Die Sonne wird stärker. Mittlerweile so stark, das ich meine Anlage wieder ohne Sorgen unbeaufsichtigt autark laufen lassen kann. Zwischendurch musste ich ja immer noch den Tagesverlauf und die Wetterentwicklung beobachten. An stark bewölkten Tagen kommt nicht genug PV-Leistung zustande um die Batterie ausreichend zu laden. Das kann jetzt natürlich immer noch passieren, allerdings werden die durchgehend stark bewölkten Tage mit wenig PV-Ertrag immer weniger.
Sicher etwas blauäugig habe ich den Aufbau als Probelauf gestartet, um herauszufinden ob die von mir gewählten Komponenten überhaupt in der Lage sind mein gewünschtes Ziel zu erreichen. Da das Ziel des Probeaufbaus erreicht wurde, kann ich nun weitere Schritte unternehmen um vom „Probelauf“ in einen Regelbetrieb zu wechseln. Dazu sind aber noch einige Umbauten und Erweiterungen nötig um diesen Regelbetrieb gewährleisten zu können. In meinem letzten Beitrag habe ich ja bereits eine To-Do-Liste erstellt, die nun abgearbeitet werden muss. Also dann, los gehts!
Inhalt
Hinweis (Disclaimer)
Die in meinen Beiträgen gezeigten Inhalte dienen ausschließlich zu Informations- und Unterhaltungszwecken. Es liegt in der Verantwortung der Leser, jegliche Nachbauten, die auf meinen Inhalten basieren, auf eigene Gefahr durchzuführen.
DC-LS Automaten zum Schalten der verschiedenen Spannungsebenen
In einem Kommentar unter einem meiner Youtube-Videos wurde ich auf DC-LS-Automaten aufmerksam gemacht. Und der Grund dahinter ist gar nicht so abwegig. Da ich noch definitiv Umbaumaßnahmen und Erweiterungen vornehmen muss und möchte, müssen die verschiedenen Spannungsebenen „schaltbar“ gemacht werden. Und hier kommen die DC-LS-Automaten ins Spiel.
Die Automaten werden hier zwar zweckentfremdet, bieten aber die bestmögliche Funktion und Schutz. Mit diesen ist es möglich unter Vollast zu schalten, ohne der Gefahr eines Lichtbogens am Schaltkontakt. Das Problem besteht bei der Verwendung normaler LS-Automaten für Wechselspannungen. Wechselspannungs-Lichtbögen reißen beim Nulldurchgang der Sinuskurve ab, da die Leistung dort natürlich auch Null ist. Bei Gleichspannung gibt es diesen Nulldurchgang nicht. Um hier den Lichtbogen zum Abreißen zu bringen muss der Abstand an den Schaltkontakten erhöht werden. Und das ist bei DC-LS-Automaten der Fall.
Da ich hier die Schutzfunktion nicht mitbenutzen möchten, habe ich sie in der größten Variante mit 125 Ampere Auslösestrom gewählt. Der erste Automat schaltet die PV-Leistung und der zweite die Batterie-Leistung. Ich kann so sowohl an der PV-Anlage als auch an der Batterie-Anlage arbeiten, ohne Leitungen demontieren zu müssen. Die Gefahr eines ungewollten Kurzschlusses sinkt stark. Von daher sehr zu empfehlen.
Kupferschiene statt Klemmblock
Eine andere Baustelle ist mir beim Einbau der Automaten ins Auge gefallen. Die Klemmblöcke waren für den Probebetrieb durchaus ausreichend, sind aber für mein weiteres Vorhaben eher unpassend. Ein Thema das ja bereits genannt wurde, ist das Thema Sicherheit. Und da passen die Klemmblöcke nicht mehr zu. Es muss eine passende Energieverteilung her, mit der Möglichkeit einzelne Abgänge auch einzeln abzusichern.
