Hallo liebes Forum; poste hier bewusst ins Offtopic, hoffe das geht ok so. Kurz zu mir; bin 29/m, wäre gerne Fachidiot bin aber widrigster Laientrottel. Nun ich suche Hilfestellungen zu Fragen die euch sicher zum Hals raushängen, aber ich komme aus diversen Gründen nicht weiter. Um was es geht; Powerwall mit kleiner Solar. Es sind ein paar kleine Solarmodule (25Wp) vorhanden die genutzt werden wollen. Mein Vorhaben schon länger, ich will mir eine Powerwall anlegen, quasi einen wachsenden Akku. Besondere Anfprderung meinerseits, soviel als möglich DIY ! Nun, eine Powerwall anzulegen war/ist jetzt nicht das Problem und an der Konstruktion wird bereits gefeilt. Stellte sich jedoch schnell herraus, das das im Ganzen nicht so leicht ist wie angenommen. Denn; ich bin offenbar zu blöd die einfachsten Dinge zu kapieren. Dann darf es ja kein standart 12V-Bleiakku Solarsystem sein, neeein meine Wenigkeit hat direkt noch n Haufen Sonderwünsche. Habe nach Erwerb die Zellen manuell geladen und dabei streng überwacht. Dazu nahm ich ein 12V 2A DC Netzteil - CV/CC Converter 5-30V, 2 Multis zur Strom/Spannungsüberwachung. Folgende Beobachtung - Stell ich am Regler eine Festspannung ein (4.35V), bin ich recht sicher das die Zellen nicht überladen, jedoch auch ewig zum laden brauchen, da sie nicht besonders viel Strom aufnehmen, teilweise nur um die 80mA wenn sie als 4-parallel geschaltet sind. Dreh ich die Spannung auf greift, sofern niedrig eingestellt, der Strombegrenzer (CC). Auf die Art kann ich die Zellen manuell schnell vollpumpen (begrenze auf 1.25A Ladestrom), jedoch darf man sie so auf keinen Fall unbeaufsichtigt laden, da sie über die Schlussspannung hinnausgehen. Interessanterweise mit dem Effekt, das der Strom zwischen ~4.00V - 4.35V stark steigt, und ab 4.4V wieder abfällt. Wenn ich nun einen hochkapazitiven 4.2V Akku zusammensetzte, hätte ich schonmal kein Überladeproblem (Kein Problem heißt 'nicht' sicher, da keine Sicherung vorhanden außer die Physik!!!) Dann jedoch das Problem der Stromabnahme vom Akku, welche entweder vollregelbar sein soll (ähnlich Labornetzteil mit ordentlich wumms), oder Festspannungsausgänge 5V/9V/12V/24V(?) Schalte ich die Powerwall intern in Reihe, habe ich wieder ein Ladeproblem, stichwort balancing. und auch hier verstehe ich nur Bahnhof.. Kurzum, ich brauch eigentlich n kompletten Lehrgang von euch. und tipps und Ratschläge. Bin Lernfähig und -willig, aber allein wird des iwie nix, da bringen auch 10kh YT Videos nix. Nebenbei hab ich für ein paar schmale Taler einen DC/AC 12V Wechselrichter geschossen. 300W soll der bringen, 12V/34A Input. Entsprechen in der Dimension sollte der Mindestwert angepeilt werden. Denke auch 2x Vollregelbare Output´s täten mir sehr gefallen, hauptsache schön kompliziert ^^ - 18650er Powerwall - Schaltungen (so DIY wie möglich) - Verständnisshilfe bei relevanten Sachen - Ansatzhilfe - wo setz ich an, was brauch ich eigentlich und wie funzt das Mir ist bewusst, das ich nicht der angenehmste Kunde hier bin, komm her, stell n Haufen Fragen wo nicht mit ner kurzen Antwort alle happy sind.. sorry schonmal dafür. Hab schon großes Interesse auch an der Thematik und würde dazulernen. LearningByDoing bringt mir mehr als trockene Theorie, aber theorie brauch ich fürs Verständnis. Daher bitte bitte bitte auf Hilfen wie "Kauf dir das und das" verzichten, sicher nett gemeint, aber ich will´s eben erstmal selbst machen/versuchen. Mein größter Dank vorab an Alle diejenigen, die Zeit und Interesse finden mir weiterzuhelfen. Sonnige Grüße aus Berlin
