Hier möchte ich das System vorstellen, dass bei Heidi zum Einsatz kommt.

Und zwar möchte ich gerne ein System zur Abdeckung der Grundlast + bissel Extraleistung zur Unterstützung der größeren Verbräuche bauen und euch dabei am Entstehungsprozess teilhaben lassen.

 

Die geplanten Eckdaten:

• ~600 Wp PV
• 48V Akku mit um 3KWh als 14s40p
• netzparallele Installation mit 0-Watt-Einspeisung
• Solarladeregler:  JNJE JN-MPPT-Mini s. Akkus -> Solar Laderegler
• Wechselrichter:  Soyo Source 1.200W Grid Tie Inverter s. Akkus -> Wechselrichter, Inverter
• BMS: wird eines mit 60A Dauerleistung und aktivem Balancing mit 0,6A Balancingstrom sowie Steuerung / Monitoring per App sein -> zum Diskussionsthread
• Installation auf dem bzw. im Gartenhaus, etwa 30m vom Haus entfernt
  
  

die Dachfläche hat etwa 4,40 x 2,0m, 55° Südabweichung, etwa 15° Neigung


laut PVGIS passt das ganz gut von den Werten her, der Akku könnte an 82,98% der Tage im Jahr voll geladen werden (ich gehe davon aus, dass sie die 3KWh Kapazität täglich mehr oder minder komplett leer macht und er am Folgetag wieder geladen werden muss)


da ich aktuell noch ein paar Tage Urlaub habe hab ich einfach mal direkt angefangen


ich mag ja total gerne so Türmchen bauen :D

 

und was als gleich als nächstes kommt mag ich noch lieber - Akkupacks zusammen stellen.


dafür nehme ich die letzte handvoll Zellen die von meinem Testakku noch übrig sind mit 2.100 - 2.149mAh...


2.300 - 2.349mAh sowie


2.350 - 2.399mAh. Ich musste noch eine handvoll 2.400er dazu tun, damit es aufgeht.


insgesamt also 560 Zellen mit durchschnittlich 2.350mAh


etwa 2/3 stammen aus Laptopakkus, einige mit neuer Hülle / Schrumpfschlauch


1/3 (die lilafarbenen) sind LG MG1 / LGDBMG11865 aus eBike Akkus.
Hier noch passend dazu ein Wort zur Recyclingrate im Schnitt von Laptop- und eBike Akkus unter Laptop vs eBike Akkus

Alle Akkus auf Kapazität geprüft sowie auf Spannungsfestigkeit und mit dem Vapcell YR1030 auf Innenwiderstand (< 70mOhm) getestet habe ich die schon vor längerem

 

eigentlich wollte ich nächstes Frühjahr für meine eigene PV-Erweiterung ein Paar JA-Solar 340W Module für Heidi mit bestellen, die liegen aktuell bei rund 110€ und damit 31 Cent / Watt. Aber beim Stöbern in den Kleinanzeigen sind mir dann ein paar gebrauchte Module "über die Füße gelaufen"

 

SunLink SL160-24M190, das sind monokristalline 72-Zellenmodule mit 190Wp. Die sind 10 Jahre alt und wurden demontiert (und von einer Elektrofirma durchgemessen). Lt. der im Datenblatt angegebenen Degratation sollten die noch 170 Watt haben.

Die habe ich für 32€ / Stück bekommen = 19 Cent / W. Davon vier Module = 680Wp -> Download Datenblatt als Pdf von filehorst.de

dann geht es ans Löten. Ich habe mittlerweile den 200W Chinalötkolben wegen ständig zerfressender Lözspitze aussortiert und mir einen Ersa 150S (150 Watt) zugelegt


so lassen sich die Lötpunkte viel einfacher, schneller und auch kleiner setzen

 

