Hochvolt LiFePo bauen für Solarspeicher

[Frank B. (bohling)]

Hi!

Ich beabsichtige einen Hochvolt LiFePo Akku zu bauen und bin mir 
unsicher ob es so geht wie ich mir das vorstelle.

Ziel: In meinem Haus den Solarstrom zu speichern.

Photovoltaik ist noch nicht auf dem Dach und noch keine Installation 
vorgenommen. (Jedoch auf meinem alten Haus - Erfahrung also da.)

Batteriewechselrichter haben ja einen "Hochvolt-Anschluss". Den Akku 
würde ich mir aus Kostengründen selbst bauen wollen.

8x LiFePo in Reihe mit einem 16s BMS = ca. 51,2 Volt (max 67,2 Volt)
Das ganze nochmal 8 mal in Reihe = ca. 409,6 Volt (max. 537,6 Volt)

Ist das ein Problem? Wenn ja, wie kann man das relativ simpel 
unproblematisch machen?

Viele Grüße
Frank

[Kilo S. (kilo_s)]

Frank B. schrieb:
> 8x LiFePo in Reihe mit einem 16s BMS = ca. 51,2 Volt (max 67,2 Volt)

Hmmm.
Ich kenne nur welche mit 3,5V bis maximal 3,65V pro Zelle, wären bei 4S 
14,6V bzw. 29,2V bei 8S Akku. (Vollständig geladen.)
Bei 16 in reihe wären es 58,4V.

Also brauchst du für 467,2V, 128 einzelzellen in reihe.

Und 537V bekommst du so auch nicht hin...

[Martin (Gast)]

Beachte: dann muss die solarspannung auch so hoch sein um den akku laden 
zu können

[100Ω W. (tr0ll)]

Es gibt leute, die sich soetwas schon gebaut haben:
https://www.photovoltaikforum.com/thread/145321-hat-jemand-erfahrung-mit-lifepo4-zellen-280ah-aus-china-für-speicher-eigenbau

Warum überhaupt einen Stromspeicher?

[●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector)]

Frank B. schrieb:
> Ist das ein Problem?

das kommt, wenn Du bei hunderten Volt DC mal einen Abrissfunken erlebst

[Name: (Gast)]

Frank B. schrieb:
> Ist das ein Problem? Wenn ja, wie kann man das relativ simpel
> unproblematisch machen?

Ich würde über 48V nachdenken. Das ist eine übliche Spannung für 
Inselanlagen. Dafür bekommt man im Normalfall alles fertig, vom 
Laderegler bis zum Wechselrichter.

Der Vorteil ist, dass 48V noch Kleinspannung ist, trotzdem sind damit 
Leistungen jenseits 1kW gut machbar.

[MOSFET Killer (Gast)]

Frank B. schrieb:
> 8x LiFePo in Reihe mit einem 16s BMS = ca. 51,2 Volt (max 67,2 Volt)
> Das ganze nochmal 8 mal in Reihe = ca. 409,6 Volt (max. 537,6 Volt)
>
> Ist das ein Problem?

Bitte BMS nur in Reihe schalten, falls es ausdrücklich im BMS Datenblatt 
erwähnt wird!

[Udo S. (urschmitt)]

Frank B. schrieb:
> wie kann man das relativ simpel
> unproblematisch machen?

Die Frage zeigt deutlich, dass die die Erfahrung fehlt um das halbwegs 
sicher umzusetzen.
Lass es! So hohe Spannung mit entsprechender Leistung macht klein 
schwarz und hässlich.

[Udo S. (urschmitt)]

● Des I. schrieb:
> das kommt, wenn Du bei hunderten Volt DC mal einen Abrissfunken erlebst

Vor allem wenn dahinter ein fetter Akku sitzt der hunderte Ampere 
liefern kann.
Einen Lichtbogen der mal kurz 40 bis 100kW Leistung verbrät würde ich 
nicht mehr "Funken" nennen.

[Walter (fussel8011)]

Frank B. schrieb:
> Photovoltaik ist noch nicht auf dem Dach und noch keine Installation
> vorgenommen. (Jedoch auf meinem alten Haus - Erfahrung also da.)