K. K. schrieb: > Folgende Beobachtung - Stell ich am Regler eine Festspannung ein > (4.35V), bin ich recht sicher das die Zellen nicht überladen, jedoch > auch ewig zum laden brauchen, da sie nicht besonders viel Strom > aufnehmen, teilweise nur um die 80mA wenn sie als 4-parallel geschaltet > sind. > > Dreh ich die Spannung auf greift, sofern niedrig eingestellt, der > Strombegrenzer (CC). Auf die Art kann ich die Zellen manuell schnell > vollpumpen (begrenze auf 1.25A Ladestrom), jedoch darf man sie so auf > keinen Fall unbeaufsichtigt laden, da sie über die Schlussspannung > hinnausgehen Dein Netzteil taugt nicht, die Kennlinie vom Übergang von CC zu CV ist zu weich, oder die Zuleitung zum Akku zu lang und zu dünn. Mit ordentlichem Netzteil oder eben an PV Modul kein Problem (es sei denn es lag an zu langen dünnen Leitungen). K. K. schrieb: > Dann jedoch das Problem der Stromabnahme vom Akku, welche entweder > vollregelbar sein soll (ähnlich Labornetzteil mit ordentlich wumms), > oder > Festspannungsausgänge 5V/9V/12V/24V(?) Dafür wird man ein Schaltreglermodul brauchen, gibt's bei eBay. https://www.ebay.de/itm/LTC3780-10A-DC-5V-32V-to-1V-30V-Automatic-Step-Up-Down-Regulator-Charging-Module/272508261024 K. K. schrieb: > Schalte ich die Powerwall intern in Reihe, habe ich wieder ein > Ladeproblem, stichwort balancing. Natürlich braucht man einen Balancer wenn man mehrere in Reihe schaltet, aber es ist sinnvoller in Reihe zu schalten als parallel, denn niedrigere Ströme machen niedrigere Verluste. Balancer gibt es auch.
Hallo, vorab musst du wissen, das du nicht ohne Erlaubnis des Energieversorgers in das Stromnetz einspeisen darfst. Also musst du entweder ein eigenständiges Netz aufbauen, das nicht mit dem Stromnetz verbunden ist oder du brauchst eine Einspeisegenehmigung. Die Genehmigung bekommst du praktisch aber nur mit fertigen Geräten, da du privat die Prüfungen dafür nicht zahlen willst. Am besten gehst du strukturiert vor. Zeichne dazu als ersten Schritt mal ein Schema dazu auf. Einfach rechteckige Kästen mit dem Namen der Komponente (Solarzellen, Akkus, Ladeelektronik, usw.) drin und Linien, was mit was verbunden wird. Wie genau die Einzelteile funktionieren ist dabei noch uninteressant, das kommt später. Gruß Kai
Hallo, vielen Dank schonmal für die Antworten. Michael B. schrieb: > Dein Netzteil taugt nicht, Das stimmt,das NT war nur ne Behelfslösung die Zellen von Hand komplett vollzupumpen. Michael B. schrieb: > Dafür wird man ein Schaltreglermodul brauchen, gibt's bei eBay. > Ebay-Artikel Nr. 272508261024 Das Vorgeschlagene Modul hat ein Poti mehr als meine, schätze für die Up-Richtung? Michael B. schrieb: > Natürlich braucht man einen Balancer wenn man mehrere in Reihe schaltet, > aber es ist sinnvoller in Reihe zu schalten als parallel, denn > niedrigere Ströme machen niedrigere Verluste. Balancer gibt es auch. Das ist mir soweit klar, nur hab ich keine Vorstellung davon wie das alles funktioniert, besonders Balancing und schutzschaltung. Wichtig ist mir, das 'selbst' zusammen zu basteln, eben nicht alles fertig kaufen. Sicher, kann mir alles fertig kaufen, hab dann aber immer noch keineAhnung wie es funzt, das geht am Sinn der Übung vorbei. Gut, fangen wir ganz vor an. Am