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Bei einem Bekannten konnte ich vor einigen Jahren einen Wechselrichter von Victron Energy in Aktion erleben. Der Wechselrichter (Quadro Multiplus 5000) versorgte sein gesamtes Haus, anwesende Handwerker waren an besagten Tag mit Handkreissäge und Bohrmaschine tätig. Bedenke ich die fluffige Verdrahtung mit zu geringem Querschnitt für die Verbindungsleitungen, war die gezeigte Stabilität besonders beeindruckend.

Nachdem meine erste Inselanlage zu meiner Zufriedenheit gearbeitet hatte, beschloss ich, im Angesicht ständigen Diebstahls unseres Geldes durch die Banken, meinen gesparten Zaster sinnvoll anzulegen und eine zweite Inselanlage aufzubauen. Bereits beim Besuch der New Energy in Husum 2013 fiel mir ein Prospekt von Victron Energy in die Hände und so begann die Planung:

Komponenten:

Akkus: Victron AGM Deep Cycle Bank 1: 4 x 220 Ah/48 V, Bank 2: 4 x 90 Ah/48 V
Laderegler: Victron Mppt 150/75
Wechselrichter: Victron Multiplus 3000 W /35 A Ladegerät / 50 A Transferschalter
Balancer: Prevent 6 x BL 24
Batterietrennschalter - BEP - Contour 701

Versorgung der Anlage:
Solaranlage mit 3 Strings a‘ 500 Wp, gesamt 1500 Wp gebrauchte Module von Sharp
Außerdem: Versorgung über Inselanlage 1 mit zwei ausgangsseitig in Reihe geschalteten Schaltnetzteilen (2 x 24 V/100 W, justierbar) Meanwell

Zusätzliche Steuerung:
2 Batteriewächter Kemo M 148 A
1 Eltako Digital Multifunktionsrelais
1 US 12 Umschalter Netz/Wechselrichter
Sicherungen: 1 x ANL 80 A, 1 x ANL 100 A
Verdrahtung: H07 V-K 35 mm²

Damit die große Akkubank solide steht, legte ich eine Arbeitsplatte genau in Waage ausgerichtet auf den sonst schiefen Untergrund. Die zweite Akkubank baute ich auf einem Gestell über Akkubank 1 auf, so dass für die Verdrahtung nur kurze Wege nötig waren.
Laderegler und Wechselrichter erhielten ihren Platz 1,80 m über der Akkubank. Die Verbindungen wurden mir 35 mm² H07 V-K gemacht, wobei ich auf möglichst kurze Wege geachtet habe. Damit Akkubank 1 und 2 getrennt werden können, wurde Bank 2 über einen Trennschalter verbunden. Jede Akkubank hat eine eigene Zuleitung zum Wechselrichter, wobei ich beide Leitungspaare exakt auf gleiche Länge geschnitten habe. Dadurch ist eine gleichmäßige Stromverteilung entsprechend der Akkukapazität gewährleistet.
Damit die Akkus, die in Reihenschaltung natürlich unterschiedliche Ladezustände haben können, auf gleichem Niveau bleiben, baute ich zwischen den einzelnen Akkus Balancer ein. Solche Teile kannte ich bis letztes Jahr nur von Li-Ion Akkus, bei denen sie sich innerhalb des Akkublocks befinden und für diesen Akkutyp lebenswichtig sind.
Entsprechend dem Aufbau meiner Anlage mit jeweils 4 in Reihe geschalteten Akkus muss zwischen jeweils 2 Akkus 1 Balancer geschaltet werden, insgesamt also 6 Stück.

Arbeitsweise:
Im Vorwege hatte ich mir verschiedene Konzepte überlegt, die ich im Laufe des vergangenen Jahres in der Praxis ausprobiert habe. Die Multiplus Wechselrichter haben sehr viel an Steuerungstechnik bereits eingebaut, im Grunde ist kein zusätzliches Equipment nötig. Lediglich die völlige Abschaltung des Wechselrichters ist nur über eine externe Steuerung machbar.
Bei meinem Wechselrichter war noch keine aktuelle Firmware aufgespielt worden, er arbeitete in der vorhandenen Version mit einem sog. virtuellen Schalter. In der neuen Version kann der virtuelle Schalter nicht mehr direkt programmiert werden, es gibt für die Konfiguration verschiedene Assistenten. Damit will Victron wahrscheinlich eine Fehlprogrammierung verhindern, die bei direkter Konfiguration durchaus geschehen und zu Schäden führen kann.
Bei meinem ersten Versuch ließ ich den Wechselrichter nur auf Akkubetrieb einschalten, wenn eine bestimmte Leistung (150 W „Ein“, unter 60 W „Aus“) von den Verbrauchern abgerufen wurde. In der übrigen Zeit wurden die Verbraucher über den eingebauten Netzumschalter aus dem öffentlichen Netz versorgt. Der Umschalter vom Multiplus ist wirklich sehr schnell, es bedarf einer LED - Leuchte, um überhaupt den Umschaltvorgang zu bemerken.
Diese Konfiguration funktionierte soweit ganz gut, allerdings konnte es zu häufigen Umschaltungen kommen, wenn eine bestimmte Spannungsschwelle unterschritten wurde. Dies Problem wurde inzwischen durch den Einsatz externer Bauteile behoben, dazu später mehr.

