Forum: Haus & Smart Home AC-gekoppelter Solarspeicher für Balkon-PV


von Klaus H. (klahi)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo an alle.
Ich wollte noch einmal ein häufig diskutiertes Thema zum Austausch 
stellen: Der Energiespeicher für Balkon-PV.

Ich habe ein Balkonkraftwerk mit Ost-West-Ausrichtung gebaut und etwas 
großzügig ausgelegt. Gefühlt verschenke ich in der Hälte des Jahres die 
Hälfte der Energie. Genaueres müsste ich noch rechnen, zum Glück habe 
ich alle Einspeisedaten über ein Jahr. Ein DC-gekoppelter Speicher kommt 
für meine Installation nicht in Frage.

In diesem  Beitrag "Selbstgebauter AC-gekoppelter Speicher hat schlechten Wirkungsgrad :(" wurde das 
Thema ähnlich behandelt.

Was wäre, wenn ich nur die Grundleistungsaufnahme des Hauses über Nacht 
mit dem Überschuss des Tages einspeisen möchte. Gleichzeitig muss die 
Anlage auf eine kurze Amortisation innerhalb einstelliger Jahre 
optimiert sein. Und die elektrische Sicherheit muss gewährleistet sein.

In dem Bild habe ich die Anordnung skizziert. Kernkomponenten sind ein 
handelsüblicher Wechselrichter, den ich auf eine maximale 
Ausgangsleistung (~120 Watt) fest einstellen kann (z.B. ein Hoymiles 
HM-300). Dann brauche ich ein steuerbares Ladegerät, das den 
Momentanüberschuss bis zu ~400 Watt in einem Akkumulator speichern kann. 
Die Ladeleistung muss elektronisch steuerbar sein. Die Akkutechnologie 
muss zum Ladegerät passen. Als Akkuspannung passt 24 Volt, da muss der 
Mikrowechselrichter schon "wechsel richten". Hinzu kommt ein 
elektronisch steuerbarer Schalter, der gleichzeitig Information zur 
Abgabeleistung bietet (z.B. ein Shelly). Natürlich darf eine 
Steuereinheit nicht fehlen. Diese enthält Informationen vom Zähler (oder 
auch einem 3-Phasen-Shelly) zum aktuellen Überschuss. Die Steuereinheit 
könnte ein ESP32 oder Raspberry sein.

Bei Leistungsüberschus lädt das Ladegerät den Akku passend zum 
Überschuss. Details zum Algorithmus müssten noch bestimmt werden. Ich 
vermute, dass es nicht auf das letzte Quäntchen Energie ankommt. Nachts 
und bei keinem Leistungsübeschuss schaltet die Ladung ab. Nur nachts 
schaltet, wenn der Ladezustand des Akkus es zulässt, die Netzspannung am 
Wechselrichter zu. Dann speist der Wechselrichter seine eingestellte 
Leistung ein bis der Akku zu wenig Leistung liefert oder die Nacht 
vorbei ist. Mit der Messung der Ausgangsleistung kann bei abfallender 
Ausgangsleistung abgeschaltet werden.

Was haltet ihr von dem Konzept? Kennt jemand eine handelsübliches, 
steuerbares Ladegerät für LiFePo4-Akkus?

Vor einem konkreten Aufbau werde ich mit meinen gesammelten Bezugs- und 
Einspeisedaten für verschiedene Auslegungen durchrechnen, ob eine solche 
Anlage sinnvoll ist. Das teuerste Teil wäre der Akku. Dessen Auslegung 
müsste mit dem Kriterium "schnelle Amortisierung" errechnet werden.

Was fällt Euch noch dazu ein?

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Was fällt Euch noch dazu ein?

Hast du auch schon einen eigenen Brunnen und ein eigenes Klärwerk?

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Klaus H. schrieb:
>> Was fällt Euch noch dazu ein?
>
> Hast du auch schon einen eigenen Brunnen und ein eigenes Klärwerk?

geistreich :-)

von Rüdiger B. (rbruns)


Lesenswert?