 

da ich gerne mit dem Lötzinn von Fluitin arbeite welches Blei enthält habe ich mittlerweile auch eine Rauchabsaugung (um 25€ auf Aliexpress inkl. Schlauch) "professionell" mit Pappe & Panzertape angepasst zum Löten von Akkupacks


die Biegeschablone für die Kupferbusbars ist bisher ausgelegt für 60p und wird nun erweitert um 40p


paar zus. Dübel rein - fertig


Beschriftung, damit man sich nicht vertut. Die mittleren ohne Beschriftung sind lediglich Hilfsdübel, die sind bei den 60p genau mittig


für die Busbars benutze ich wieder Erdungskabel, welches noch entmantelt werden muss. Das ist, finde ich, die nervigste Arbeit am ganzen Akkupack-Bauprozess.
Ummanteltes Kabel entmanteln, weil es nichts passendes ohne Isolierung gibt oder wenn dann zum dreifachen Preis wie mit


für die 40p Packs brauche ich 60cm Stücke, drei je Busbar, also 6 je Pack und damit insgesamt 84 Kabelstücke

 

bisher hatte ich das Abisolieren immer mit einem scharfen Messer gemacht, dieses Mal versuche ich die Methode mit Teppichmesserklinge im Schraubstock. Das geht prima und spart auch nochmal Zeit


Durchmesser: ich will das System auslegen auf maximal 1.200 Watt = Maximalleistung des Wechselrichters. Bei 48V Akkuspannung sind das 25A die maximal fließen. Bei meinem 60p Akku habe ich 3x 2,5mm² genommen, hier nehme ich 1x 2,5mm² + 2x 1,5mm² (habe ich dank Fehlkauf noch 100m hier liegen) = 5,5mm² pro Dreierstrang = 11mm² Gesamtdurchmesser pro Busbar.


Laut Online-Kabelquerschnittsrechner ist das ausreichend, damit der Spannungsabfall bei niedrigen 0,25% bleibt


jede Menge Müll...


dann werden immer drei Adern mit dem Akkuschrauber verdrillt


nicht zu doll sonst wird die Busbar zu steif, aber auch nicht zu lasch, sonst dreht sie sich beim Biegen auf


das Ganze dann auch "nur" 28 Mal wiederholen ?



dann kommt die Biegevorrichtung an die Reihe


los geht's


die überstehenden Enden werden mit der Beißzange abgeknippst


Ringkabelschuhe in den Maßen "SC16-6" = bis 16mm² Kabelquerschnitt, mit Loch für M6 Schrauben. Die passen übrigens auch gerade so noch für 3x 2,5mm² Kabel


um die Verbindung zwischen Ringkabelschuh und verdrillter Leitung zu verbessern löte ich sie vor dem Crimpen noch zusätzlich. Das geht auch nur mit einem Lötkolben mit entsprechend Power, da die Kupferkabel die Wärme direkt "wegsaugen" (= ableiten)


der Schuh wird etwa 3/4 ausgefüllt...


...und direkt = in noch warmem Zustand 2x gecrimpt


so ist die Verbindung dann perfekt und gut leitend. Bei den hohen Strömen kann eine schlechte Verbindung schnell mal sehr heiß werden


auch das 28x


dabei geht nun übrigens meine erste Rolle Lötzinn zur Neige. 1KG reicht somit für etwa 2.500 Zellen gesamt


Schrumpfschlauch. Nicht der beste, hab nicht richtig aufgepasst und "PVC" bestellt. Der ist ziemlich dünn und wie aus Plastik. Aber hab sonst keinen anderen, passenden da.


Das war auch ein ziemlicher Act, bis ich mal den richtigen gefunden habe. Für die 16er Ringkabelschuhe braucht man Schrumpfschlauch mit mind. 21mm Breite wenn er flach liegt


man kann auch eine Lötlampe, Heißluftpistole o.ä. nehmen, mir reicht ein Feuerzeug


sieht dann so aus. Brauche ich eigentlich weniger zum Schutz als vielmehr zur farblichen Unterscheidung, damit man auf den ersten Blickdirekt sieht, wo Minus und wo Plus ist

 

zur Montage der Busbars werden die Zellhalter vorgebohrt. Am Kopfende zwisdchen die beiden ersten Reihen, am Fußende zwischen den Reihen 2 und 3. Beide Zellhalter also unten und oben durchbohren, 7mm Bohrer ist ideal


dann Kabelbinder durchziehen. 290 x 3,5mm finde ich ideal. Das hier sind 290 x 4,5mm und die sind mir zu steif aber die dünneren sind mir aus gegangen.


die Busbars locker drüberhalten...