Anfang stehen die Solarmodule, 6 Stück mit Nenndaten 25Wp 3,2V 8,1A. Wir haben also eine primäre Energiequelle. Ich weiß nicht genau wie es umgesetzt wird oder was ich im detail brauche, aber ich möchte V/A Anzeige am Input, einen Schalter(Notaus) am Eingang (und Ausgang). Als kleinen Bonus zum Tiefentladeschutz soll eine Backupmöglichkeit mit rein, im Falle einer Tiefentladung springt ein externes Netzteil ein (sekundäre Stromquelle) um die Akkuspannung wieder etwas anzuheben - nebst der üblichen Lasttrennung. Die Ladeüberwachung und Balancer würde ich gern selbst basteln, weiß nur nicht recht wo ich ansetzte ums zu kapieren. Welche Bauteile brauch ich, wie baut sich die Schaltung auf, wie wirds berechnet. Tiefentladeschutz und Ladeschlussspannung möchte ich zudem regelbar haben. Der Akku dahinter wird sehr wahrscheinlich ein 4S. Kai S. schrieb: > vorab musst du wissen, das du nicht ohne Erlaubnis des Energieversorgers > in das Stromnetz einspeisen darfst. Also musst du entweder ein > eigenständiges Netz aufbauen, Das war der Plan dahinter, ich will da nichts ins Netz pumpen. Der Wechselrichter den ich mir holte, ist ein KFZ-Wechselrichter, mit Steckdose und UBS. So kann man vllt einen Teil der kleinverbraucher umlagern und vom Hausnetz nehmen und auf für unterwegs scheints mir ganz praktisch. Kai S. schrieb: > Am besten gehst du strukturiert vor. Eins meiner größten Stärken *hust ^^ Kai S. schrieb: > Zeichne dazu als ersten Schritt mal > ein Schema dazu auf. Einfach rechteckige Kästen mit dem Namen der > Komponente (Solarzellen, Akkus, Ladeelektronik, usw.) drin und Linien, > was mit was verbunden wird. Wie genau die Einzelteile funktionieren ist > dabei noch uninteressant, das kommt später. Gut, werd ich mich direkt dransetzten. Und was mach ich dann damit? Sonnige Grüße
K. K. schrieb: > Und was mach ich dann damit? Das Anlagenschema postest du dann hier, damit wir es sehen und dich weiter unterstützen können bei der Auswahl und Auslegung der Komponenten. Ein paar Informationen haben wir jetzt schon. Mit den Solarzellen und dem KFZ Wechselrichter ist schon mal die Systemspannung vom Gleichspannungsteil festgelegt. Wenn ich dich richtig verstanden habe möchtest du einen Li-Ion Akku als Energiespeicher. Hier empfehle ich besonderes Augenmerk auf die Sicherheit zu legen, da bei falschen Handhabung ein Brand entstehen kann. Den Wechselrichter besitzt du auch schon, wenn ich dich richtig verstanden habe. Hast du den schon getestet, ob er die angedachten Geräte versorgen kann und welchen Strom er dabei typisch aufnimmt. Als Faustregel sind elektronische Geräte am effizientesten, wenn sie mit 70-80% Auslastung laufen. Falls du akkutechnisch schon etwas besitzt sind die Inforamtion was das ist auch hilfreich. Gruß Kai
Kai S. schrieb: > Das Anlagenschema postest du dann hier, damit wir es sehen und dich > weiter unterstützen können bei der Auswahl und Auslegung der > Komponenten. Gut, ich wills versuchen, hoffe man wird schlau daraus, bzw hoffe das ich deine Aufgabenstellung halbwegs verstanden habe. Kai S. schrieb: > Ein paar Informationen haben wir jetzt schon. Mit den Solarzellen und > dem KFZ Wechselrichter ist schon mal die Systemspannung vom > Gleichspannungsteil festgelegt. Joa naja, bin jetzt mal von 12V ausgegangen, anhand der Komponenten und derzeitigen Möglichkeiten. Wenn wir aber berücksichtigen gleich eine 2 Wegeschaltung 12/24V