Ein paar Dachhaken aufs Dach zu schrauben und die Leitungen in den 
Wechselrichter zu stecken bedeutet nicht, dass du Erfahrung hast.

Frank B. schrieb:
> 8x LiFePo in Reihe mit einem 16s BMS = ca. 51,2 Volt (max 67,2 Volt)
> Das ganze nochmal 8 mal in Reihe = ca. 409,6 Volt (max. 537,6 Volt)

Alleine, dass  du  noch nicht mal die Nominalspannung einer LiFePo Zelle 
kennst, sollte dir vor Augen führen davon die Finger zu lassen.

Eine LiFePo Zelle benötigt bestimmte Ladespannungen und mag es gar 
nicht, wenn diese zu hoch werden. Zumal eine Reihenschaltung in 
Eigenbauarbeit bei solch hohen Spannungen suboptimal ist.

Kauf dir was fertiges und lass es am besten von gelernten Elektriker 
anschließen.

[Εrnst B. (ernst)]

Bild:
LiFePO4-16S-Solarspeicherakku mit 300Ah als Selbstbau aus Chinazellen :)

[Udo S. (urschmitt)]

Εrnst B. schrieb:
> LiFePO4-16S-Solarspeicherakku mit 300Ah als Selbstbau aus Chinazellen :)

Schön, ich würde da aber etwas vorsichtig mit dem Ring oder 
Gabelschlüssel zu Werke gehen.
Einmal abgerutscht und zwei Zellen kurzgeschlossen und das Teil glüht in 
Sekunden Kirschrot.
Das Gleiche gilt für die Uhr die du an hast. Immerhin kein 
Metallarmband, aber im Zweifel reicht auch ein Edelstahlgehäuse.
Ich habe mal das Handgelenk eines AVD-Technikers gesehen, der hatte 
vergessen seine Uhr auszuziehen bevor er am Anlasser vorbeigreifen 
wollte. Er war nach seiner Aussage 3 Monate arbeitsunfähig und froh 
nicht die Hand verloren zu haben. Sah auch nach einem Jahr nicht schön 
aus.

[Εrnst B. (ernst)]

Udo S. schrieb:
> Schön, ich würde da aber etwas vorsichtig mit dem Ring oder
> Gabelschlüssel zu Werke gehen.

Hat einen Grund, warum die mit Isolierband umwickelt sind.
Zusätzlich zur vorsichtigen Handhabung.
0.3 mΩ Zellen-Innenwiderstand sind schon eine Ansage.

Und das Uhrengehäuse ist auch Plaste.

Aber ja, das Teil ist gefährlich, da schadet ein Übermaß an Vorsicht 
nicht.

[Udo S. (urschmitt)]

Εrnst B. schrieb:
> Aber ja, das Teil ist gefährlich, da schadet ein Übermaß an Vorsicht
> nicht.

Mein Beitrag war auch nicht böse gemeint.
Allein der Kopf des Gabelschlüssels ist breit genug um zwei benachbarte 
Pole mit knapp 8V kurzzuschliessen.
Dieses Handgelenk werde ich im Leben nicht mehr vergessen. Das ist 
definitiv nichts was man auf dem harten Weg lernen will.

[Εrnst B. (ernst)]

Udo S. schrieb:
> Mein Beitrag war auch nicht böse gemeint.

Auch nicht so aufgefasst.
Kenne selber ne Horrorgeschichte vom Techniker der seinen Gabelschlüssel 
auf den Sammelschienen einer größeren USV (Damals IIRC mit 
Nickel-Eisen-Akkus) abgelegt hat... Sowas kann echt ins Auge gehen.

[Artor (Gast)]

Sind die dünnen Kabel zur Zellüberwachung?

[Kilo S. (kilo_s)]

Artor schrieb:
> Sind die dünnen Kabel zur Zellüberwachung?

Japp, die gehen ans BMS.
Erkennt man schon an der Beschriftung an den Kabeln ganz gut.