...und auf der gegenüberliegenden Seite um die Busbar rum und dann wieder zurück einfädeln...


...locker zuschnüren, ausrichten und erst dann fest ziehen.


Enden abknippsen und fertig fixiert


man könnte die Busbars locker 2cm kürzer machen, leider habe ich mich beim Umbau der Biegeschablone vertan und beim Abmessen & Einzeichnen eine Zellhalterreihe zu viel genommen


sieht schon fast fertig aus


davon hab ich leider keine Bilder gemacht:
ich verlöte alle Zellen mit 0,2mm Sicherungsdraht aus Kupfer
Zum Löten kommt nicht der dicke 150W Lötkolben zum Einsatz sondern eine Lötstation für um 25€ mit 60 Watt -> Yihua 926 @ eBay.de
370°bis 380°C nutze ich zum Verlöten des Sicherungsdrahtes an den Pluspolen, und 400° bis 410°C für die Minusseite (leitet besser ab)

danach wird der Sicherungsdraht mit dem dicken Lötkolben auf der Busbar verlötet


hier aufpassen, dass der Lötvorgang nicht zu lange dauert,da sich sonst die Busbar zu sehr erhitzt und in die Zellhalter oder im schlimmsten Fall in die Zellisolierung reinschmilzt, was zu einem Kurzschluss führt


die fertigen Akkupacks werden am Wochenende nach und nach immer mehr


vor dem Zusammenschalten der 14 Akkupacks in Serie müssen diese noch auf dieselbe Spannung gebracht werden


da meine Balancerklemmen gerade mit meinem eigentlichen Projekt besetzt sind und auch noch eine Weile sein werden mache ich mir eben ein paar neue Klemmen. Das sind Krokodilklemmen in 50mm Länge, kosten etwa 9€ im 100er Pack ohne Isolierung oder rund 12€ mit farblicher Isolierung auf Aliexpress


für 14 Akkupacks brauche ich 26 Kabelstücke


alle parallel miteinander verbunden können sich die Packs nun über Nacht in Ruhe angleichen

 

vereinzelt werde ich die neuen Akkupacks noch auf ihre tatsächliche Gesamtkapazität testen
Zwar habe ich im Vorfeld bereits alle Zellen einzeln mit dem Liito Kala Lii500 Engineer Ladegerät getestet, aber diese messen ausschließlich im Spannungsbereich zwischen 4,20V bis runter zu 2,80V.
Da ich gebrauchte Akkus benutze und ich diese schonen möchte, damit sie noch ein langes Leben haben werde ich sie nur betreiben zwischen 4,0V bis runter zu 3,3V. Und genau das kann man mittels "Dummy Load" oder elektronischer Last machen


Alle Packs sind gebaut und verlötet, das erste Pack durchläuft den Kapazitätstest.

Der Tester ist zwar für 20A freigegeben, aber ich traue dem die Leistung dauerhaft nicht zu und lasse ihn nur mit 10A laufen so wie das Original, von dem er abstammt

Der erste Testlauf beendet, nach knapp 7 Stunden:

Wenn die anderen Packs eine ähnliche Kapazität haben dann wären das in der Summe knappe 3,5KWh - das wäre etwas mehr als erwartet ?

Der zweite Akkupack ist über Nacht durch und hat auch 248Wh. 14x 248 = 3,47 KWh gesamt

ich habe mal die App des Testers installiert und mit dem DL24 gekoppelt. Kann nix wirklich dolles, ist aber immerhin schön bunt


zum Laden der leer-getesteten Akkupacks hatte ich bislang ein uraltes Labornetzteil mit 1,5A max benutzt. Das sind 6 Watt...
Vor Monaten schon hatte ich mir deswegen ein DPS5020 bestellt mit 20A bei bis zu 80V. Leider defekt - ewig mit Aliexpress rumgestritten, dann Ersatz bestellt, dann vor drei Wochen die neue Lieferung - haben die mir das falsche Modul geschickt, ein DPS8005 mit nur 5A.

