. Tatsächlich brauchst du da kaum Peripherie umher: Wenn P_Last > P_Netzteil: Ladegerät aus und Batterie ans Netz klemmen. Problematisch ist hier allerdings, dass deine gesamte Logik ebenfalls Batteriegepuffert sein sollte (Da kannst du theoretisch sogar 'nen USB-Zigarettenanzünder und ein Handyladegerät nehmen). Was du noch brauchst ist ein potenter 24V Spannungsregler, da sonst ggf. im Vollastbetrieb (BAT + Netz), einer den anderen lädt bzw. die Batterie mehr belastet wird als das Netz (je nach Innenwiderstand und Spannung). Das sind aber nur mal so ein paar Amateurgedanken, ansonsten hört es sich doch (abgesehen von den hohen Leistungen) eher simpel an.
Thomas S. schrieb: > Welchen Strom liefert denn so ein Ladegerät? Einen handelsüblichen 24 V > Bleiakku (also ca. 150 Ah) würde man vielleicht mit 10-15 A laden. Das kannst du bei den besseren Ladegeräten programmieren. Einen 100Ah Block lädst du nicht mit den 70A, den ich für den gerade verbauten 1000Ah Block programmiert habe. Thomas S. schrieb: > Mit welcher Führungsgröße regelt man > welche Folgegröße, so dass der Akku nicht überladen, das Netz aber > ausreichend versorgt wird? M.E. denkst du viel zu kompliziert. Die Führungsgrösse ist die Zellenspannung des Blocks. Das Ladegerät fährt seine CC/CV Strategie. Wenn du mehr entnimmst als den maximalen Ladestrom des Netzteils, wird der Akku eben leer. Bleibst du dadrunter, wird der Akku gefüllt. Mehr ist da nicht dran.
Hallo Thomas, ja Du hast Recht, ich habe mittlerweile eine Akkuleistung von 10kWh, die Solar geladen werden auf meinem Gartenhaus ca. 25m vom Haus entfernt. Peaksolarleistung 2,6kW. Da Einspeisung ins Netz derzeit keinen vernünftigen Ertrag erwirtschaftet und ich günstig an LiFePo4 Akkuzellen gekommen bin wird teilweise mein Haus mit dieser Energie versorgt. Da nur eine Leitung vom Haus ins Gartenhaus verlegt wurde (leider) habe ich mir diese Lösung ausergohren. Dh. eine Phase des Hauses wird über Solar bzw. nachts per Akku versorgt. Auf dieser Phase sind eigentlich nur die " Kühlschränke und die Beleuchtung inkl. TV, SatRec und sonstige Kleinverbraucher versorgt. Um einen Engpass der Energieversorgung zu umgehen, habe ich mir einen automatischen Umschalter zwischen Eon-versorger, Solar und Akku eingebaut inkl. BMS für die Akkus. selbst bei 10kW genügt bei diesen Akkuzellen ein Balancerstrom von wenigen 10mA. Meine Einzelzellenüberwachung ergibt eine Ungleichheit von max. 30mV. Da der Akku nie zu DOD 100% entladen wird gibt es bisher keine Probleme. Grüße Ralf
Wenn ich mir überlege, dass die heutigen Wandler einen relativ hohen Würgungsgrad haben, bleiben Dir nur jede Menge Nachteile. 1. Praktisch kein fertiges Gerät passt. Von der Waschmaschine bis zur el. Zahnbürste. 2. Daumen mal Pi musst Du dem 10-fachen Strom die Durchreise gestatten. 3. Für diese immensen Ströme gibt es keine halbwegs präsentablen Schalter oder Steckdosen. Selbst die meisten Lampen stehen auf 12V. Übrigens, in England brennt es wesentlich häufiger aus elektrischen Gründen als hierzulande. Und schau Dir mal einen Stecker von der Insel an. Gut zur Selbstverteidigung aber darüber hinaus eine Materialverschwendung. Dabei ist der Unterschied nur 1:2.
Es hat ja auch niemand vor eine Waschmaschine mit 24 V zu betreiben.....
