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Meine Inselanlage fern vom öffentlichen Stromnetz
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04.03.2016 12:57
Harald 
Meine Inselanlage fern vom öffentlichen Stromnetz

Beschreibung der selbst gebauten großen PV Verteilung aus vorhandenen Materialien.

Das Bild dazu werde ich unserem lieben Hermann zum Einstellen wieder mal zusenden.

Auf der linken Seite oben sind einige Sicherung (16 A Leistungsschalter) für die 12 V DC Verbraucher zu sehen. Kurzschluss Tests haben gezeigt, dass die missbrauchten 230 V LS- Schalter doch sehr schnell auch bei DC 12 V auslösen! Den doch sehr geringen Innenwiderstand der Thermischen Auslösung kann man meistens vergessen außer es fließen Ströme über 10 A bis 16 A. In meinem Fall, meist nur für Licht und die Druckwasser Pumpen.

Nachfolgend ist der Eigenbau PWM Shunt Laderegler mit Temperaturkompensation und Externem Lastwiderstand für den Überschuss zu sehen. Der ges. Lastwiderstand mit 1,65 Ohm besteht im Moment aus 5 einzelnen Last Widerständen mit je 25 W, geschraubt auf einem sehr großen Kühlkörper. Die Pantine, den Schalt Mosfet und die Leistung Rückfluss Diode sind in einem alten PC Netzteilgehäuse untergebracht. Dieser Regler ist im Moment wegen Einbau eines 20 A phocos Serienregler außer Betrieb genommen. Im Vorfeld speiste er einen 180 Ah Solar Bleiakku für Licht und Pumpen mit 160 Wp Pv Modulen. 8 A an Stromfluss waren waren vor kurzem bei Sonne zu ernten. Der externe Shunt mit den Lastwiderständen wurden dabei auf 65 Grad C aufgeheizt.

Ein IVT MPPT 30 A Regler bildet den Schluss auf der linken Seite. Dieser speist die beiden 220 Ah Bleiakkus für den DC/ AC 2500 W Wandler mit ca. DC 12 A Ladestrom bei genügend Sonneneinstrahlung.

Im Mittleren Teil sind oben 25 A Leistungsschalter für die PV Module bestückt. Diese dienen nur der PV Modul Trennung und sind nicht für eine Überstromauslösung gedacht. Je höher die Strombelastung der LS ausgelegt ist, um so geringer ist dessen Ri und somit geringer ist der Spannungsabfall in diesen. Mit einem Stromtest habe ich das festgestellt und diese LS für geeignet bewertet.

Als weiteres folgen die Analogen Amperemeter zur Anzeige der einzelnen PV Modul Ströme.
Ein Steca PR 30/30 PWM Shunt Laderegler versorgt auch die beiden 220 Ah Bleiakkus zusätzlich zum IVT Laderegler. Auch dieser Regler ist über einen Externen Fühler Temperatur kompensiert. Diesen Laderegler kann ich für PV Anwendung in einer Insel empfehlen.
Öfter wird dieser mit 30 A Ladestrom an seine Grenzen gebracht.

Als letzter Laderegler ist ein pocos Serienregler (20A) angeschraubt. Dieser ersetzt im Moment zu Testzwecken den Eigenbau Shunt Laderegler für den 180 Ah Bleuchtungsakku.
Dieser Akku hat eine Säuredichte von 1,24, im Gegensatz zu den beiden 220Ah NKW Bleiakkus mit einer Dichte von 1,28 die ja dann eine höhere Ladespannung benötigen um die Säure durchzumischen zu können.

Im günstigsten Fall werden die beiden 220 Ah Bleiakkus mit 12 + 30 A geladen, der 180 Ah Solar Bleiakku für Licht mit 8 A. 200 Wp (12 A) liegen auch noch zum Aufbau bereit.

Ich hoffe, dass die Beschreibung meiner Insel PV Verteilung halbwegs verständlich zu lesen ist. Fragen dazu beantworte ich natürlich gerne, Anregungen sind auch sehr willkommen.

Gruß Harald

05.03.2016 07:52
Harald 
Re: Meine Inselanlage fern vom öffentlichen Stromnetz

… zweiter Teil, der 230 V AC Stromkreis auf der rechten Seite.