Technisch gut machbar, aber die Kosten!
Ein Speicher ist hart an der 20 Jahre ROI, und je kleiner desto 
schlechter ist die Amortisation. Sei froh über das gesparte und putze 
die Module nach der nächsten Saharastaub Lieferung, das bringt mehr 
Ersparnis.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Genaueres müsste ich noch rechnen, zum Glück habe
> ich alle Einspeisedaten über ein Jahr.

Damit weißt du nicht, was im nächsten Jahr passiert.
Statistische Daten - und nur die helfen dir für deine 
Amortisationrechnung - bekommst du vom europäischen PV-GIS:
https://joint-research-centre.ec.europa.eu/photovoltaic-geographical-information-system-pvgis_en

Mit dem PVGIS online tool "Photovoltaic performance" kannst du auch 
Autarkiegrad und Einfluss der Speichergröße modellieren.
Die Amortisationzeiten für Speicher sind dann ein anderes Thema.

: Bearbeitet durch User
von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Rüdiger B. schrieb:
> Ein Speicher ist hart an der 20 Jahre ROI, ...

Wie begründet sich die Aussage?

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Gefühlt verschenke ich in der Hälte des Jahres die
> Hälfte der Energie.

Clevere verkaufen den Überschuß.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Damit weißt du nicht, was im nächsten Jahr passiert.

Danke für den Tipp.

Ich habe Einspeise und Verbrauchsdaten im 10 Minuten Raster über ein 
Jahr. Wenn ich nach einer rechnerischen Simulation weit weg von meinem 
Ziel liege, dann kann ich aufhören weiter darüber nachzudenken.

Und, wie schon geschrieben, ich habe großzügig ausgelegt. Wenn nicht 
gerade ein ausgebrochener Vulkan den Himmel eintrübt, dürften die 
Schwankungen durch einen Sicherheitsabschlag planbar sein.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Udo S. schrieb:
> Clevere verkaufen den Überschuß.

Wie und an wen?

von Christopher J. (christopher_j23)


Lesenswert?

Schau dich mal bei Victron um. Die bieten fertige Hardware für faire 
Preise, die genau das macht was du möchtest und es gibt im Internet zu 
Hauf Blogartikel oder Youtube-Videos zu dem Thema.
Wenn es günstiger werden soll, dann musst du halt nach was chinesischem 
schauen aber bitte darauf achten, dass der Wechselrichter auch am Netz 
betrieben werden kann und darf.

Für Batterien gilt, dass der Nutzungsgrad abnimmt je größer die Batterie 
ist. 200 Vollladezyklen pro Jahr sind schon ganz gut. Pi mal Daumen sagt 
man 1,2-1,5kWh Batterie pro 1000kWh Jahresverbrauch sind optimal. Bei 
dir könnte das weniger sein, da die PV-Anlage nicht so groß ist.

Wenn man mal mit den 200 Voll-Zyklen pro Jahr und 5 Jahren 
Amortisationszeit rechnet, dann darf so eine 2 kWh Anlage bei 
derzeitigem Strompreis maximal 600€ kosten.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Christopher J. schrieb:
> Schau dich mal bei Victron um.

Danke für den Tipp.

Bei Victron habe ich mich schon orientiert, fand aber nichts passendes. 
Da muss ich noch einmal schauen. Ich hatte auch den Eindruck, dass die 
Victron Laderegler nur in deren eigenen Ökosystem mittels Bluetooth 
integrierbar sind. Aber auch das muss ich noch einmal verifizieren.

> ... bei derzeitigem Strompreis maximal 600€ kosten

Diese Größenordnung hatte ich auch überschlagen.

von Heinz R. (heijz)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Ich habe Einspeise und Verbrauchsdaten im 10 Minuten Raster über ein
> Jahr.