[Name: (Gast)]

Udo S. schrieb:
> ● Des I. schrieb:
>> das kommt, wenn Du bei hunderten Volt DC mal einen Abrissfunken erlebst
>
> Vor allem wenn dahinter ein fetter Akku sitzt der hunderte Ampere
> liefern kann.
> Einen Lichtbogen der mal kurz 40 bis 100kW Leistung verbrät würde ich
> nicht mehr "Funken" nennen.

Schon die Module reichen!

Beispiel:
https://www.youtube.com/watch?v=S9a2oPCIMr0
Nur 4 Module, und da tropft schon das geschmolzene Kupfer von den 
Leitungen.
Jetzt kann man sich vorstellen, was im Sommer los ist, wenn da 10kW 
daherkommen.

Und darum habe ich meine PV-Anlage von einer guten Firma machen lassen, 
dann gibts im Brandfalla auch keinen Ärger mit der Feuerversicherung. 
Kann aber jeder halten wie er will.

[Thomas U. (charley10)]

Name: schrieb:

>
> Beispiel:
> https://www.youtube.com/watch?v=S9a2oPCIMr0
> Nur 4 Module, und da tropft schon das geschmolzene Kupfer von den
> Leitungen.
> Jetzt kann man sich vorstellen, was im Sommer los ist, wenn da 10kW
> daherkommen.
>
Das ist bei dem 'Klingeldraht' auch kein Wunder. Und genau wegen dieser 
Lichtbogenbildung gibt es für DC auch spezielle Schalter und Sicherungen 
mit entsprechendem Trennvermögen OHNE Lichtbogen.
Die Module dürften ca. 1,4kWp haben?

[Name: (Gast)]

Thomas U. schrieb:
> Das ist bei dem 'Klingeldraht' auch kein Wunder. Und genau wegen dieser
> Lichtbogenbildung gibt es für DC auch spezielle Schalter und Sicherungen
> mit entsprechendem Trennvermögen OHNE Lichtbogen.
> Die Module dürften ca. 1,4kWp haben?

Keine Ahnung, das Video war ja nur ein Beispiel.

Der Draht im Video dürfte aber mindestens ein 4mm² gewesen sein, und die 
Module liefern einen Kurzschlussstrom von vielleicht 10A, wenn 
überhaupt. Es ist also sicher nicht der Strom, der die Drähte erwärmt 
hat, sondern der Lichtbogen. Von Klingeldraht würde ich daher nicht 
reden.

Wenn eine Batterie beteiligt ist, gute Nacht...

[Thomas U. (charley10)]

Name: schrieb:
> Thomas U. schrieb:
>> Das ist bei dem 'Klingeldraht' auch kein Wunder. Und genau wegen dieser
>> Lichtbogenbildung gibt es für DC auch spezielle Schalter und Sicherungen
>> mit entsprechendem Trennvermögen OHNE Lichtbogen.
>> Die Module dürften ca. 1,4kWp haben?
>
> Keine Ahnung, das Video war ja nur ein Beispiel.
>
> Der Draht im Video dürfte aber mindestens ein 4mm² gewesen sein, und die
> Module liefern einen Kurzschlussstrom von vielleicht 10A, wenn
> überhaupt. Es ist also sicher nicht der Strom, der die Drähte erwärmt
> hat, sondern der Lichtbogen. Von Klingeldraht würde ich daher nicht
> reden.
>
> Wenn eine Batterie beteiligt ist, gute Nacht...

Kompromiss: Die im Lichtbogen umgesetzte Leistung?
Die Zuleitung von den Panelen ist Litze und damit kann sich an einem 
Einzeldraht natürlich leichter ein Lichtbogen bilden, da die 
Wärmeableitung an der Kontaktstelle deutlich geringer ist als bei einem 
Volldraht. Aber o.k. Meine 5kWh möchte ich im geladenen Zustand auch 
nicht kurzschliessen. Aufbau ohne Keksperte aber mit fertigen 
Akkumodulen im Schrank.

[●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector)]

Thomas U. schrieb:
> Kompromiss: Die im Lichtbogen umgesetzte Leistung?

müsste sich messen lassen.
DC ist da ja noch recht einfach...