Schon wieder einen "dispute" Fall eröffnet. Zwei Optionen: volle Rückerstattung aber dazu muss ich auf eigene Kosten zurückschicken, oder behalten bei 50% Rückerstattung.
Nachdem a) das Rücksendeporto teuer ist und ich b) endlich mal ein einstellbares Ladegerät mit mehr als 6 Watt brauche habe ich das Teil nun behalten und heute mal verkabelt + das erste Mal getestet


Spannung stufenlos regelbar von 0 - 80V, Stromstärke von 0 - 5A, benötigte Eingangsspannung 10V - 60V


das Ganze ist passiv gekühlt, hat ein BT Modul dabei (die seitlich festgeklebte Platine) und als Stromversorgung hab ich das Gerät an den 12V-Strang meines umgebauten ATX-Netzteils drangehängt

auch hierzu gibt es eine App, die aber nicht viel mehr kann als die Bedienung direkt über das Display des Ladegerätes auch.

Nun lade ich die fertig gestellten Akkupacks erstmal alle auf 4,05V bevor sie zum Kapazitätstest gehen


während die Akkupacks alle noch getestet werden habe ich heute zudem schonmal mit der Metallkiste angefangen


ist dieselbe, wie ich schon bei meinem anderen Projekt verwendet habe, hat die ideale Größe für ein 14s60p System, also sollte ein 40p auch gemütlich rein passen


grob anschleifen...

 

...und auch hier nehme ich wieder Hammerschlaglack. Weniger wegen der Optik, sondern wegen des Rostschutzes und weil die Farbe sehr einfach zu verarbeiten ist, sprich man braucht keine Grundierung (ist integriert) und wegen der hohen Deckkraft reicht meistens ein Anstrich.

Ich hab übrigens einige Marken durchprobiert. Von Alpina, das Original von Hammerite, Hornbach Eigenmarke und Baufix = Vertrieb über Lidl. Und ich muss sagen, der Baufix Hammerschlaglack lässt sich super verarbeiten und kostet dabei etwa 1/3 der anderen (Alpina, Hammerite und Hornbach kosten allesamt rund 15€ / 0,75L, der Baufix 5,99€ für 1L wenn er bei Lidl mal im Angebot ist)

aber dieses Mal nehme ich Silbergrau


das Trocknen wird bis morgen dauern da es heute den ganzen Tag regnet wie aus Eimern :roll:


gestern ging es etwas weiter. Um einen schnellen Überblick auf den Akkustatus zu bekommen möchte ich eine Ladestandsanzeige und einen Temperaturfühler mit Display von außen lesbar in die Metallkiste einbauen.

Das Ladestandsdisplay muss man erst noch einrichten. Zwar wird die Powerwall ein 14s System werden, aber da der Spannungsbereich exakt einem 13s entspricht habe ich die Anzeige auch auf 13s eingestellt.


dann das Einbauen


für so kleine Metallarbeiten benutze ich einen "Dremel" mit Trennscheibenaufsätzen


hier habe ich welche aus einem Dentallabor. Die sind richtig gut, schneiden besser und halten viel länger als die Trennscheiben, die man sonst so für Dremel zu kaufen bekommt (links).

Vor allem sind die etwa doppelt so dick, weswegen sie nicht gleich zerfetzenwenn man minimal zu drückt oder minimal verkantet


1mm Stahlblech sind kein Problem


dabei stellt sich heraus, dass die Farbe auch nach 24h noch nicht trocken ist ?  Mist-Wetter. Naja, ich muss eh ein paar Stellen nachstreichen


erstmal nur anhalten, ob alles passt, wegen der noch feuchten Farbe kein Einbau heute


dann geht es eben im Innern weiter


wie bei der ersten Metallkiste auch möchte ich eine feuerfeste Innenauskleidung bauen.
Einerseits aus Fermacelplatten (feuerfest bis > 1.000°C)


die kommt auf den Boden


dann noch 12 Abstandshalter für zwischen die einzelnen Packs, damit im Falle eines Brandes das Feuer nicht oder nicht so schnell auf die benachbarten Packs übergreift


die Abstandshalter mache ich 10cm hoch, das sind 2cm höher als die Akkupacks selbst, so kann Luft zwischen die Akkus damit sich diese beim Arbeiten nicht zu sehr erwärmen.
Mit dem Teppichmesser anritzen, über eine Kante legen, abknicken - fertig