einzuplanen kan bestimmt auch net schaden. Wobei ich ja denke wenn ich es erstmal verstanden habe, kann ich immernoch 'optimieren'. Korrigiere mich bitte jederzeit wenn ich Blödsinn rede/n sollte, bitte inkl Aufklärung. =) Kai S. schrieb: > Wenn ich dich richtig verstanden habe möchtest du einen Li-Ion Akku als > Energiespeicher. Ja hast du richtig verstanden, die Speichereinheit (Akku) basiert auf LiIon 18650 Zellen. Kai S. schrieb: > Hier empfehle ich besonderes Augenmerk auf die > Sicherheit zu legen... Das ist Einer von 2 Gründen, weshalb ich mich hier angemeldet und auf mich aufmerksam gemacht habe. Kai S. schrieb: > da bei falschen Handhabung ein Brand entstehen > kann. Wobei die Frage im Raum steht, was eine "falsche" Behandlung ist - dabei gehen wir mal von einem 'Normalgebrauch', Dummheit einbezogen - Experimente fallen aus der Frage raus. Hatte auch tierisch Respekt vor den Teilen, da ich eine recht gute Vorstellung/Kenntnis chemischer Reaktionen habe. Mittlerweile ist der Respekt deutlich verflogen (bei Einzelzellen), im Großverbund bin ich mir den abnormen Risiken bewusst - jedoch wie du schreibst, bei falscher handhabe. Ich probiere auch immo etwas herrum, und stelle mir dabei die Frage, wieso 'genau(!)' eig Balancen, wenn alle Zellen ident sind? Im Kleinformat gibt es aktuell 2 Testreihen, mit denen ich meine geringe Freizeit verschwende. 4 NiMH - AA 1,2V Akkus in Reihe ent-/laden sowie mit selbe mit 3 LiIon´s. Zum laden bin ich derweil auf ein 30W Laptop-NT umgestiegen und nutze die zuvor erwähnten CC/CV Step-Up Converter. Zum entladen wird bei den NiMH´s eine 3V Cree X irgendwas benutzt (hinter einfachem Spanngsregler). An den LiIon´s wird ein Peltier-Element als Last gehängt. Hier wird mit 2 Multimetern Lastspannung und Strom überwacht bzw eingestellt. Nun entwickel ich "Verständnis" aus Beobachtung und kapiere daher die Notwenigkeit des Balnacen´s nicht. Kai S. schrieb: > Den Wechselrichter besitzt du auch schon, wenn ich dich richtig > verstanden habe. Ja naja, den KFZ Wechselrichter eben, so ein 20€ Teil, soll bis 300W machen, hat 12V/34A Input. Laut Packzettel ist hier eine Schutzschaltung (Über- / UNterspannung) verbaut. Ergo ist ja damit ein Tiefentladeschutz vorhanden? Kai S. schrieb: > Hast du den schon getestet, ob er die angedachten > Geräte versorgen kann und welchen Strom er dabei typisch aufnimmt. Na ich habe es einmal versucht, musste aber feststellen das die Inputleistung nicht ausreicht. Werde es demnächst, vtml morgennachmittag, nochmal mit mehr Power probieren. Hab/hatte sozusagen noch nicht die technische Möglichkeit zu testen, da die Akkuzellen, der Wechselrichter und alles noch recht neu sind. Kai S. schrieb: > Falls du akkutechnisch schon etwas besitzt sind die Inforamtion was das > ist auch hilfreich. Klar, da kann ich Info´s geben. Also die Haben-Liste ist; - Solarmodule (25Wp 3,2V/8,1A) (6*) - KFZ-Wechselrichter (Input 12V/34A // Output 1x Schuko 230V(derzeit ungemessen) + 1x USB-Port - 300W Nennleistung). - LiIon 18650 = 16x Samsung INR18650-25R (ungeschützt!) + 8x Samsung ICR18650-26F (ungeschützt!). Werde im folgenden die ICR-26F weiter verwenden bzw aufstocken, die INR werden zu Powerbanks verwurstet, die kannst dir wegdenken. - 1x Spannungsreglermodul 30V 1A (DC CV-Step-Down) - 2x Reglermodul 30V 5A (DC CV/CC Step-Down - 75W) - Ne Menge Ideen und Sonderwünsche und viel zuviel faszinierte Erwartungen an was ganz 'normales' xD Dankende Grüße