Interesant wäre eher - wieviel kWh hast Du denn in einem Jahr 
eingespeist?
Mehr als diese (abzüglich Wandlerverluste) kannst ja gar nicht 
einsparen?

von Christopher J. (christopher_j23)


Lesenswert?

Schau mal hier, da steht was du so an Gerätschaft brauchst:
https://www.victronenergy.com/media/pg/Energy_Storage_System/de/ess-introduction---features.html

Normalerweise kommunizieren die Geräte per Modbus oder CAN. Natürlich 
ist es so, dass die Geräte untereinander kompatibel sind, auch 
rückwärtskompatibel. Das heißt aber nicht, dass das alles verdongelt 
wäre. Man kann sich mit Venus OS sogar mit einem RPi ein eigenes 
GX-Gerät bauen. Das ist sozusagen die Datenlogger und Schaltzentrale.

von Peter M. (r2d3)


Lesenswert?

Rüdiger B. schrieb:
> 20 Jahre ROI

ist so richtig wie "ein Strom von 20 Volt".

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Was wäre, wenn ich nur die Grundleistungsaufnahme des Hauses über Nacht
> mit dem Überschuss des Tages einspeisen möchte. Gleichzeitig muss die
> Anlage auf eine kurze Amortisation innerhalb einstelliger Jahre
> optimiert sein.

So so, wird wohl nichts. Achso, du klaubst dir die Akkus aus 
Wegwerfezigaretten zusammen und ersetzt sie jedes Jahr, na dann.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Heinz R. schrieb:
> Mehr als diese (abzüglich Wandlerverluste) kannst ja gar nicht
> einsparen?

Danke. Das wird die erste und einfachste Betrachtung sein.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Christopher J. schrieb:
> Normalerweise kommunizieren die Geräte per Modbus oder CAN.

Danke, guter Hinweis. Vielversprechend.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> ... du klaubst dir die Akkus aus
> Wegwerfezigaretten zusammen und ersetzt sie jedes Jahr ...

Das verstehe ich nicht ??? Ich bin Nichtraucher, wie sollte ich denn 
auch :-)

: Bearbeitet durch User
von Monk (roehrmond)


Lesenswert?

Irgendwann versteht auch der letzte Geizkragen, warum sein eingespeister 
Solarstrom weniger Wert ist, als die lückenlose Versorgung von RWE und 
co.

Wenn RWE dir nur zufälligen Überschuss liefern müsste, wäre der Strom 
aus der Stevkdose viel billiger. Vermutlich sogar billiger als eigene 
Solarpanels.

: Bearbeitet durch User
von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Monk schrieb:
> Wenn RWE dir nur zufälligen Überschuss liefern müsste, wäre der Strom
> aus der Stevkdose viel billiger. Vermutlich sogar billiger als eigene
> Solarpanels.

Das beantwortet keine meiner Fragen und gehört vermutlich in die Rubrik 
Offtopic. Oder habe ich etwas falsch verstanden und die Aussage könntet 
mir weiterhelfen?

von David G. (Firma: 10.08.1985) (follow2000)


Lesenswert?

Hallo Klaus,

die Angaben sind sehr wage.
Um da einen konkreten Vorschlag zu machen muss man mal wissen von 
welcher Spitzenleistung Watt und kwh im Jahr wir reden. Ich meine deine 
Verbrauchten kwh und selbst hergestellten kwh. Du schreibst mehrfach 
deine Anlage ist grösser dimensioniert, was soll das heißen ? Doppelt so 
groß bedeutet bei Balkonkraftwerken 1400 Watt. Und das ist für eine 
offizielle Grossanlage die im meist Bereich von 10.000kw liegt immer 
noch winzig....

Ich habe meine Anlage auch selbst kalkuliert und errichtet. Ich verstehe 
manche manche Leute einfach nicht die Anlagen errichten ohne mal mit 
einem scharfen Bleistift VORHER über die Anlage zu rechnen.
Wenn man das für den Grünen Daumen (oder sein EGO) macht dann kann man 
sich das sparen.
Wenn man das wirtschaftlich betrachtet auf jeden Fall VORHER 
kalkulieren.