Entschuldigung für den Doppelpost, aber in England haben sie auch ganz normal 230 V in der Steckdose. http://www.laenderdaten.de/energiewirtschaft/netzspannung.aspx Außer den Amerikanern macht das auch kaum sonst wer. Und bei den amerikanischen Steckern kann man nun wirklich nicht von Materialverschwendung reden - das ist eher pfusch auf unterster Schiene. Leben aber trotzdem alle noch.
Matthias S. schrieb: > Ich habe an Bord von Schiffen beste Erfahrungen mit z.B. den Victron > Geräten gemacht. Ein Multiplus 24/3000 ist sowohl ein zuverlässiges > Ladegerät als auch ein prima Sinuswechselrichter mit 3000W, der die > automatische Umschaltung wie eine USV beherrscht. > So ein Dings ist die 'All-In-One' Lösung für dein Vorhaben. Und ein Single Point of Failure.
Moe schrieb: > Es hat ja auch niemand vor eine Waschmaschine mit 24 V zu betreiben..... Moe ist schlau. Moe hat mein Vorhaben gelesen. Sei wie Moe ;-) Ich möchte das 230 V-Netz nicht ersetzen. Ich möchte gewisse Haustechnik mit einem 24 V-Netz versorgen: Rolläden, Jalousien, LED-Deckenbeleuchtung / Downlights, Außensensorik, LED Außenbeleuchtung, Schließanlage, Wasserversorgung (Sperrventile), Einzelraumregelung der Heizung, Netzwerkinfrastruktur (Router, einige Mini-Server auf ...-Pi-Basis, NAS, usw.) und später eventuell noch UP-Relaiseinsätze für die Steuerung der 230 V-Steckdosen vom Bus Den Bus will ich mit CAN und Atmel-Controllern realisieren. Modularer Aufbau als Platinensandwich (Spannungsversorgung, MCU-Platine, dann zum Aufstecken verschiedene Anwendungszwecke). Das Sandwich soll dann in eine UP-Dose passen. Und schon ist man bei Stückzahlen, insbesondere der Versorgung und MCU-Platine, wo es wieder bezahlbar wird. Keine Waschmaschine, kein Staubsauger an 24 V. Wobei so ein Staubsaugroboter durchaus von 24 V laufen könnte, aber ich sehe hier keinen Mehrwert. Mephisto schrieb: > Ein und Ausschalten geht dann auch via Transistor. Du hast in dem Falle > zwar "zwei" Netzteile: Eines für's "Tagesgeschäft" und eines um den Akku > zu laden, aber es wäre natürlich viel praktischer. > > Tatsächlich brauchst du da kaum Peripherie umher: > Wenn P_Last > P_Netzteil: Ladegerät aus und Batterie ans Netz klemmen. Ich möchte gar nicht so viel schalten. Ich möchte eigentlich die Batterie im selben Stromkreis wie das Netz haben. Meinetwegen aus Sicherheitsgründen für den Fehlerfall per Relais abkoppelbar, aber die Batterie als pufferndes Bauteil fungieren. Wenn ich erst nach Auftreten der Lastspitze, wenn die Spannung schon eingebrochen ist, die Batterie zuschalte, muss ich tatsächlich folgendes tun: Mephisto schrieb: > Problematisch ist hier allerdings, dass deine gesamte Logik ebenfalls > Batteriegepuffert sein sollte (Da kannst du theoretisch sogar 'nen > USB-Zigarettenanzünder und ein Handyladegerät nehmen). Und wenn man bedenkt, wie viele "Steuergeräte" ich verbauen möchte (siehe Anfang dieses Posts), scheidet dieser Ansatz aus. Matthias S. schrieb: > M.E. denkst du viel zu kompliziert. Möglich, das versuche ich gerade herauszufinden. Matthias S. schrieb: > Die Führungsgrösse ist die > Zellenspannung des Blocks. Das Ladegerät fährt seine CC/CV Strategie. > Wenn du mehr entnimmst als den maximalen Ladestrom des Netzteils, wird > der Akku eben leer. Bleibst du dadrunter, wird der Akku gefüllt. Mehr > ist da nicht dran. Ich sehe noch immer folgendes Problem: Entweder kann mein Ladegerät gerade den Strom liefern, mit dem ich die Batterie laden möchte, also ca. 10 A. Bei einem Netz, das auch mal eine 40 A-Dauerlast fahren kann, stehe ich dann ständig mit leerer Batterie da. Nehme ich aber ein Netzteil, das 50 A liefern kann und hänge das an einen Stromteiler aus Batterie und Netz, wie steuere ich dann, dass das Netz bei ausreichender Spannung gehalten wird und die Batterie trotzdem nur mit 10 A geladen wird?
