Forum: Haus & Smart Home Vorstellung Balkon Solaranlage und DIY Lithium Powerwall


von Andreas Schmitz (Gast)


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Moin Zusammen,
mein erster Post hier und in diesem möchte euch meine neue (noch nicht 
komplett fertiggestellte) Lithium Powerwall vorstellen. Vielleicht 
interessiert es ja den ein oder anderen und motiviert zum nachbauen 
(oder schreckt davor ab ^^).
Das ganze nutze ich für meine kleine Balkon Offgrid Solaranlage mit 3 
Panels@450Wp Gesamtleistung.
Warum die Powerwall ?Vorher 2x 80Ah AGM Akkus (Fehlkauf), das war viel 
zu wenig Speicher. Tagsüber ständig voll und abends leer. AGM und Gel 
möchte ich nicht mehr und größere OPzS / PzS Bleiakkus möchte ich nicht 
in der Wohnung haben. Bilder sind im Anhang.
PS. Ich weiß: Ich kann nicht löten ^^ Nach ca. 500 Lötstellen ist es 
etwas besser geworden .... oO

Ein paar Randdaten:
------------------------------------------
- Wird noch mit gebrauchten Batterien erweitert
- Noch keine Balancer, sind unterwegs aus China (QNBBM Active Balancer)
- Aufstellung ist noch vorläufig, warte auf noch auf ein Lastregal.
- Extra Gel-Feuerlöscher unterwegs
- Funktioniert mega gut bisher (ca. 5 Tage.)

Teileliste:
----------------------------------
280x 18650 MJ1 @3.5Ah NCA Akkus
1x Kupferdraht verzinnt, 390-561, 0,2 mm, 35SWG, 32AWG, 717m Spule 
(12,50€ auf Ebay)
1x 9L Jockel Gel-Feuerlöscher Gellöscher Sonderlöscher für 
Lithium-Ionen-Akkus (119€ Ebay)
1x Felder Lötfett saur, 50g i.Dose 2,89€ @ amazon
1x Tabinger 60W Lötkolben 200°-450°C 10,89€ @ amazon
3x Velidy 18650 Akku 4 x 5 Zellen Abstandshalter 9€ @ amazon (gibts 
billiger bei aliexpress)
1x Felder Lötdraht 1.1.2B / ROM1 Sn60 Pb40, Ø 0.75mm 250g 19,93€ @ 
rsonline-privat.de
2x Einzeladerleitung, Ø 1.63mm Kupfer verzinnt, 22 A, 10,8m für 
10.39€/Stück @ rsonline-privat.de


Ich habe auch eine kleine YouTube Reihe gedreht, die den Aufbau 
dokumentiert und einige Tipps gibt (da kommt noch deutlich mehr in 
Zukunft). Bitte nicht lachen, ich mache das zum ersten mal :D

https://www.youtube.com/channel/UCaWbn671XbI1GLTgndyI7gQ

von Kai G. (kpl)


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Hi!

Die 0.2mm Drähtchen sind ein bisschen dünn, find ich. Hast Du den 
Widerstand mal ausgerechnet?

Vermutlich geht da einiges der Leistung in Wärme weg.

VG,

Kai

von Andreas Schmitz (Gast)


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Damit sichere ich jeden Akku einzeln ab, die glühen bei ca. 5A durch.
Hab es mal nachgerechnet: Bei 1A sind es ca. 0.98% Spannungsverlust und 
bei 2A ca. 1.87%. Meistens ist die Last aber deutlich unter 1A.

von Lukas B. (lukas-1992) Benutzerseite


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Gefällt mir gut - weiter so

von Sven L. (sven_rvbg)


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Das Thema Brandschutz des fertigen Akkupacks würde ich an Deiner Stelle 
gründlich durchdenken.

von Mani W. (e-doc)


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Bevor ich mir so etwas antue verwende ich lieber Pb-Akkus...

Andreas Schmitz schrieb:
> Warum die Powerwall ?Vorher 2x 80Ah AGM Akkus (Fehlkauf), das war viel
> zu wenig Speicher. Tagsüber ständig voll und abends leer. AGM und Gel
> möchte ich nicht mehr und größere OPzS / PzS Bleiakkus möchte ich nicht
> in der Wohnung haben.