Der verwendete ältere Zählerschrank mit drei Plätzen ist geradezu geeignet eine ausreichende Trennung zwischen DC 12 V und AC 230 V zu verwirklichen.
Von links nach rechts, Vorsicherung (auch nur als komplette Trennung des AC Stromkreis)- 30 mA Fi (hier ist Vorsicht geboten mit dem DC AC Wandler)- 16 A Leistungsschalter für die einzelnen AC 230 V Stromkreise- AC Dreheisen Voltmeter- ganz unten (nicht zu sehen) zwei Zählertafel Einbau Steckdosen AC 230V. Die 16 A Leistungsschalter sind im Prinzip nur für eine Trennung der Stromkreise da sie bei max. 2500 W wohl nie bei Überlast, Thermisch auslösen werden. Im Kurzschluss Fall besteht eventuell doch die Möglichkeit der Auslösung, doch nie getestet!

AC 230 V Wandler/ Generator Umschalter.

Aus der Möglichkeit einer Überschneidung bei gleichzeitigem Betrieb mit Notstromgenerator und eingeschaltetem DC AC Wandler hat der Umschalter eine Nullstellung und schaltet allpolig um.
Diesen Schalter habe ich neben der beschriebenen PV Verteilung angebracht, da ich bei Generator Betrieb sowieso in den Kellerraum gehen muss. Bild des Umschalter folgt noch.

Im nächsten Teil werde ich den DC/AC Wandler und die Bleiakkus beschreiben.

Gruß Harald

06.03.2016 11:29
Harald 
Re: Meine Inselanlage fern vom öffentlichen Stromnetz

… Teil 3, Säure Bleiakkus.

Vor ca. 4,5 Jahren waren meine beiden gebrauchten Varta LKW Säure Blei Akkus mit je 200 Ah hinüber. Erstaunlicher weise hatten sie in der Insel noch über 4 Jahre ihren Dienst verrichtet obwohl sie in einem Großen Notstrom Diesel schon mehr als 3 Jahre im Einsatz waren. Zufall oder gute Qualität? Die beiden jetzigen NKW Säure Blei Akkus mit je 220 Ah werden wohl diese Lebensdauer nicht erreichen, sie sind schon oben zwischen den einzelnen Platten "sulfatiert". Man kann sie zwar zusammen noch mit über 100 A belasten aber die Nenn- Kapazität wird wohl messbar kleiner sein. Da die Säuredichte dieser Akkus bei 1,28 liegt lade ich sie jetzt je nach Kellertemperatur etwa für 2 Stunden mit bis zu 15 V um eine gute Durchmischung des Elektrolyt zu erreichen. Es sind halt keine reinen Solar Akkus mit einer Säuredichte von 1,24! Ein bis zwei Jahre könnten sie noch überstehen. Diese beiden Akkus speisen nur den DC/ AC 2500 W Wandler.
Die nächsten Insel Akkus werden wohl vom Typ her AGM´s sein.
Kann mir da jemand mit seiner Erfahrung helfen?

Ein dritter Säure Blei Akku ist von Winner als Solartyp mit einer Säuredichte von 1,24 und einer Kapazität von 180 Ah. Dieser speist die 12 V LED Beleuchtung + Radio in der Insel und die Nebengebäude wie Wohnwagen, geschlossenes Car- Port und einen Holzschuppen. Die 12 V Zuleitung aus der Kellerverteilung zum Car- Port ist in 16 mm² ausgelegt. Ein Kurzschluss (bei 12 V getestet) löst den 16 A Leistungsschalter in der Kellerverteilung sofort aus! Zwei 12 V Druckwasserpumpen laufen auch noch über diesen Beleuchtung´s Akku.
Das war´s mal wieder von meiner Seite. Bild unten!
Teil 4 handelt dann vom DC/AC Wandler.

Gruß v. Harald

08.03.2016 12:47
Harald 
Re: Meine Inselanlage fern vom öffentlichen Stromnetz

Teil 4, DC AC 12/230 V 2500 W Trapez Wandler.