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Dein Ladestrom bestimmt sich ja letztlich aus der Spannung. Für dein Szenario 1 - Akku mit 10 A laden und Netz belastet mit 2 A: So wie ich das sehe, benötigst du tatsächlich zwei Amperemeter und ein Voltmeter an der Batterie. Einmal misst du den Strom in der Leitung vom Netzteil zur Batterie und einmal von der Batterie zum Netz. In deinen Mikrocontroller im Netzteil brauchst du dann nur I_Akku - I_Netz und U_Akku. Dann lässt du dein Netzteil einfach so lange die Spannung erhöhen, bis einer der folgenden Zustände eintritt: - Entweder: I_Akku - I_Netz > 10 A - Oder: U_Akku > Ladeschlussspannung Ist die Ladeschlussspannung erreicht, einfach die Spannung begrenzen und der Strom wird automatisch folgen. Das Spiel kannst du so lange treiben, bis das Netzteil an seiner Leistungsgrenze ist. Dann wird sich das Vorzeichen von I_Akku - I_Netz umdrehen und U_Akku wird anfangen zu sinken. Hier benötigst du dann wohl noch eine weitere Regelung, die die Akkus vom Netz trennt, wenn U_Akku unter einen kritischen Wert fällt. Dann muss das Netzteil den Verbrauchern signalisieren, dass ab jetzt nur noch ein P_max vom Netzteil zur Verfügung steht und die Verbraucher müssen sich entsprechend abschalten. Wenn sie das nicht tun, wird die Spannung zusammen brechen - das ist dann die Sache vom Netzteil, ob dieses Kurzschlussfest ist. Mit drei Differenzverstärkern (2x zum Strommessen über Shunt, 1x um die gemessenen Ströme jeweils zu subtrahieren) dürftest du einen sehr genauen und vor allem schnell reagierenden Wert für den Strom bekommen. Du kannst dann natürlich auch die Ströme noch mal einzeln messen, aber ich würde die Differenz mit diskreten Bauteilen verwirklichen, weil ein ADC schon einige Zeit zum samplen beansprucht und dann werden noch ein paar weitere Taktzyklen benötigt, um die eigentliche Differenz zu bilden. Warum dann nicht gleich das fertige, analoge Ergebnis auswerten.
Moe schrieb: > So wie ich das sehe, benötigst du tatsächlich zwei Amperemeter und ein > Voltmeter an der Batterie. > [...] > Spannung erhöhen, bis einer der folgenden Zustände eintritt: > > - Entweder: I_Akku - I_Netz > 10 A > - Oder: U_Akku > Ladeschlussspannung > > Ist die Ladeschlussspannung erreicht, einfach die Spannung begrenzen und > der Strom wird automatisch folgen. Das wollte ich wissen. Ok, diese Form der Regelung finde ich einleuchtend. Stellglied ist die Spannung am Netzteil (klar...), Regelgröße ist die Differenz der Ströme. Passt. > Hier benötigst du dann wohl noch eine weitere Regelung, die die Akkus > vom Netz trennt, wenn U_Akku unter einen kritischen Wert fällt. Dann > muss das Netzteil den Verbrauchern signalisieren, dass ab jetzt nur noch > ein P_max vom Netzteil zur Verfügung steht und die Verbraucher müssen > sich entsprechend abschalten. Wenn sie das nicht tun, wird die Spannung > zusammen brechen - das ist dann die Sache vom Netzteil, ob dieses > Kurzschlussfest ist. > > Mit drei Differenzverstärkern (2x zum Strommessen über Shunt, 1x um die > gemessenen Ströme jeweils zu subtrahieren) dürftest du einen sehr > genauen und vor allem schnell reagierenden Wert für den Strom bekommen. > Du kannst dann natürlich auch die Ströme noch mal einzeln messen, aber > ich würde die Differenz mit diskreten Bauteilen verwirklichen, weil ein > ADC schon einige Zeit zum samplen beansprucht und dann werden noch ein > paar weitere Taktzyklen benötigt, um die eigentliche Differenz zu > bilden. Warum dann nicht gleich das fertige, analoge Ergebnis auswerten. Ist denn diese Nachregelung sehr zeitkritisch? Also ist eine Stromspitze im ms-Bereich ein Problem? In dem Fall muss ich vielleicht auch das Stellglied optimieren, denn das ist ja wahrscheinlich dann ein UART zum Netzteil oder ähnlich.
