Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AKKU 40kWh und 400V Gerät 3 Phasig betreiben


von Max M. (masterpeace)


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Hallo,

ich möchte mit einem 40kWh Lithium Akkupack, ein Gerät mit einer 
Leistung von 5-6kW betreiben und das Akkupack wird von einem Generator 
geladen.

Die genauen Anschlusswerte vom Gerät sind:
5-6kW
380V-400V
3N/PE/50Z/3Phasig
Stromaufnahme Maximal 16A
Zuleitung 2,5mm²
Absicherungstyp: D oder K langsam

Das ganze soll über 6 Stunden betrieben werden, also 6 x 6kW 
Maximalleistung = 36kWh? Dann würden 40kWh reichen?

Leider erschließt sich für mich noch nicht, wie man aus einem 40kWh 
Akkupack die Leistung für das oben genannte Gerät zusammen bekommt. Weil 
die meisten Akkus haben ja 12Volt oder 24Volt, wie kommt man auf die 
Leistung bzw. muss es dann auch ein 400V Akku sein?

Wenn es nun ein 400V Akku sein sollte, muss man diesen dann auch mit 
400V aufladen oder gibt es eine Art "Umspannungsmöglichkeit"? Oder was 
müsste der Generator leisten, um den Akku in einer adäquaten Zeit wieder 
zu laden,

Danke schön

von Christoph Z. (rayelec)


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Sorry, aber eine komplexe Installation in diesem Leistungsbereich 
solltest Du einem Profi überlassen!
ein 40kWh Akku, kann im Fehlerfall locker über 1 MW liefern. Die Folgen 
für Leib und Leben brauche ich Dir nicht zu schildern!

Geschätzte Materialkosten für sowas: 10-20k€, ohne Generator.

von R. F. (rfr)


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Hallo,

Verbraucherseitig benötigst du maximal 16 A * 6 Std Drehstrom, also 
knapp 100 Ah @ 400 V 3ph. 50 Hz. Die Leistung beträgt 6,4 kW.

Da Accus keinen Wechselstrom liefern, brauchst du einen Umrichter. 
Dieser wird auch die Aufwärtstransformation von der Accuseite auf die 
benötigte Spannung vornehmen. Der Umrichter muss für diese Werte 
ausgelegt sein.

Dieser hat einen Wirkungsgrad, der die eingangsseitig benötigte Leistung 
erhöht. Nehmen wir als Beispiel 60 % an, also wird eine Accukapazität 
von 10 kW gebraucht. Im Falle eines 48 V Systems muss das Accupaket ca 
200 A liefern können. Das ist schon recht heftig.

Diese Werte gelten nur für den Betrieb ohne Generator. Dieser soll auf 
den Umrichter arbeiten, also kann ein Teil der Leistung von 10 kW dder 
Batterie durch Generatorleistung ersetzt werden. Die Werte des 
Umrichters bleiben so wie berechnet.

200 A Gleichstrom sind aber nicht einfach zu behandeln.

Gruss

Robert

von Max M. (masterpeace)


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Hallo,

ich werde es auch einem PROFI überlassen, dass ist selbstverständlich.

Mir liegt aber viel dran, auch die Zusammenhänge verstehen zu können.
Daher wüste ich gerne, ob dass Gerät überhaupt so betrieben werden 
könnte oder welche Vorraussetzungen gegeben sein müssen. Und ob die 
Akkus sich auch per einem Generator(24V/12V/XXkW) wieder aufladen 
lassen.

Das es viel Geld kosten wird, weiß ich auch.

Danke für die Antwort.

von Christoph Z. (rayelec)


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> ich werde es auch einem PROFI überlassen

gut! :-)

In diesem Bereich gibt es Akkusysteme zur Pufferung von Solarstrom. 
Technisch sind das immer Verschaltungen von vielen Akkuzellen sowohl 
parallel wie auch seriell. Absolut unerlässlich ist dabei ein 
Batteriemanagementsystem (eingebaut), welches den Akku und den Nutzer 
vor unerlaubten Betriebszuständen schützt (Temperatur, Strom und 
Spannungsüberwachung). Oft ist das ganze mit dem Ladegerät gekoppelt.
Da wird es sicher Lösungen geben, welche sich mit einem Generator 
koppeln lassen.
Ströme bis in den kA Bereich sind für grosse Akkua meist kein Problem. 
Das Drumherum ist da viel kritischer. (Brandgefahr, el. Sicherheit bei 
hohen DC-Spannungen, etc.).
Darum - und das gilt auch für mich als Enwickler von Elektronik - würde 
ich sowas auf keinen Fall selbst machen!