Hallo, ja, mit dem Schema kann man arbeiten. Der Einfachheit halber würde ich erstmal nur die Solarpanel, Li-Ion Zellen und Wechselrichter betrachen, da dies die Kernkomponenten sind (Erzeuger, Speicher und Verbraucher). K. K. schrieb: > Ich probiere auch immo etwas herrum, und stelle mir dabei die Frage, > wieso 'genau(!)' eig Balancen, wenn alle Zellen ident sind? Wenn alle Zellen identisch sind braucht man überhaupt kein Balancing. Bei Li-Ion Akkus greift das Balancing erst, wenn der Pack "kaputt geht", sprich, wenn Zellen anfangen auseinander zu driften. An der Stelle greift das Balancing und bringt die Zellen wieder zusammen, damit sie als Gesamtpack weiter gut funktionieren. Problematischer sind an der Stelle Li-Po Zellen die zudem noch mit sehr hohen Strömen entladen werden, wie es im Modellbau üblich ist, trifft dich aber an der Stelle nicht. K. K. schrieb: > Wobei die Frage im Raum steht, was eine "falsche" Behandlung ist Eines der größten Probleme sind Überlastungen/Kurzschlüsse. Dabei muss man immer im Kopf behalten, das bei einer Li-Ion Zelle der gesamte Zellbecher bis über den Rand am Pluspol hin noch Minuspotenzial hat. Werden beispielsweise die Zellen am Pluspol mit einem Metallband verbunden kann durch Erschütterungen der Schrumpfschlauch der Zelle beschädigt werden und es kommt zu einem Kurzschluss. Auch eine Litze auf ein solches Metallband zu löten kann zu einem Kurzschluss führen. Als zweites Sicherheitsproblem kommen Instabilitäten in der Zellchemie dazu. Solange die Zelle zu jeder Zeit innerhalb ihrer Spezifikation betrieben wird ist das bei Markenzellen aber kein Problem. Bei der 26F Zelle würde ich 3,0 V bis 4,2 V empfehlen und nie mehr als 1,3 A pro Zelle laden und 5 A entladen. Das Datenblatt erlaubt zwar noch ein wenig mehr, aber es kommen immer Messfehler hinzu und der Gewinn beim weiteren Annähern an die Maximalwerte des Datenblatts sind minimal. Weiter muss die Zelltemperatur zwischen 0°C und 45°C beim Laden und -20°C und 60°C beim Entladen liegen. Aus diesen Anforderungen ergeben sich die typischen Funktionen der Schutzbeschaltung. Zellspannungs- und Zelltemperaturüberwachung sowie Lade- und Entladestromüberwachung. Im Zuge der Zellspannungsüberwachung wird normal dann auch ein passives Balancing integriert. K. K. schrieb: > Ja naja, den KFZ Wechselrichter eben, so ein 20€ Teil, soll bis 300W > machen, hat 12V/34A Input. Hier möchte ich zur Vorsicht raten. Die Aufnahme liegt bei P_in = 12 V * 34 A = 408 W, die Leistungsabgabe liegt aber nur bei 300 W. In Verbindung mit dem Preis ist der Wechselrichter vermutlich nur für wenige Betriebsstunden und eher nicht für den Dauerbetrieb ausgelegt. Zudem verlierst du ca. 25% deiner in den Akkus gespeicherten Energie. K. K. schrieb: > Laut Packzettel ist hier eine Schutzschaltung (Über- / UNterspannung) > verbaut. Ergo ist ja damit ein Tiefentladeschutz vorhanden? Das klingt eher nach einem Schutz für die 230V Seite, da kann wenn aber nur das Datenblatt weiteres dazu sagen, falls es sowas dazu gibt. Und selbst wenn es für die Akkuseite ist, werden die Spannungslevel vermutlich für Bleiakkus sein und nicht für Li-Ion. Als nächstes kannst du eine Grobauslegung der einzelnen Teile machen. Du hast 6 * 25 W = 150 W Solarmodule, aber einen Wechselrichter, der 400 W aufnimmt. Bei täglich 5 Sonnenstunden ergibt das 750Wh