Im nächsten Versuch ließ ich den Wechselrichter dann auf Akkubetrieb umschalten, wenn über einen bestimmten Zeitraum (1h) eine Systemspannung von 57 V gehalten wurde. Den Laderegler hatte ich in der Boostspannung auf diesen Wert eingestellt, die Konstantladung lag bei 52,8 V.
Diese Konfiguration erwies sich als sehr gut, auch wen erwähnt werden muss, dass der Netzumschalter natürlich etwas Energie aus dem Netz zieht, vor allen Dingen nach dem Umschalten auf das öffentliche Netz. Nach der Umschaltung auf Akkubetrieb sind es 1 W, nach Rückschaltung auf Netzbetrieb zieht der Victron 8 W Standby – Energie. Dies liegt nach meiner Vermutung am Transferschalter, die Höhe ist allerdings in Anbetracht der max. Umschaltstromstärke von 50 A wirklich akzeptabel.
Gleichzeitig ermittelte ich einen Eigenbedarf des Wechselrichters von 13 W aus der Akkubank.


Nun habe ich auch eigene Vorstellungen und so installierte ich im dritten Versuch eine Schaltung, die den Wechselrichter ab einem bestimmten Spannungsniveau bzw. bei Dunkelheit völlig abschaltet. Damit die angeschlossenen Geräte auch dann mit Energie versorgt werden, baute ich einen separaten Netzumschalter ein. Dabei handelt es sich um die erste Generation vom US 12, der deutlich schneller ist als seine Nachfolger. Den virtuellen Schalter des Victron Multiplus deaktivierte ich und ließ nun die Anlage über die externe Steuerung laufen. Dabei geben zwei Kemo Batteriewächter eine untere und obere Spannungsschwelle vor. Da die Wächter für 12 V gebaut werden, fand ich eine einfache Lösung: Der Akku, der bei der Ladung etwas hinterher lief, wurde zur Überwachung herangezogen. Wird die Einschaltschwelle erreicht, wird über eine digitales Zeitrelais die Freigabe und Einschaltung des Wechselrichters mit einer Stunde Verzögerung ausgelöst. Dadurch ist sichergestellt, dass die Akkus beim ersten täglichen Start des Wechselrichters so gut wie vollgeladen sind.

Im vergangenen Winter installierte ich noch zwei Master/Slave Schalter, einer sorgt dafür, dass der UM 12 nicht bei einer Last von über 150 W vom Wechselrichter eingeschaltet wird, der zweite verhindert die Umschaltung am Abend solange, bis eine Leistung von 150 W unterschritten wird.
Im Juni diesen Jahres ließ ich diese Schaltvariante in Kombination mit dem ersten Versuch vom letzten Jahr laufen. Dies ist die bisher sparsamste Schaltung in Bezug auf Standby - Energie:
Nach der Freigabe durch die Kemo – Spannungsüberwachungen schaltet der Wechselrichter bei aktiviertem virtuellen Schalter ab 90 W von Netz auf Wechselrichterbetrieb und bei Unterschreitung von 60 W wieder zurück. Nachts wird die Anlage komplett deaktiviert, eine Schwellwertschaltung (Über die Solarmodule gesteuert) sorgt für die entsprechende Überwachung.

Angeschlossene Geräte:
1 Kühlkombination 180 W
2 Luftentfeuchter je 160 W
1 Luftentfeuchter 210 W
Notebook, Router, Fernseher und Receiver
Bei einem Belastungstest habe ich letztes Jahr 1600 W angeschlossen, was der Victron Multiplus problemlos verarbeitet hat. Diese Anschlussleistung will ich nur im absoluten Notfall überschreiten, weil dies der max. empfohlenen Entladestromstromstärke (10 % der Kapazität) der AGM Akkus entspricht.
Die Akkubänke wurden bisher noch nicht unter 50,5 V gebracht, was doch auf ein stabiles System hindeutet.

Fazit: Nach über einem Jahr Betrieb meiner neuen Anlage bin ich mehr als zufrieden. Einen Verbesserungsvorschlag hätte ich allerdings noch zu machen: Beim Öffnen der Abdeckung vom Wechselrichter schaut man auf eine ungeschützte Hauptplatine. Hier wäre eine einfache, dünne Abdeckung als Berührungsschutz machbar und empfehlenswert.

Noch ein Hinweis: Wer die Überschussenergie einer reichlich groß dimensionierten Solaranlage einer Inselanlage nutzen möchte, kann Trenndioden zum Solarregler hin einsetzen und den Überschuss auf Einspeisewechselrichter leiten.
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Grüße von
Rainer
(Sandy)
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