Warum nicht?


Dein Aufwand ist schon sehr hoch und über Betriebssicherheit lässt
sich in Deinem Fall noch diskutieren...


Aber wenn Du so überzeugt bist, dann baust Du das aus in
einem feuersicheren Raum...

von Jackass (Gast)


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Andreas Schmitz schrieb:
> PS. Ich weiß: Ich kann nicht löten

Du bist bestimmt auf den weit verbreiteten Quatsch mit fast kaltem 
Lötkolben reingefallen?! Das ist schon bei Bauteilen äußerst fraglich, 
bei Akkus aber gefährlich. Stell die Station lieber auf volle 450°, dann 
brauchst du für die Lötung vielleicht ne halbe Sekunde, und das Zinn 
schießt nur so. Der Akku bleibt dabei deutlich kälter, als wenn du da 
etliche Sekunden mit 320° oder solchem Quark rumgurkst.

Lötungen werden bei höheren Temperaturen auch zuverlässiger, weil 
eventuelle Oxydschichten besser gelöst werden.
Sie werden dir was anderes erzählen wollen, es ist aber dennoch so.
Natürlich ist ein so heißer Lötkolben arbeitsintensiver. Wenn man aber 
viel Zinn braucht wie bei nem Akku, dann geht das trotzdem super.

von Jörg E. (jackfritt)


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Schönes Projekt, bin mal auf den Balancer und Rest gespannt.

von J. S. (pbr85)


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Interessant, aber: Investitionskosten und Amortisationszeit? Habe auch 
einen perfekt geeigneten Südbalkon mit weißen Wänden, die dortige 
Lichtenergie nutze ich aber für meine Tomaten und Chilis. Da ist die 
Amortisationszeit bei den Supermarktpreisen in einer Saison drin, selbst 
die LED-Leuchte zur Vorzucht.:D

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (drbacke)


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Jackass schrieb:
> Andreas Schmitz schrieb:
>> PS. Ich weiß: Ich kann nicht löten
>
> Du bist bestimmt auf den weit verbreiteten Quatsch mit fast kaltem
> Lötkolben reingefallen?! Das ist schon bei Bauteilen äußerst fraglich,
> bei Akkus aber gefährlich. Stell die Station lieber auf volle 450°, dann
> brauchst du für die Lötung vielleicht ne halbe Sekunde, und das Zinn
> schießt nur so. Der Akku bleibt dabei deutlich kälter, als wenn du da
> etliche Sekunden mit 320° oder solchem Quark rumgurkst.
>
> Lötungen werden bei höheren Temperaturen auch zuverlässiger, weil
> eventuelle Oxydschichten besser gelöst werden.
> Sie werden dir was anderes erzählen wollen, es ist aber dennoch so.
> Natürlich ist ein so heißer Lötkolben arbeitsintensiver. Wenn man aber
> viel Zinn braucht wie bei nem Akku, dann geht das trotzdem super.

Ich hab tatsächlich die Temperatur der Zellen gemessen beim Löten, da 
kam ebenfalls raus, dass kurz und sehr heiß erheblich besser ist.
Ich kann dir also nur recht geben :)

von Andreas S. (drbacke)


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J. S. schrieb:
> Interessant, aber: Investitionskosten und Amortisationszeit? Habe auch
> einen perfekt geeigneten Südbalkon mit weißen Wänden, die dortige
> Lichtenergie nutze ich aber für meine Tomaten und Chilis. Da ist die
> Amortisationszeit bei den Supermarktpreisen in einer Saison drin, selbst
> die LED-Leuchte zur Vorzucht.:D

Die Ersparnis in einem Jahr dürfte sich auf ca. 440kWh belaufen. Bei ca. 
30Cent =132€ im Jahr. In 10 Jahren vielleicht ^^
Ich möchte auf Dauer aber eine größere Dachanlage aufbauen und dafür 
wollte ich erstmal Erfahrungen im Kleinen sammeln.