LG

von (prx) A. K. (prx)


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Im Grunde benötigst du ein zur Rückspeisung ins Netz fähiges 
Elektroauto. Das hat nämlich genau das alles drin. Einschliesslich des 
Generators, dessen Antrieb hängst du einfach an die Antriebsachse. ;-)

: Bearbeitet durch User
von Max M. (masterpeace)


Angehängte Dateien:

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So, ich habe mich wohl leider nicht richtig ausgedrückt. 
(Selbstverständlich werde ich die Geschichte von einem Fachbetrieb 
verbauen lassen, interessiert mich aber trozdem sehr!!)

Daher danke ich schonmal für die Antworten!!!

Ich hab hier mal eine Zeichnung gebastelt. (DATEIANHANG)

Also, es gibt einen Generator, der 400v/24v/12v und 230v unterstützt. Je 
nach dem, was man möchte und dabei 8kW erzeugt Andere Werte sind mir 
leider bisdato nicht bekannt.

Der Generator, soll den Verbraucher1 über 10 Stunden am Tag mit Energie 
versorgen.
Da nicht die gante Energie benötigt wird, möchte ich den "Rest" nutzen 
und im Akku Rack speichern.

Der Akku ist für die Nacht gedacht und zur leisen Versorgung von einem 
ein Aggregat über 6 Stunden. (Auf dem Bild, sind die Werte nur für ein 
Akku dargestellt, für 40kWh, sind es natürlich mehrere im Cluster!)

Die Frage ist, ob sowass möglich ist! Hab die Anschlusswerte mal dabei 
geschrieben.

DANKE für die Hilfe!!!

: Bearbeitet durch User
von Erich (Gast)


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Max M. schrieb:
> Der Akku

Ein Akku mit ca. 40 kWh Energieinhalt ist gross und teuer.
Diese Größe entspricht ziemlich genau der Traktionsbatterie eines 
E-Autos wie dem BMW i3 (120 Ah bzw. ca. 42 kWh) bzw. dem Renault Zoe (41 
kWh).

Diese Batterien haben ca. 350-400 Volt Nennspannung und wiegen ca. 
250-300 kg.

Ein Bild einer i3 Batterie ist hier
https://stromspeicher.wordpress.com/
https://stromspeicher.files.wordpress.com/2017/03/img_0681.jpg

Diese E-Auto Traktionsbatterien sind schwer zu bekommen und happig 
teuer.

Ähnliches sind von Tesla deren Powerwall
https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Powerwall

Man verwendet Serienschaltung vieler Li-Ionen Einzelzellen, um auf hohe 
Spannungen zu kommen. Und das macht man weil sonst die Querschnitte der 
Kabel zu gross werden würden.
Einen Akku wir du ihn gezeichnet hast mit "3,2 Volt  1000 Ah" das ist 
nicht sinnvoll.


Frage/n:
Dein "Generator" liefert 24h am Tag die Nennleistung?
Speist er sich aus Wasserkraft?
Sonst wird die Sache ziemlich unwirtschaftlich, es sein denn du wohnst 
auf einer Insel ohne Stromanschluss oder irgendwo im Entwicklungsland.

Gruss

von Max M. (masterpeace)


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Danke für deine Antwort, du hast Recht, es handelt sich entweder um ein 
Akku aus dem EAuto bereich oder aus den "zusammen gestellten" 
Serienschaltung Zellen.

Die Angaben auf dem Bild zum Akku, spiegeln nur die Werte für einen Akku 
wieder. Sorry, hätte ich vielleicht deutlicher kenntlich machen sollen.

Es handelt sich um Fahrzeug, wovon durch ein Nebenantrieb Ernergie vom 
Motor abgezweigt wird und das über 10 Stunden Fahrt. (Laborfahrzeug)

Im Prinzip, geht es darum, am Tage den einen Verbraucher zu bedienen und 
in der Nacht lautlos über Akku, damit Nachbarn nicht gestört werden.

Danke für die Antwort!

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