[Thomas U. (charley10)]

● Des I. schrieb:
> Thomas U. schrieb:
>> Kompromiss: Die im Lichtbogen umgesetzte Leistung?
>
> müsste sich messen lassen.
> DC ist da ja noch recht einfach...

Ik dürfte bei diesen Modulen ca. 8A betragen und die Brennspannung eines 
Lichtbogens etwa 35V. Macht nach Adam Ries: 280W als grobe Schätzung

[Achim H. (pluto25)]

Thomas U. schrieb:
> Macht nach Adam Ries: 280W als grobe Schätzung

So Isses. Das kann jedes billige Schweissgerät, Kabeltrommel, 
Autobatterie besser. Beim Lichtbogen ist das schlimmste das man neue 
Stecker montieren muß.
Das ganze kann relativ simpel problemlos gemacht werden. (BMS bedenken)
Von den Spannungsangaben vom Hersteller noch 20% wegbleiben und das 
ganze hat gute Chancen alt zu werden. Mache werben schon mit 4,3V/Zelle 
wohl damit sie bald neue verkaufen können :-(

[R4pt0r (Gast)]

Für solche Arbeiten nutzt man auch kein Werkzeug welches mit Isolierband 
umwickelt wurde.
Es gibt extra Werkzeug welches dick isoliert ist(sieht aus wie 
Spielzeug, ist es aber nicht).
Kenne das noch von meiner Hochvolt-Schulung und meiner späteren 
Tätigkeit bei einem Hersteller von Traktionsbatterien.

[milli_µ (Gast)]

Frank B. schrieb:
> wie kann man das relativ simpel unproblematisch machen?

Wenn das so einfach geht, kommst du doch ganz allein drauf, oder etwa 
nicht?

Leute, die sich für intelligent halten, fragen hier nach simplen 
Lösungen!

[Marc H. (marchorby)]

Εrnst B. schrieb:
> Bild:
> LiFePO4-16S-Solarspeicherakku mit 300Ah als Selbstbau aus Chinazellen :)

Welchen Wechselrichtér verwendest du dafür?

- Haben die Zellen bei 16 Stk nom 51,2V?
- Wie handhabst du das PV-Laden und die Entnahme?
- Alles im einem System oder hängt ein extra WR an den Batterien?
- Welches BMS verwendest du?

[Εrnst B. (ernst)]

Ist nicht mein Akku, hab da nur mitgebastelt...

Marc H. schrieb:
> Welchen Wechselrichtér verwendest du dafür?

ist ein SMA SunnyIsland Batteriewechselrichter, 1phasig, ich glaube 6kW.
Unterstützt offiziell keine LiFePO, für diese Anlage also nicht 100%ig 
die beste Wahl.

> - Haben die Zellen bei 16 Stk nom 51,2V?

ja, aber mit theoretisch max. Ladespannung 64 V, sind "LiFeYPO4" - 
Zellen.
Lohnt aber nicht für die letzten paar Prozent mit der Ladespannung da 
bis ans Limit zu gehen.

> - Wie handhabst du das PV-Laden und die Entnahme?

Macht der SunnyBoy selbständig ("Eigenverbrauchsoptimierung").
Am Hausanschluss ist noch ein "Elgris Smart Meter", der misst den 
aktuellen Austausch mit dem Netz und teilt das ständig (per Multicast) 
dem Wechselrichter mit.

> - Alles im einem System oder hängt ein extra WR an den Batterien?

Die Solarmodule haben eigene Wechselrichter (je einen kleinen pro 
Strang), die ganze Anlage ist AC-Gekoppelt, es gibt keine direkte 
Kommunikation  zwischen Solar- und Batterie-Wechselrichter.

Ausnahme: im Inselbetrieb kann der SunnyBoy die Netzfrequenz hochdrehen 
wenn der Akku voll ist, damit die Solarwechselrichter runterfahren.