von ACDC (Gast)


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Und wie kommst Du auf 230V ?

von Andreas S. (drbacke)


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Mani W. schrieb:
> Bevor ich mir so etwas antue verwende ich lieber Pb-Akkus...
>
> Andreas Schmitz schrieb:
>> Warum die Powerwall ?Vorher 2x 80Ah AGM Akkus (Fehlkauf), das war viel
>> zu wenig Speicher. Tagsüber ständig voll und abends leer. AGM und Gel
>> möchte ich nicht mehr und größere OPzS / PzS Bleiakkus möchte ich nicht
>> in der Wohnung haben.
>
> Warum nicht?
>
>
> Dein Aufwand ist schon sehr hoch und über Betriebssicherheit lässt
> sich in Deinem Fall noch diskutieren...
>
>
> Aber wenn Du so überzeugt bist, dann baust Du das aus in
> einem feuersicheren Raum...

Erstmal danke für deinen kritischen Beitrag, sowas ich ja auch wichtig. 
Ich gebe mir Mühe deine Fragen/Anmerkungen zu beantworten.

Pb Akkus waren zuerst auch meine erste Wahl. Ich habe mich monatelang 
nach Angeboten umgesehen und bin letztlich bei OPzS von TAB Batterien 
oder Q-Batteries gelandet, die haben mir gute Angebote zukommen lassen.
Bei den OPzS ist es mit der Lüftung sehr schwierig, beide Anbieter 
konnten mir keine Zentralentgasung anbieten. Höchstens die 
Rekombinationsstopfen, aber die sind mir persönlich zu riskant. Das 
ginge nur, wenn man einen wirklich sehr gut belüfteten Raum zur 
Verfügung hat (falls Gas über das Überdruckventil entweicht). Zudem 
waren mir die Akkus auch einfach zu schwer und letztlich ist die Lithium 
Powerwall tatsächlich günstiger als die OPzS-Angebote die ich bekommen 
habe. Zudem kommen die Lithium Akkus in meinen Augen besser mit den 
PV-Zyklen zurecht. Über den Arbeitsaufwand müssen wir natürlich nicht 
reden, da gewinnen die Pb mit großem Abstand ^^
Ich würde aber ungerne ein Lithium - Pb Diskussion starten, da ich weiß 
wohin das führen kann ^^ Ich denke beides hat seine Daseinsberechtigung 
und ist je nach Anwendungsfall sinnvoll oder auch nicht.

Feuersicherer Raum: Werde ich auf jeden Fall tun, definitiv sinnvoll. 
Keine Frage. Ist in Arbeit.

Zu Anfang war mir das mit den Lithium Akkus auch viel zu gefährlich, 
deswegen habe ich an diese Lösung sofort abgetan. Nach langer Recherche 
war ich allerdings doch überzeugt, dass man das Risiko in den Griff 
bekommen kann. Ich habe da mehrere Wochen Recherche investiert, um mir 
des Risikos absolut bewusst zu sein und dafür einige wissenschaftliche 
Veröffentlichungen von der TU-München, TÜV Süd und der NASA gelesen. In 
einem meiner YouTube Videos habe ich versucht die sicherheitsrelevanten 
Ergebnisse zusammenzufassen, zumindest von einigen ausgewählten 
Veröffentlichungen. Für einen Forumthread ist mir das zu lang.
Weiterhin muss man ja auch sehen, dass die NCA/NMC/(LEP) Akkus 
mittlerweile ja in sehr vielen Geräten/Fahrzeugen verbaut sind und dort 
macht man sich in der Regel nicht einmal Gedanken. Obwohl in manchen 
E-Bikes wirklich schlimme Sicherheitsschaltungen verbaut sind und 
billigste No-Name Akkus verwendet werden. Aber das ist ein anderes 
Thema. Sicherheit ist bei Lithium Akkus sicherlich ein heißes Thema 
(sorry für den schlechten Wortwitz :D ).

von Andreas S. (drbacke)


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ACDC schrieb:
> Und wie kommst Du auf 230V ?