In vielen Videos und Blogs bin ich immer wieder auf die Kupferschiene als Energieverteilung gestoßen. Es gäbe auch die Möglichkeit Reihenklemmen zu benutzen, allerdings sind Reihenklemmen mit einer Aufnahme bis 25qmm recht teuer. Und es soll ja weiterhin ein Preisfokus-Projekt bleiben, da ja der Fokus auch auf der Amortisierung liegt. Also entschied ich mich für die Kupferschiene.
Zur Auswahl: Es werden zwei gleiche Stücken Kupferschiene benötigt. Achte dabei darauf das die Schiene nicht kleiner ist, als der Querschnitt deines größten Kabels. Das dickste Kabel bei mir ist 25qmm. Da ich mir die Option einer zweiten Batteriebank offen halten möchte, muss die Kupferschiene mindestens 50qmm haben. Bei einer 50mm breiten Schiene müsste die Stärke also mindestens 1mm betragen.
Ich habe mich für Schienen mit den Maßen 10mm x 40mm (also 400qmm) entschieden. Diese bieten definitiv noch Luft nach oben.
Aufbau
Der Aufbau ist ziemlich einfach. Das wichtigste Ziel ist die Trennung der beiden Kupferschienen. An die eine wird der Pluspol der Batterie und aller Geräte angeschlossen und an die andere der Minuspol. Damit es nicht zu einem Kurzschluss kommt, müssen die beiden strikt getrennt sein.
Der Kabelanschluss ist ebenfalls einfach. Es muss einfach pro Anschluss ein passendes Loch gebohrt und ein Gewinde reingeschnitten werden. Daher sollte die mindeste Materialstärke des Kupfers auch 5mm betragen, eher mehr, damit die Gewindebohrungen genug Halt für die Befestigung der Kabelschuhe bieten. Zusätzlich müssen an den Enden Bohrungen gesetzt werden, um die Schiene an der Grundplatte montieren zu können. In meinem Fall sieht das Ganze dann so aus, zwei Montagebohrungen, eine Bohrung für den Anschluss der Batterie und zwei für die Abgänge der beiden Geräte. Und das zweimal, einmal Pluspol und einmal Minuspol.
Absicherung einzelner Geräteabgänge
Wie erwähnt möchte ich zusätzlich die Abgänge meiner angeschlossenen Geräte einzeln absichern. Da ich nicht überall die 25qmm Kabel anschließen kann, muss eine abgestufte Absicherung her. Der Epever beispielsweise kann maximal 10qmm an seinen Klemmen aufnehmen. Da sind die 80 Ampere, mit denen die Batterie abgesichert ist, viel zu hoch.
Eine Möglichkeit wäre Sicherungshalter zu verwenden, die man in dem Kabelweg integriert, so wie es bei der Batterie bereits umgesetzt wurde. Eine andere Möglichkeit, auf die ich aufmerksam geworden bin, ist es die Sicherung direkt auf die Kupferschiene zu montieren und die Leitung an das andere Ende. Dazu habe ich MIDI-Sicherungen verwendet. Die Bauform ist ähnlich zu der MEGA-Sicherung, die bei der Batterie zum Einsatz kam. Diese Sicherungen sind sehr robust gebaut und haben sich daher für diesen Einsatz angeboten.
Schutz gegen Berührung
Damit die Kupferschiene nicht offen und ungeschützt auf der Montageplatte moniert ist, wurde zusätzlich eine Schutzabdeckung gebaut. Damit ist sowohl eine räumliche Trennung zwischen den beiden Kupferschienen gewährleistet und zum anderen besteht ein Schutz gegen Berührung. Dazu habe ich zwei Einhausungen aus den Resten einer OSB-Platte und einer Plexiglas-Platte gefertigt. Einfach einen Kasten mit genug Luft nach oben und unten um die Leitungen anschließen zu können. Rechts und links eine Erhöhung damit die Kupferschiene nicht durchgehend auf dem Unterteil der Einhausung aufliegt. Hierzu eine Zeichnung und ein paar Bilder.