Seitenwände und Deckel der Metallkiste werde ich mit Mineralwolle auskleiden in 40mm Stärke und WLG 032. Die ist ebenfalls feuerfest >1.000°C und sollte durch die niedrige Wärmeleitfähigkeit verhindern, dass allzu viel Hitze nach außen abgestrahlt wird.
Ob das Ganze tatsächlich funktioniert werde ich in einem Experiment im Frühjahr zusammen mit der örtlichen Feuerwehr testen, wer mich dabei unterstützen möchte: ich suche dafür noch Heater-Zellen und solche mit wenig Kapazität / Selbstentladung - also quasi alle "Schrottzellen" außer mech. beschädigte / 0-V / mit Elektrolytaustritt

 

Mineralwolle schneiden geht am besten mit einem Brotmesser entlang einer Schiene (Wasserwaage)


da die 40er Akkupacks recht kurz bauen ist Platz um die Rückseite doppelt zu dämmen. Brandtechnisch bringt das nix, aber da die Metallkiste im Gartenhaus, also praktisch draussen stehen wird ist eine Wärmedämmung für im Winter auch nicht verkehrt


Deckel drauf - fertig


was noch fehlt sind Kabeldurchführungen für die beiden 16mm² Zuleitungen


der 16mm Bohrer ist zum Glück auch der größte, den ich hab, das passt ganz genau :)


die Kanten mit der Feile nacharbeiten


Kabeldurchführungen rein - fertig


da ich mit dem Einbau noch nicht weiter machen kann mache ich derweil am BMS weiter. Da das bestellte BMS mit 60A/120A und 0,6A Balancingstrom noch rund 6 Wochen brauchen wird bis es geliefert wird, ich aber gerne die Powerwall bald ausprobieren möchte werde ich dafür erstmal das BMS hernehmen, welches für meine eigene Powerwall gedacht ist. Das ist fast baugleich, hat aber 2A Balancingstrom


auf den Produktbildern sind zwar immer bereits Kabelschuhe drauf - aber das stimmt nicht, da muss man selbst welche anbringen. Das sind 16mm² Kabel


wie bei den Busbars der Akkupacks auch verlöte ich diese zuerst und crimpe sie dann. Zum Schluss ein Stück Schrumpfschlauch drüber


Samstag geht's weiter, bis dahin sollte die Farbe nun endlich trocken sein und ich habe auch die Hälfte der Akkupacks mit der DL24 "Dummy Load" durch getestet, das reicht mir.

Heute konnte ich doch ein wenig an der Powerwall machen.
Ich habe nun 7 von 14 Akkupacks mit dem Kapazitätstester durch, jetzt werden alle Packs wieder gebalanced und ein bisschen aufgeladen


in der Akkukiste drin wird ja auch bissel Elektronik sein, dafür brauche ich 12V. Hierzu hab ich einen Festspannungsregler genommen. Der liefert max. 3A bei einem Eingangsspannungsbereich von 16V bis 90V und kostet knappe 2€ inkl. Versand auf Aliexpress


weiter geht es mit den BMS/Balancer Kabeln. Um später flexibel an den Akkus arbeiten zu können will ich die BMS-Kabel nicht fest mit den Akkupacks verlöten sondern ich werde Krokodilklemmen benutzen


wie immer anlöten + crimpen


um später nicht durcheinander zu kommen was wohin kommt markiere ich alle Klemmen. Diese hier kommt zwischen die Akkupacks Nr. 2 und Nr. 3


das BMS selbst wird unter Last gut warm, zwischen 35° und 40°C. Da es im montierten Zustand nach oben keine Wärme abgeben kann da dort direkt die Mineralwolle sein wird muss die Wärme nach unten weg. Ich benutze vier M6er Muttern als Abstandsfüßchen


wie bei meiner anderen Powerwall auch werde ich das BMS + zus. Elektrozeugs wieder auf eine Fermacell-Trägerplatte schrauben


