Was tun aus 32 Blei-Akku-Batterien?
Eine Referenzanlage für weitgehenden Eigenverbrauch bauen!
Auf dem Dach wurde eine Photovoltaik-Anlage installiert. Über Batterieladegerät und Wechselrichter wird der so erzeugte Strom ins hauseigene Netz eingespeist.
Aufbau der Anlage
Auf der Produktionsseite
Spitzenleistung: 2 x 1560Wp
Solarmodul: ZShine ZXM5-96-260/
Solarmodulaufbau: 2 Gruppen mit je 6 Module in Serieschaltungmit 22° Südabweichung gegen Osten und 68° Südabweichung gegen Westen, Dachneigung 30°
MPP-Spannung: 295,8V, MPP-Strom: 5,27A
Auf der Speicherseite
Speicherkapazität: 920Ah, entsprechend rund 44kWh
Akkumulator: Oerlikon-Bleigel12CP115/19, 12V, 115Ah (C10)
Speicheraufbau: 8 Stränge in Parallelschaltung mit je 4 Akkumulatoren à 12V in Serieschaltung
Systemspannung: 48V
Auf der Verbraucherseite
3-phasige Teileinspeisung in die Hausinstallation zu Kleinverbrauchern („securedloads“) mit maximal 1400W pro Phase (Beleuchtung, Haushaltapparate, Elektronikgeräte…),
3-phasige Netzeinspeisung als Eigenverbrauchsanteil bei Grossverbrauchern(„unsecuredloads“) über 1400W pro Phase (Kochen, Waschen, Trocknen…),
3-phasige Netzeinspeisung bei Überschüssen an Solarenergie
Vorteil für den Anwender
Umlagerung von Solarenergie
Nahezu vollständige Solarstromversorgung der Kleinverbraucher
Möglichst weitgehende Unterstützung der Grossverbraucher mit Solarstrom
Netzeinspeisung von Solarstromüberschüssen
Technische Anforderungen
Es soll möglichst wenig Energie vom Stromnetz bezogen oder ins Stromnetz eingespeist werden. Der stromflussrichtungsabhängige Energiezähler(Carlo Gavazzi EM24 DIN AV9 mit RS485-Schnittstelle und RS485 / RS232-Konverter Moxa TCC-80-DB9) liefert demnach vorzeichenbehaftete Leistungs-Messwerte. Die Anlagesteuerung (Raspberry Pi2-Mikrocontroller mit BCM2836 ARM7-Prozessor und Betriebssystem Linux – NOOBS) steuert über den Studer-Kommunikationsbus die drei Wechselrichter entsprechend, so dass die gemessenen Netzleistung möglichst Null beträgt. Im Detail erfüllt die Anlagesteuerung folgende Aufgaben:
Netzbezug
Falls die Batterie zu wenig geladen ist, werden alle Verbraucher ausschliesslich mit Netzstrom versorgt.
Eigenverbrauch
Im Normalfall arbeitet die Anlage im netzgekoppeltem Betrieb. Falls es der Ladezustand der Batterie erlaubt, wird die vom Netz bezogene Energie durch Solarenergie möglichst kompensiert. Bei grossen Lasten speisen die Wechselrichter die maximal mögliche Leistung ins Stromnetz.
Netzeinspeisung
Falls die Batterie genügend oder voll geladen ist, wird überschüssige Solarenergie solange ins Netz abgegeben, bis wieder ein Untergrenze des Batterie-Ladezustands erreicht worden ist.
Notstromversorgung
Bei Netzausfall arbeitet die Anlage im Inselbetrieb und versorgt die Kleinverbraucher („securedloads“). Dieser Zustand wird unabhängig von der Anlagesteuerung durch die Grundkonfiguration der Wechselrichter erreicht.
Die vom Batterieladeregler und vom Energiemesser abgefragten Messwerte, sowie die an die Wechselrichter ausgegebenen Einstellwerte und diverse Statistikwerte werden in einer MySQL-Datenbank in der Anlagesteuerung abgelegt. Dort stehen sie für verschiedenste Auswertungen, Statistiken und grafische Darstellungen zu Verfügung.
Warum Studer ?
Zur Anlage passender Batterie-Laderegler mit zwei MPPT-Eingängen
Robuste Wechselrichter, für Mehrphasensysteme zusammenschaltbar
Via Studer-Kommunikationsbus vernetzte Geräte mit Fernsteuermöglichkeiten
Gut dokumentierte Software-Schnittstellen Protokolle
Studer-Produkte
Batterie-Laderegler:VariostringVS 120
Einphasen-Wechselrichter:Xtender (3 Stück) XTS1400-48
Steuereinheit für Variostring und Xtender: RCC 02
Interface zur Raspberry Pi2-Anlagesteuerung: Xcom232i
Photovoltaiksteuerung Prinzip-AC Prinzip-DC Prinzipschemda detailliert Prinzipschema voll