> - Welches BMS verwendest du?

zum einen Sowas:
https://www.litrade.de/shop/BMS,Balancer/BMS,Systeme/BMS,16S,PMOS,V,3,0,inkl,Software,und,Datenkabel.html

Hätte ich so nicht empfohlen.
die ganzen Zusatzfeatures, USB, CAN, Bluetooth usw, braucht man m.M.n eh 
nicht, insofern macht das Teil nicht viel anders als ein 08/15 in 
Analogtechnik aufgebauter Equalizer. Ok, das Teil steuert noch dicke 
bistabile Relais an, für Über-/Unterspannungs-Notabschaltung.
Aber kann nur wenige Ampere Ausgleichsstrom, die gegenüber > 160 A 
Ladestrom, die der SunnyBoy da theoretisch reinpumpen kann, eher mickrig 
sind.
Und die Platine schaut aus, als hätten die alle Negativ-Beispiele aus 
dem µC-Net-Platinenforum zusammengewürfelt und anschließend den 
Auto-Router drübergeworfen.

Inzwischen hängt über jeder Zelle noch ein Selbstbau-Balancer "für's 
Grobe" , der schluckt bei Bedarf dann auch fast 15A.

[Jens (Gast)]

Εrnst B. schrieb:
> Inzwischen hängt über jeder Zelle noch ein Selbstbau-Balancer "für's
> Grobe" , der schluckt bei Bedarf dann auch fast 15A.

Falls du noch mit liest:

Kannst du bitte eine Schematik von deinem Selbstau-Balancer posten?

[Εrnst B. (ernst)]

Jens schrieb:
> Kannst du bitte eine Schematik von deinem Selbstau-Balancer posten?

Schaltplan hatte ich irgendwo aus dem Internet, funktioniert so la-la.
Vor allem das Einstellen über den Trimmer ist m.M.n suboptimal, 
schwierig da alle auf den gleichen Wert zu bringen.
Ansonsten: Einfach ein MCP65R41 (kombinierte Ref-Spannung+Komparator) 
und einen Satz Mosfets + Widerstände.
Statt dem TSM2314 hatte ich IRLM6244 verbaut, war besser lieferbar.

Vielleicht mag einer der Analog-Gurus hier im Forum mal drüberschauen, 
bevor du das nachbaust.

(Bevor jemand meckert: die LEDs sind nicht parallel, da ist nur eine 
bestückt)

[Jens (Gast)]

Εrnst B. schrieb:
> Schaltplan

Vielen Dank! Ich schau mir das in Ruhe an und überlege wie ich das nach 
basteln kann. Danke auch für den Tipp mit der Referenzspannung

[Εrnst B. (ernst)]

Jens schrieb:
> Ich schau mir das in Ruhe an und überlege wie ich das nach
> basteln kann.

Ich würde für "V2.0" auf jeden Fall die "+"-Verbindung zum 
Spannungsteiler getrennt zum Akku führen, also über ein zweites dünnes 
Kabel, in etwa wie im Anhang. Um die Übergangswiderstände aus dem Spiel 
zu lassen.

Und an der Hysterese mit R6/C1 könnte man auch noch optimieren.

(Edit: Mit der zweiten Leitung brauchts dann auch einen zweiten 
Abblockkondensator, vorher war das C2)

[Christian K. (christian_rx7)]

Hatte auch überlegt einen Hochvolt-PV-Akku selbst zu bauen, aber nach 
einiger Recherche und überschlagen der Kosten, bin ich beim Fertiggerät 
(Pylontech Force H2) gelandet. Ist nicht wirklich teurer als Selbstbau, 
spart eine Menge Zeit, funktioniert auf Anhieb und wenn mal was schief 
geht, hat man hoffentlich weniger Erklärungsbedarf bei der Versicherung.

[Sigma (Gast)]

Christian K. schrieb:
> Hatte auch überlegt einen Hochvolt-PV-Akku selbst zu bauen, aber
> nach einiger Recherche und überschlagen der Kosten, bin ich beim
> Fertiggerät (Pylontech Force H2) gelandet. Ist nicht wirklich teurer als
> Selbstbau, spart eine Menge Zeit, funktioniert auf Anhieb und wenn mal
> was schief geht, hat man hoffentlich weniger Erklärungsbedarf bei der
> Versicherung.