2Kw Sinus Wechselrichter, der macht aus 24VDC -> 230AC.

von Gunnar F. (gufi36)


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Eine Frage zum Theme Feuergefahr von LiPo-Akkus, weil ich als 
Modellflieger und China-Käufer viele davon zuhause lagere:
Wer kennt reale Gefahren, in welchen Betriebszuständen die Dinger zu 
brennen beginnen? Ich meine jetzt nicht, wenn man einen Nagel 
reinschlägt, die Berichte kenne ich schon.
Gibt es relle Gefahren bei Lagerung bei Zimmertemperatur?
Wie ists im Auto, wenn die Dinger ohne Betrieb bei 60° liegen?
Bei Nachladen nach vorangegangener Entladung und Resthitze?
Ist Tiefentladung gefährlich?
Ich vermute, Überladen ist ein Risikofaktor, habe das aber dank 
funktionierender Ladegeräte nie erlebt.
Mich interessieren besonders praktische Erfahrungen und fundiertes 
Wissen zum Thema.
P.S. Ich nutze billig-China-Akkus seit 10 Jahren. Ausser Aufblähen ist 
da nie etwas passiert. Bin aber auch kein Heizer, sondern gemütlicher 
Segler- und Heliflieger.

von Jackass (Gast)


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Gunnar F. schrieb:
> Mich interessieren besonders praktische Erfahrungen

Habe vor etlichen Jahren mal einen riesigen Posten LiIon-Camcorder-Akkus 
quasi geschenkt bei Ebay gekauft. Sicher 300 Stk. oder mehr, sicher mehr 
als 50 Typen. Den einen oder anderen zwar auch mal geladen, aber den 
Großteil nie genutzt oder geladen. Die sind inzwischen fast alle 
tiefentladen. Da ist nie was passiert. Wenn sie tiefentladen sind, fehlt 
ihnen halt die Energie, um Schaden anzurichten. Ich glaube sogar, in dem 
Zustand dürfte man sie sogar durchbohren?

von wendelsberg (Gast)


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Andreas Schmitz schrieb:
> und größere OPzS / PzS Bleiakkus möchte ich nicht
> in der Wohnung haben.

Aber 280 potentielle Zuendsaetze ist in Ordnung?
Erinnert mich an die Mutti, die mit den Kindern die Zeltausruestung 
kaufen war und auf einer Elektrokochplatte bestanden hat, weil ja Gas so 
gefaehrlich ist. IM ZELT! Naja nasse 230V-Kabel sind eben viel sicherer.

Andreas S. schrieb:
> Höchstens die
> Rekombinationsstopfen, aber die sind mir persönlich zu riskant. Das
> ginge nur, wenn man einen wirklich sehr gut belüfteten Raum zur
> Verfügung hat (falls Gas über das Überdruckventil entweicht).

Und das hat nicht zu der Erkenntnis gefuehrt, dass solch technische 
Anlagen nicht in die Wohnung gehoeren? Hoffentlich ist es nicht auch 
noch eine Mietwohnung.

wendelsberg

von Andreas S. (drbacke)


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Gunnar F. schrieb:
> Eine Frage zum Theme Feuergefahr von LiPo-Akkus, weil ich als
> Modellflieger und China-Käufer viele davon zuhause lagere:
> Wer kennt reale Gefahren, in welchen Betriebszuständen die Dinger zu
> brennen beginnen? Ich meine jetzt nicht, wenn man einen Nagel
> reinschlägt, die Berichte kenne ich schon.
> Gibt es relle Gefahren bei Lagerung bei Zimmertemperatur?
> Wie ists im Auto, wenn die Dinger ohne Betrieb bei 60° liegen?
> Bei Nachladen nach vorangegangener Entladung und Resthitze?
> Ist Tiefentladung gefährlich?
> Ich vermute, Überladen ist ein Risikofaktor, habe das aber dank
> funktionierender Ladegeräte nie erlebt.
> Mich interessieren besonders praktische Erfahrungen und fundiertes
> Wissen zum Thema.
> P.S. Ich nutze billig-China-Akkus seit 10 Jahren. Ausser Aufblähen ist
> da nie etwas passiert. Bin aber auch kein Heizer, sondern gemütlicher
> Segler- und Heliflieger.