Da ich schon in der Vergangenheit etliche Tests mit kleineren Trapez Wandler gemacht hatte und so gut wie alle E.- Geräte mit dieser Kurvenform gelaufen sind, bin ich bei diesen günstigeren Typen geblieben.
Alle 230 V Elektrogeräte (All- Strom, also mit Kollektor) bis 1500 W laufen bestens, zwei Haushalts Kühlschränke von dreien schafft dieser auch, TV und Radio auch kein Problem.
Die neueren Kaffeemaschinen benutze ich nicht, das Wasser wird für den Kaffee mit Gas erhitzt.

Wie schon zu lesen sind jetzt die 12 V DC Leitungen zum Wandler mit 50 mm² Schweißleitungen ausgelegt.
Nach dem erneuten Hochstromtest zeigten sich die Leitungen bei etwa 100 A Stromfluss maximal Hand warm und das nur im Anschlussbereich oben am Wandler, der Rest blieb kalt.

Zum Ein/ Ausschalten des Wandler steht eine Leitung´s Fernbedienung zur Verfügung die in Augenhöhe an einer Wand befestigt wurde. Eine LED zeigt den Ein- Zustand in grün an.

Achtung: Bei diesen nicht galvanisch getrennten Wandlern ist eine Erdung (PEN) an einer Phase mit Vorsicht zu genießen!
Bei mir, durch doppelte Erdung haben sind die Mosfets bei einem anderen Wandler in Rauch aufgelöst.
Einer „nur“ Gehäuse Erdung sollte aber nichts im Wege stehen. Ende der Vorstellung. Bild „Wandler“ folgt noch.

Gruß Harald

09.03.2016 19:12
Sandy 

Administrator

Re: Meine Inselanlage fern vom öffentlichen Stromnetz

Zunächst möchte ich deinen sauberen Aufbau loben, so sieht es bei mir nur im Bereich Hausinstallation (netzseitig) und der 230 V Seite (Inselanlage) aus.

AGM Akku: Seit 2007 bei mir im Einsatz, bin ich ein Fan von dieser Akkutype geworden

Thema PEN: Kann ich so bestätigen, besser ist die Lösung bei meinem Victron, der besitzt eine automatische Umschaltung. Ob dies in Deutschland (Paragraphenland) so zulässig ist, konne ich nicht herausfinden. Geht mir persönlich am Gesäß vorbei, Hauptsache der Betrieb der Anlage ist sicher.
Bei meiner Insel 12 V hatte ich vor einigen Jahren wegen dieser Schutzleitergeschichte auch schon mal einen ausgelösten Fi

Aus meiner Erinnerung heraus weiß ich, dass es bei Trapez-Wechselrichtern etwas höhere Verluste bei induktiven Verbrauchern gibt. Gibt es diesbezüglich Beobachtungen von dir?

_______________

Grüße von
Rainer
(Sandy)
_______________



Zuletzt bearbeitet am 09.03.16 19:12

10.03.2016 12:09
Harald 
Re: Meine Inselanlage fern vom öffentlichen Stromnetz

Rainer ,
Danke für das Lob, die Anlage erfüllt schon einmal was sie soll, die Insel (Wochenendhaus) mit Spannung zu versorgen um verschiedene Annehmlichkeiten zu genießen. Verbesserungen sind immer noch möglich, sind auch schon ins Auge gefasst.
Was mir immer noch auf dem Herzen liegt ist der PWG 400 der schon zig Jahre im Keller liegt. Zu einem ist der Weg zu dem fast idealen Standort, am Ende des Südhangs extrem lang, zum zweiten stehen noch hohe Eichen in dieser Haupt SW Richtung.
Dieses Thema ist aber noch nicht abgeschlossen da mir die Ideen noch nicht ausgehen.

Ich werde noch einmal neue Akkus kaufen, AMG liegen mal vorne alleine wegen „Money“ und Nutzen.

Trapez- Wechselrichter: Je höher die erreichbare Leistung um so höher sind die Ruhestrom Verluste dieser Wandler Typen.
Der Wirkungsgrad wird auch nicht über den gesamten Leistungsbereich linear sein. Für meine Zwecke genügt diese Wellenform bis jetzt ohne extreme Einschränkungen.
Die reine Sinus Wellenform ist natürlich die Bessere Lösung, gestehe ich ohne wenn und aber weil wirklich alle induktive Verbraucher den Trapez-Wechselrichter etwas mehr an Leistung abverlangen und in Temperatur umsetzen. Die Verluste sind dann wohl auch höher!

Gruß Harald

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