Ich erlebe es leider sehr häufig bei Bekannten und Verwandten das 
Balkonkraftwerke am Anfang ohne Anmeldung betrieben werden und beim 
nächsten Besuch hat die Anlage Kinder bekommen:-) Wenn man nur mal fragt 
wann die "wieder drin ist" erntet man Schulterzucken...
Dann kommt die Aussage : Aber der Zähler läuft rückwärts...
WOW. Super....

von Monk (roehrmond)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Oder habe ich etwas falsch verstanden und die Aussage könntet
> mir weiterhelfen?

Nein hast du nicht. Das war keine Antwort auf deine Frage, nur ein 
Kommentar.

von Rüdiger B. (rbruns)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Ich habe ein Balkonkraftwerk mit Ost-West-Ausrichtung gebaut und etwas
> großzügig ausgelegt. Gefühlt verschenke ich in der Hälte des Jahres die
> Hälfte der Energie.

Also bei 0,8kWpeak Panels und 0,8kW Wechselrichter komst du ca auf 
1000kWh.
Mit mehr Panels auch etwas mehr. Davon die Hälfte sind 400kWh also grob 
160 Euro die du zusätzlich als Verbrauch sparen kannst. In Zehn Jahren 
sind das 1600 Euro, verzinst zu 4% nochmal 640 Euro(ohne Zinseszins, bin 
zu Faul) die dir entgehen. Also unter 1000 Euro Investition. Ein LiFePo 
3,7 Volt 200AH kostet 200 Euro für fast eine kWh, kleinere mehr pro kWh. 
Dazu ein Wechselrichter und ....
Bitte rechnen.

von Peter M. (r2d3)


Lesenswert?

Hallo Rüdiger M.,

Peter M. schrieb:
> Rüdiger B. schrieb:
>> 20 Jahre ROI
>
> ist so richtig wie "ein Strom von 20 Volt".

ROI ist eine Kennziffer des relativen Wertzuwachses, gerne in Prozent 
ausgedrückt, also z.B. 7,2% ROI. Bei einem jährlichen Vermögenszuwachs 
von 7,2% hätte ich dann mein eingesetztes Kapital nach circa 10 Jahren 
verdoppelt.

Zeitangaben, wie die von Dir oben genannten "20 Jahre" brauchen eine 
weitere Erklärung. Vermutlich meinst Du "Amortisationsdauer".

Von daher ist die Formulierung "20 Jahre ROI" so informativ wie die 
Aussage "Nachts ist es kälter als draußen...".

von Heinz R. (heijz)


Lesenswert?

Peter M. schrieb:
> ROI ist eine Kennziffer des relativen Wertzuwachses,

nein, ROI - Return of Invest - sagt klar aus - wann habe ich das jetzt 
zusätzlich ausgegebene Geld wieder eingespart - bin somit quasi auf null 
- ab dann beginnt der zusätzliche Verdienst

Der Unternehmer entscheidet - kaufe ich die neue Maschine - ab wann 
spart sie Geld durch kürzere Produktionszeiten

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Heinz R. schrieb:
> ROI - Return of Invest

Also was ganz neues. Selbst ausgedacht?

Alles anderen verstehen unter ROI das hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Return_on_Investment

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Rüdiger B. schrieb:
> verzinst zu 4% nochmal 640 Euro

Wo gibt es das seriös? :-)

> Ein LiFePo 3,7 Volt 200AH kostet 200 Euro

Das sind bei ca. 26 Volt ca. 5,2 kWh Kapazität für 1400 Euro. Ich finde 
im Internet 2,4 kWh Kapazität für ca. 500 Euro. Mache ich da etwas in 
der Rechnung falsch?

von Hans H. (wen_h)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Ich finde im Internet 2,4 kWh Kapazität für ca. 500 Euro.