Moin,
das hängt sehr stark von der Zellchemie ab.
In dem Video stelle ich einige Testergebnisse zu Grenzbelastungen der TU 
München vor: https://www.youtube.com/watch?v=m1NnX3U_Cmg
Vielleicht bringt das etwas Licht ins Dunkel.
Wie es sich LiPo verhält bin ich allerdings nicht sicher, bei den 18650 
Zellen hat man zumindest noch ein CID drin, was das schlimmste 
verhindert.
Tiefenentladung ist problematisch, da innerhalb der Batterien 
Verbindungen entstehen können und damit dann ein Kurzschluss.

: Bearbeitet durch User
von Christian B. (luckyfu)


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Tiefentladung an sich ist nicht schlimm. Problematisch wird es, wenn man 
eine Tiefentladene Zelle wieder lädt. Vernünftige Lithium Ladegeräten 
verhindern das.
Die 2. Problematik ist das überladen. (oder auch laden mit zu viel 
Strom) dadurch erwärmt sich die Zelle stark, was zu dem gefürchteten 
Aufblähen führt. Irgendwann ist es soweit aufgebläht, daß die Hülle 
reist. Die Luftfeuchte reicht dann aus um mit dem Lithium zu reagieren.
Sonst kann eigentlich nicht viel Schief gehen. Lithium Zellen haben kaum 
eine Selbstentladung, selbst nach mehreren Jahren sinkt die Spannung 
kaum nennenswert ab. Man sollte sie zur Lagerung aber nicht voll laden, 
denn dann verliert sie an Kapazität. Ein Entladen vorm aufladen ist 
nicht notwendig. Man sollte aber vorm Laden warten, bis die Batterie 
kalt ist. Nicht direkt nach dem Leersaugen (mit hohem Entladestrom) 
wieder ans Ladegerät.

von Gunnar F. (gufi36)


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Zwei Dinge habe ich auch schon festgestellt:

A. Tote Akkuzellen eines Packs nach langem Gebrauch(0V): Wenn hier die 
Hülle reisst, passiert gar nichts (sichtbares!). Wodurch genau die 
gestorben ist, weiss ich nicht. Abnutzung?

B: Billige China-Akkus blähen sich im Laufe der Zeit von alleine auf. Ob 
mit viel oder wenig Nutzung. Habe gehört, das läge an Verunreinigungen, 
die Ausgasungen verursachen.
Interessant: Einen aufgeblähten habe ich mal versehentlich 
kurzgeschlossen (verpolt, vermutlich über eine Diode). Da war er wieder 
schlank!
Habe mich noch nicht getraut, das absichtlich zu verifizieren...
Will mich mal langsam rantasten über hohe und sehr hohe Ströme.

von Bernd (Gast)


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wendelsberg schrieb:

> Erinnert mich an die Mutti, die mit den Kindern die Zeltausruestung
> kaufen war und auf einer Elektrokochplatte bestanden hat, weil ja Gas so
> gefaehrlich ist. IM ZELT! Naja nasse 230V-Kabel sind eben viel sicherer.

Wer interessiert sich für dein Geschwätz oder das deiner Mutter?

Leute gibt's.

von ACDC (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> ACDC schrieb:
>> Und wie kommst Du auf 230V ?
>
> 2Kw Sinus Wechselrichter, der macht aus 24VDC -> 230AC.

Also umschaltung von Hand?
Oder irgendeine Automatik drin?

von Andreas S. (drbacke)


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ACDC schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> ACDC schrieb:
>>> Und wie kommst Du auf 230V ?
>>
>> 2Kw Sinus Wechselrichter, der macht aus 24VDC -> 230AC.
>
> Also umschaltung von Hand?
> Oder irgendeine Automatik drin?

Der Wechselrichter ist mit einem Relais geschaltet. Allerdings nutze ich 
das Relais nur mit einem Knopf, damit ich mich nicht bücken muss ^^
Man könnte mit einem arduino oder pi sicher was schönes basteln. Da bin 
ich aber noch nicht so fit.

von ACDC (Gast)


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Es wird aber nicht automatisch ins Hausnetz eingespeist?

von Andreas S. (drbacke)


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ACDC schrieb:
> Es wird aber nicht automatisch ins Hausnetz eingespeist?