Thomas S. schrieb: > Moment, ich schau mal kurz in meine Pläne, wie ich das EFH bauen will. > Der Batterieraum - wo war der nochmal? Ah, klar. Im Westflügel, den > langen Flur an der Brandmeldezentrale vorbei, zwischen dem > Kontrollzentrum für den Druckwasserreaktor und der > Indoor-Vermittlungsstelle XD Naja, ganz so abwegig ist der Ansatz nicht. Ein winziger Raum in der Grösse einer Besenkammer würde hier wohl genügen. Der Fussboden und die Wände rundum bis zur Decke sauber gefliest – da sollte dann nix mehr passieren. So wie man das von den Batterieräumen in den Vermittlungsstellen der Bundespest ähh Telekom her kennt. Allerdings reichte dort der Batteriestrom allein nur für kurze Zeit. Bei länger andauernden Blackouts kam dann bei meisten OVSt ein LKW mit Notstromaggregat herangefahren, der den Saft von aussen in das Gebäude einspeiste.
Captain Crunch schrieb: > Thomas S. schrieb: >> Der Batterieraum - wo war der nochmal? > > Naja, ganz so abwegig ist der Ansatz nicht. Ein winziger Raum in der > Grösse einer Besenkammer würde hier wohl genügen. Stimmt und in technischer Hinsicht bin ich da ganz bei dir. Aber - ihr kennt das - man baut ein Haus nicht alleine und Kompromisse werden überall eingegangen. Wünsche werden gegen Budget gestellt usw. Für den Hausbus an sich lässt man sich dann "den Blick" gefallen, aber dass ich irgendein Männerspielzeug brauche, bekomme ich schon durch. Die Dame möchte ja auch, dass man sich im Alter mal mit irgendwas beschäftigen kann, ohne ihr ständig auf den Füßen herumzustehen. Ich erkläre ihr aber nicht, was ein Batterieraum ist :D (Ich glaube dann muss ich nämlich alleine bauen) Jetzt du.
Norbi schrieb im Beitrag #4562687: > Habt Ihr eigentlich noch Freizeit Nicht so viel, dass ich in Foren mitlese, die ich für schwachsinnig halte. > so eine billige 100m² Hütte Davon war nicht die Rede. > einem häßlichen und sinnlosen Gerümpel Davon auch nicht. Finn S. schrieb im Beitrag #4562751: > Spaß daran > als Hobby in der Freizeit... > solange man dabei etwas lernt oder sich die Zeit vertreibt. Davon ist hier die Rede. > es wurde ja von Leerrohren, also Wandverlegung gesprochen. Auch davon. > Zudem hat er auch Erfahrung und weiß, was er macht. Zum Teil habe ich die. Über den Rest kann man sich ja informieren ;-) Ist es nicht schön, wenn Foren dazu genutzt werden, sich in nettem Miteinander über Themen auszutauschen? An der Stelle schon mal vielen Dank für die vielen Tipps und Hinweise in diesem Thread!
Am Besten ist es, wenn der Akku über ein Solarmodul mit entsprechenden Laderegler geladen wird. So ein Netz betreibe ich selbst zuhause. Es versorgt das gesamte Licht, Fernseher, Antennenverstärker, Laptop, Radio, Handyladeteile etc. Im Winter verwende ich eine Siemens sitop Stromversorgung mit 20 A Ausgangsstrom. Die Spannung ist fest auf 24,0 V eingestellt und verhindert eine Tiefentladung und sorgt für entsprechenden Ladezustand, sodass bei Stromausfall noch genügend Reserve vorhanden ist. Steigt die Spannung über 24 V an weil die Sonne scheint, schaltet sich das Netzteil ab. Die Batteriekapazität beträgt z. Zt 260 Ah, PV Leistung: 460 Wpeak.
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