Dort findest du auch LiIon in der Größe 18650 mit 10.000mAh.

von David G. (Firma: 10.08.1985) (follow2000)


Lesenswert?

Hallo Klaus,
Da du nicht gewillt oder in der Lage bist Kenndaten deiner Anlage zu 
liefern würde ich dir einfach den Sunny Island empfehlen. Das ist ein 
separater Wechselrichter allein für den Speicher. Den kann man über 
Modus steuern. Ob der sich für dich rechnet kann ich dir zwecks 
Fehlender Angaben nicht sagen. Kauf dir einfach 16 Lithium eisen 
Phosphat Zelle und eine seplos bms.  Damit arbeitet der…

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Hans H. schrieb:
> Dort findest du auch LiIon in der Größe 18650 mit 10.000mAh.

Frage mal Frau Google nach "LiFePo 24 Volt 100Ah". Sind die Angebote 
unseriös?

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

David G. schrieb:
> Kauf dir einfach 16 Lithium eisen
> Phosphat Zelle und eine seplos bms.

Warum das BMS separat, wenn es Speicher mit BMS gibt?

von David G. (Firma: 10.08.1985) (follow2000)


Lesenswert?

Wegen dem
Preis :-)
Für 15 kwh bezahlt du rund 1000€.
Die bms kostet 200€. Plus Kleinzeug.
Preislich unschlagbar.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Klaus H. schrieb:
> Hans H. schrieb:
>> Dort findest du auch LiIon in der Größe 18650 mit 10.000mAh.
>
> Frage mal Frau Google nach "LiFePo 24 Volt 100Ah". Sind die Angebote
> unseriös?

Warum schreibt er wohl 18650 und warum verstehst du nicht ein Wort von 
dem was geschrieben wurde ?

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

David G. schrieb:
> Preislich unschlagbar.

Das ist wahr.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> ... warum verstehst du nicht ein Wort von dem was geschrieben wurde ?

Vermutlich bist du schlauer als ich. Dann erkläre mir bitte, was 
ausgesagt werden sollte.

von Klaus H. (klahi)


Lesenswert?

David G. schrieb:
> ... nicht gewillt oder in der Lage bist Kenndaten deiner Anlage ...

Hier bitte: 2 x 370 Wp Richtung Ost, 2 x 370 Wp Richtung West, Hoymiles 
HM-1200 Wechselrichter, dynamisch abgeregelt auf 800 W.

Ich denke, neben der Erzeugungsleistung ist bei einem solchen Vorhaben 
auch die Grundlast des versorgten Objektes wichtig. Ich strebe nicht an 
die Leistungsspitzen einer Waschmaschine zu versorgen. Die dazu nötige 
Spitzenleistung macht die Anlagenauslegung nur teurer. Ich möchte, auf 
die Kosten optimiert, die Grundlast abdecken. Das Modell wollte ich mit 
euch diskutieren.

von David G. (Firma: 10.08.1985) (follow2000)


Lesenswert?

Du bleibst aber hartnäckig bei deiner Salamitaktik:-)

Um über eine wirtschaftliches System zu sprechen
(Soll es wirtschaftlich sein ??)
Muss man den Überschuss wissen den du nicht genutzt hast.
D.h. wie viele Kwh hast du erzeugt und wieviel davon hast du nicht 
genutzt/selbst verbraucht.
Dieser Überschuss soll ja dann in den Akku. Daraus kann man per 
Überschlag kurz rechnen was du maximal einsparen kannst und somit auch 
was die Anlage Maximale Kosten darf/sollte.
Am Wirtschaftlichsten sind Anlagen wo der Autarkiegrad bei 80% liegt.
Aber es gibt hier auch Ausnahmen. Bei Balkonanlagen normalweise nicht zu 
schaffen.

Idealerweise ist die Anlage bezahlt wenn die Garantie der verbauten 
Komponenten endet. Das ist bei Balkonkraftwerke unmöglich. Bei großen 
Anlagen sollte das Standard sein.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.