In der Entwicklung
Die nun folgenden Punkte sind auch Teil der To-Do-Liste, befinden sich aber derzeit noch in der Entwicklung. Entweder sind noch nicht alle nötigen Teile vorhanden oder es gab noch keine Zeit hierfür. Trotzdem möchte ich hier einen kleinen Überblick über den aktuellen Stand geben.
Überwachung des Ladereglers
Das bisher verwendete MT50 von Epever zum Überwachen der PV-Leistung, der Ladeleistung, der Batteriespannung und der Parametrierung des Epever musste ich leider wieder abgeben, da es nur ein Leihgabe war. Dafür konnte ich den passenden WiFi Dongle für den Epever organisieren. Dieser bietet zwei Modi: erstens die Abfrage über eine lokale WiFi-Verbindung und zweitens einen Verbindung über den Cloudservice von Epever. Bei der ersten Variante verbindet man sich per Smartphone direkt mit dem WiFi-Modul und liest per App die Daten aus.
Das Problem dabei ist die ständige direkte Verbindung mit dem WiFI-Modul. Man ist also räumlich gebunden. Das Gute dabei ist, dass die Daten nicht auf einem Cloudserver gelangen. Das ist meiner Meinung nach das Problem der zweiten Möglichkeit. Man muss sich beim Cloudservice des Herstellers anmelden und sein Gerät dort registrieren, damit man die Daten unterwegs abrufen kann. Gerade was das Thema Datenschutz angeht, stehen Server die in China betrieben werden unter keinem guten Stern. Daher bin ich auf der Suche nach einer Alternative.
Durch Christian vom YouTube-Kanal „Der Kanal“ wurde ich auf eine andere Möglichkeit aufmerksam gemacht. Das Stichwort lautet „D1 mini“ und „ESP8266“. Es handelt sich um eine Anwendung mit einem Microcontroler und der Möglichkeit die Daten aus dem Epever auszulesen und selbst zu verwalten. Ich stehe hier allerdings noch am Anfang und habe vor wenigen Tagen erst die Teile hierzu geliefert bekommen. Es scheint sich aber zu einem spannenden Projekt zu entwickeln.
Schutz gegen Tiefentladung der Batterie
Ein weiterer Punkt auf der To-Do-Liste ist der Schutz der Batterie vor Tiefentladung. Auch hier hat sich eine Strategie gezeigt um dieses Problem zu lösen. Aus meinem beruflichen Umfeld bin ich schon des öfteren auf sogenannte Unterspannungsrelais gestoßen. Also ein Relais das beim Unterschreiten einer vordefinierten Spannung einen Schaltkontakt ansteuert. Würde man den Schaltkontakt mit einem Ladegerät kombinieren, wäre die Funktion bereits erfüllt.
Ich habe hierzu auch schon die passenden Bauteile gefunden und geliefert bekommen. Allerdings konnte ich bis zu diesem Zeitpunkt noch keinen Aufbau und Test durchführen. Da dieser Punkt aber mit am Wichtigsten ist, werden ich diesen auch als nächsten Punkt auf meine Agenda setzen und abarbeiten. Sollte dieser Aufbau gelingen, entfällt das ständige beobachten der Wetterlage und umstecken auf das Hausnetz.
Zusammenfassung
Es nimmt so langsam richtig Gestalt an und ich finde es äußerst interessant diesem Projekt beim Wachsen zuzusehen. Ich selbst bin ja mit nahezu null Erfahrung an dieses Projekt gegangen, was sich auch in dem einen oder anderen Fauxpas geäußert hat. Aber wie bei allen anderen Dingen auch wächst man nach und nach in ein Projekt hinein und lernt vieles dazu.
Wie bereits im Newsletter erwähnt, gibt es zu diesem Blogbeitrag auch ein passendes Youtube-Video auf meinem Kanal.
Falls dir der Beitrag gefallen hat würde ich mich sehr über einen Kommentar und das Teilen in den sozialen Medien freuen.