Ich habe auch eine fertige Batterie von Pylontech gekauft. Die haben 
eine ziemlich hohe Haltbarkeit angegeben. Bei den Zellen für Eigenbau 
ist das so eine Sache. Bei den Quellen die ich als verlässlicher 
einschätze sind die Preise hoch oder die Zyklenzahlen relativ niedrig. 
Ein Eigenbau hätte sich kaum gelohnt. Wenn überhaupt müsste man günstige 
Zellen direkt aus China kaufen, aber da ist mir das Risiko zu groß. Es 
dauert ja relativ lange bis die Zellalterung deutlich wird und deshalb 
denke ich dass viele Angaben stark geschönt sind. Bei 18650-Zellen ist 
es ja auch so.

[Timo N. (tnn85)]

Machen die Hybrid-Wechselrichter von den bekannten Marken SMA, Fronius, 
Kostal, Huawei, Kaco das überhaupt mit, dass man da einen Fremdakku 
anschließt?
Zumindest bei Fronius wird ja mit dem Akku von BYD über ein geheimes 
Protokoll (RS485 oder CAN) rumdiskutiert und ausgehandelt.
Wenn da nichts vom Akku kommt, lassen die WR das überhaupt zu, wenn da 
ein DIY-Akku mit Hochvoltspannung am Eingang klemmt?

[Sigma (Gast)]

Timo N. schrieb:
> Machen die Hybrid-Wechselrichter von den bekannten Marken SMA,
> Fronius, Kostal, Huawei, Kaco das überhaupt mit, dass man da einen
> Fremdakku anschließt?
> Zumindest bei Fronius wird ja mit dem Akku von BYD über ein geheimes
> Protokoll (RS485 oder CAN) rumdiskutiert und ausgehandelt.
> Wenn da nichts vom Akku kommt, lassen die WR das überhaupt zu, wenn da
> ein DIY-Akku mit Hochvoltspannung am Eingang klemmt?

Sowas würde ich nicht kaufen. Ich habe hier einen Wechselrichter der 
einfach nur mit Plus und Minus an der Batterie dran ist. Die 
Batterieparamter muss man dann natürlich selber genau einstellen.

[Εrnst B. (ernst)]

Timo N. schrieb:
> Machen die Hybrid-Wechselrichter von den bekannten Marken SMA, Fronius,
> Kostal, Huawei, Kaco das überhaupt mit, dass man da einen Fremdakku
> anschließt?

Bei SMA Sunny Island:
Entweder du stellst im WR ein dass es ein Bleiakku wäre, und drehst an 
den Parametern bis es zum Selbstbau-LiFePO-Akku passt, oder du 
verwendest ein BMS was das SMA-Protokoll spricht, z.B.

https://www.off-grid-systems.de/REC-BMS-Lithium-Akku-Zelle-Balancer-GBS-LiFePo4-Bausatz-SMA-Sunny-Island
https://www.rec-bms.com/rec-q-battery-management-system-16s/

[Bernd K. (bmk)]

Frank B. schrieb:
>
> 8x LiFePo in Reihe mit einem 16s BMS = ca. 51,2 Volt (max 67,2 Volt)
> Das ganze nochmal 8 mal in Reihe = ca. 409,6 Volt (max. 537,6 Volt)
>
> Ist das ein Problem? Wenn ja, wie kann man das relativ simpel
> unproblematisch machen?

Ja, das ist ein Problem.
16x LiFePo in Reihe (nicht 8) haben ca. 51,2V Nennspannung.
Das ist bei einer zufälligen Berührung völlig ungefährlich.

Lediglich die Werkzeuge sollten gut isoliert sein, da bei einer
zufälligen Überbrückung ein heftiger Kurzschlussstrom entsteht.

Ganz anders sieht es bei Spannungen > 500V aus.
Bei zufälliger Berührung wird sofort ein Stromfluss entstehen,
der in der Lage ist, einen Lichtbogen zu zünden und in kürzester
Zeit alles an Fleisch und Gewebe zu verbrennen.