Nein, ist komplett getrennt vom Netz. Praktisch ein zweiter kleiner 
Stromkreislauf. Man könnte aber einen Wechselschalter über die Relais 
realisieren und dann bei Unterschreiten einer gewissen Batteriespannung 
auf Netzstrom umschalten. Einspeisen ist natürlich auch eine 
Möglichkeit, vielleicht sogar die wirtschaftlichere. Allerdings sieht es 
mit der EEG ja immer schlimmer aus.

von Mehmet K. (mkmk)


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Andreas S. schrieb:
> 2Kw Sinus Wechselrichter, der macht aus 24VDC -> 230AC.

Haette ein paar Fragen dazu:
- welche Marke und Model?
- mit wieviel % wird er im Normalfall belastet?
- im Grossen und Ganzen zufrieden damit?

von Andreas S. (drbacke)


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Mehmet K. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> 2Kw Sinus Wechselrichter, der macht aus 24VDC -> 230AC.
>
> Haette ein paar Fragen dazu:
> - welche Marke und Model?
> - mit wieviel % wird er im Normalfall belastet?
> - im Grossen und Ganzen zufrieden damit?

ECTIVE SI204  von autobatterienbilliger.de (ca. 300€):
- Normal zwischen 30W-500W, aber öfter auch auf 1,8KW klappt alles sehr 
gut
- Ab ca. 500W springt ein relativ lauter Lüfter an
- Im Leerlauf zieht der ca. 15W.
- Vorher hatte ich einen mod. Sinus und damit lief einiges nicht. Das 
lohnt in meinen Augen nicht
- Ich würde im Nachhinein einen größeren wählen, da die Spülmaschine und 
der Wasserkocher nicht gehen. Die kommen knapp über 2KW
- Eigentlich würde ich im Nachhinein von MPP Solar einen PIP holen. Da 
hat man alles in einem Gerät und kann beliebig erweitern.

von Mehmet K. (mkmk)


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Andreas S. schrieb:
> Eigentlich würde ich im Nachhinein von MPP Solar einen PIP holen. Da
> hat man alles in einem Gerät und kann beliebig erweitern.

Hatte ich auch im Visier. Nach reichlicher Recherche kam ich wieder 
davon ab.
Ein Beispiel:
https://www.youtube.com/watch?v=33_V7vHk8Rs

von Michael B. (laberkopp)


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Gunnar F. schrieb:
> Wer kennt reale Gefahren, in welchen Betriebszuständen die Dinger zu
> brennen beginnen?

Vollständige Wiederaufladung nach Misshandlung durch Tiefentladung. 
Daher verhindern die üblichen LiIonProtectionBoards ein Wiederaufladen 
nach Tiefentladung.

Ladestrom durch direkt parallelgeschaltete Zelle obwohl die andere einen 
internen Zellenschluss hat, meist durch Tiefentladung als sie noch 
getrennt waren.

Daher auch die vielen Feuerwerke bei gebrauchten Recyklinglaptopakkus a 
la UltraFire aus China.

von Andreas S. (drbacke)


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Mehmet K. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Eigentlich würde ich im Nachhinein von MPP Solar einen PIP holen. Da
>> hat man alles in einem Gerät und kann beliebig erweitern.
>
> Hatte ich auch im Visier. Nach reichlicher Recherche kam ich wieder
> davon ab.
> Ein Beispiel:
> https://www.youtube.com/watch?v=33_V7vHk8Rs

Danke für die Info :)

von DrDiso (Gast)


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Hallo Andreas,
coole Sache. Vor allem dein BMS gefällt mir. Hab mir das Ganze auf YT 
angesehen. Würdest du den Sketch zu den D1 Mini und den für den MQTT 
Server evt. zum Download bereitstellen?
Ich weiß... Deine Entwicklung. Muss auch nicht für lau sein ;-)
Gruß
Markus

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