Energie pro Tag. Daraus folgt, das du mit dem Wechselrichter bei 24h Betriebsdauer maximal 31W * 75% = 23 W entnehmen kannst. Praktisch wird der Wechselrichter in dem Bereich noch deutlich schlechter sein. Interessant wäre hier eine Messung der Energieaufnahme der Geräte, die über die Solaranlage versorgt werden sollen, z.B. mit einem Energiekostenzähler, den man einfach vor die Steckdosenleiste stecken kann. Aus der Energiemenge pro Tag kannst du dann überschlagen, wie groß die Solarpanel sein müssen, um die Energiemenge zu liefern. Zusammen mit einer Vorgabe, wie lange ohne Sonnenschein das ganze autark laufen soll ergibt sich dann die Größe des Akkus. Beispielsweise mit deinen Panel und drei Tagen Laufzeit wären das 750 Wh * 3 = 2250 Wh. Eine Zelle der 26F hat 3,7 V * 2600 mAh = 9,62 Wh. Das macht 234 Zellen. Aufgerundet bist du dann bei einer Zellanordnung von 4S 59P mit 236 Zellen. Mein Vorschlag für die nächsten Schritte wäre also: - Leistung der zu versorgenden Geräte ermitteln (Dauer- und Spitzenlast) - Prüfen, ob die Solarpanelleistung ausreichend ist (Überschlägig P_solar * 70% = P_geräte) - Versorgungsdauer ohne Sonnenschein klären - Zellanzahl berechnen - Systemspannung festlegen (höhere Spannungen reduzieren die Verluste durch hohe Ströme) Gruß Kai
> Wenn ich dich richtig verstanden habe möchtest du einen Li-Ion Akku als > Energiespeicher. Hier empfehle ich besonderes Augenmerk auf die > Sicherheit zu legen, da bei falschen Handhabung ein Brand entstehen > kann. die völlig falsche Wahl bei dem was der TO vielleicht anstrebt? Da knallt es dann richtig, wenn nicht sowieso. Eine Solarbatterie, sowas wie das hier sollte mehr als reichen: https://www.ebay.de/itm/DiVine-F5-12V-280Ah-Batterie-Solar-Versorgung-Notstrom-Windkraft-Beleuchtung/271955647529?_trkparms=aid%3D555019%26algo%3DPL.BANDIT%26ao%3D1%26asc%3D20161121134545%26meid%3Ddc266f2b998344239b900cbb91aabb09%26pid%3D100505%26rk%3D1%26rkt%3D1%26%26itm%3D271955647529&_trksid=p2045573.c100505.m3226 Aber ich würde das an der Stelle des TO nicht machen, da er ja selbst zugibt nicht so die Ahnung zu haben. Erkenne Deine Grenzen bzw. werde Dir der Gefahren bewußt. Auch Gleichstrom kann tödlich sein. > Denn; ich bin offenbar zu blöd die einfachsten Dinge zu kapieren. > Dann darf es ja kein standart 12V-Bleiakku Solarsystem sein, neeein > meine Wenigkeit hat direkt noch n Haufen Sonderwünsche. Wieso willst Du Sonderwege gehen, die komplizierter sind und bei der die Sicherheit voll auf der Strecke bleibt? Was genau verstehst Du unter einer Powerwall? Das ganze Projekt ist mindestens eine Dimension zu groß für Dich, verkauf den Spaß und weg mit Schaden ... das Ganze wird sonst bestenfalls zur Sparbüchse und im worst case fliegt Dir alles um die Ohren (entweder real oder allein schon aus behördlichen Gründen).
> Aus diesen Anforderungen ergeben sich die typischen Funktionen der > Schutzbeschaltung. Zellspannungs- und Zelltemperaturüberwachung sowie > Lade- und Entladestromüberwachung. Im Zuge der Zellspannungsüberwachung > wird normal dann auch ein passives Balancing integriert. Warum wohl werden bei Photovoltaik-Anlagen nicht standardmäßig Li-Ion verbaut? Das hat alles Gründe, die Du ja weiter oben ausgeführt hat ... und nur weil der TO wie ein kleines Kind eine Sonderlösung haben will, gibt's die auch ?! Wie krank ist das denn?
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