M6er Schrauben von unten durch die vorgebohrten Löcher durch, oben mit U-Scheibe und Mutter festgezogen, dann zieht sich der Schraubkopf unten in die Platte rein und hält bombenfest


nun kann man an die Schrauben alles mögliche anklemmen, der Anfang macht das BMS


nicht vergessen: auf der Unterseite die halb versenkten Schraubenköpfe abkleben damit da keine Kontaktflächen sind


das BMS hat seitlich ein paar Lüftungslöcher. Da werde ich zus. einen kleinen Lüfter davor setzen


das ist ein 12V Radiallüfter, gibt's bei eBay zuhauf für etwa 3€.
Da der so wenig Strom zieht lasse ich den ungeregelt permanent laufen


so sieht das Ganze nun fertig aus. Links an den Lüsterklemmen kann ich 12V und 48V abgreifen.


Die 12V brauche ich für das Thermometer-Display im Gehäusedeckel, die 48V für das Voltmeter mit Ladezustandsanzeige. genau genommen sind das ja keine 48V sondern je nach Ladestand zwischen 56V und 46V.

Die zwei 18650er brauche ich zum Anschalten des BMS. Hier braucht man zum einmaligen starten einen kurzen 5V Impuls zwischen den beiden Hauptanschlüssen. Zwei 18650er in Reihe sind 7,4V und das funktioniert auch. Der blaue runde Punkt links vom Zellhalter ist ein Miniaturtaster. 1x draufdrücken = BMS startet; aber erst wenn auch die 48V anliegen, vorher nicht.

Handbuch und Tipps & Tricks zu dem JKBMS hier -> JKBMS


eigentlich mag ich Heißkleber nicht und arbeite lieber mit Montagekleber oder Acryl, aber da ich heute nicht so viel Zeit habe dauert mir das Trocknen zu lange.
Tempanzeige un Voltmeter werden so im Deckel fixiert


die Kabel geschützt mit Spiralschlauch


und seitlich auch punktuell festgeklebt. Am Scharnier lasse ich eine großzügige Kabelschlaufe, damit nichts geknickt wird


soweit ist nun alles für den EInbau vorbereitet, fehlt nur noch die Nummerierung der Akkupacks


nun geht es an das Bestücken der Metallkiste

 

zum Verbinden nehme ich wieder stabile M6 Schrauben und U-Scheiben

Sieben Akkupacks in die untere Etage, dann eine Fermacell-Trennschicht, dann die anderen sieben Packs darauf


16mm² Brücke von einer in die nächste Etage


Kabelkanal, das rote sind die Balancer-Kabelchen


ganz obenauf dann die Trägerplatte mit dem BMS


das BMS hat zwei externe Temperaturfühle, ich lege je einen in jede Etage direkt zu den Packs

 

ganz zum Schluss wieder eine Lage 40mm Mineralwolle. Die Panzertape-Schlaufen sind zum Anheben, damit man sich nicht immer an der Mineralwolle piekt wenn man mal eben nach dem System schauen möchte


Deckel zu und fertig


die beiden Anzeigen funktionieren auch. Links Temperatur, rechts Ladestand und Spannung


Zeit, das BMS zu starten. Nach dem Einstellen sieht das dann so aus

 

 

 

fertig zum Transport  ?



hier mal der "professionelle" Anschlussplan mit Paint ?

das wird dann schlussendlich in etwa so aussehen (ohne Wallbox und Starkstromdose)

 

 

Weiter geht es dann im Frühjahr wenn das Wetter passt, sodass die PV-Module auf das Gartenhausdach können  ?

 

Hier geht es zu den anderen Teilen:

• Grundlast System: 600W PV + 3KWh DIY 18650 Powerwall
• KW13 - Heidi-PV & Winter-PV
• KW20 - Steinbruch, Chia & Heidi-PV
• KW21 - Heidi-PV fertig
• KW26 - Heidi-PV ATS, Vorgartenpflege, Hochbeete1