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Das Thema Akkus bzw. Solarspeicher / Powerwall ist natürlich immer wieder ein Thema, und kaum ist ein Projekt abgeschlossen steht schon das nächste in den Startlöchern.

Bevor es so richtig losgeht vielleicht gleich zu Anfang noch der Hinweis, dass es hier einen eigenen Bereich rund um Akkus & PV gibt, zu finden unter Projekte -> Akkus & PV

Generell möchte ich noch ein, zwei Batteriespeicher selbst bauen, und zwar mit LiIon Akkuzellen im Format 18650, die ich aus gebrauchten, teils defekten eBike- und Laptop Akkus entnehme

Inhaltsverzeichnis

  1. alte Akkus zerlegen
  2. Überbleibsel aus dem Vorjahr: 14s120p & 2x 14s60p
  3. Heidi-PV Akku vergrößern
  4. Windrad-Experiment

1. alte Akkus zerlegen

Ich habe im Februar wieder einen größeren Schwung defekter eBikeakkus bekommen von einem großen Fahrradladen, von denen nach erster Messung die meisten Zellen noch in Ordnung sein dürften.

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 zudem sind vom letzten Jahr noch einige Akkupacks eines Akkureparaturbetriebes übrig, die ebenfalls noch zerlegt werden wollen. Rund 40 der "guten" Bosch Akkus

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nach dem Zerlegen werden die AKkuzellen dann alle einzeln auf Herz und Nieren überprüft, die guten weiter verwendet und die schlechten / defekten entsorgt

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also los geht's

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beim Zerlegen der vielen AKkus passiert mir auch ein Malheur, und zwar rutsche ich mit dem Flachschraubenzieher ab und perforiere eine Zelle im Innern des Gehäuses

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er fängt nicht nur sofort an stark zu qualmen, es kündigt sich auch eine Kettenreaktion, ein Thermal runaway an

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also ab damit in eine Kiste mit Wasser zum Runterkühlen, so passiert dann nichts weiter. Der AKku bleibt dort für 48 Stunden drin, danach ist er leer und ungefährlich

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am Ende der Zerlegereien sind etwa 6.000 einzelne, getestete und für gut befundene Zellen vorhanden. Damit kann man schon was anfangen

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2. Überbleibsel aus dem Vorjahr: 14s120p & 2x 14s60p

Letzten Winter bin ich mit meinen AKkuprojekten nicht ganz fertig geworden, Ende Februar habe ich die Bastelarbeiten eingestellt da im Garten und rund ums Haus zu viele andere Projekte gewartet haben. Deswegen möchte ich zuerst die angefangenen "Überbleibsel" fertig stellen.

Akkuprojekt Nr. 1 ist die Fertigstellung der Erweiterung für die Solarakku-Powerwall für das Gartenhaus

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die 14 Packs zu je 120 Zellen sind bereits fertig zusammen gesteckt, aber noch nicht gelötet und es fehlen auch die Busbars

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zusammen mit den beiden, ebenfalls noch ausstehenden 14s60p Systemen sind das ein ganzer Haufen halb-fertiger AKkupacks

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DIY 18650 Tesla Powerwall Batterie Turm Powerpack Stefanseiner

das Löten passiert so nebenher, fehlen noch die Kupfer-Busbars

diesen Schritt mache ich ja am wenigsten gerne

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immer drei Adern mit je 2,5mm² verdrillen, das doppelt genommen sind das dann 15mm² für die kleinen 60p Packs. Für die großen 120p Packs nehme ich 4x 4mm² doppelt also 32mm€ Gesamtquerschnitt

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kleines Intermezzo zwischendurch:;  ich experimentiere noch ein wenig mit dem Solar-Laderegler an der Stützmauer-PV, die die Powerwall in der Garage speist zum Laden des E-Autos

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da die MPPT-Laderegler von SX-Electronis nicht funktionieren tausche ich diesen gegen einen MPT-7210A

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um das MPP Tracking bei kleineren Wölkchen zu verbessern verbaue ich noch ein paar dicke Pufferkondensatoren, die ich eh rumfliegen habe

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eine OSB-Trägerplatte wird vorgebohrt

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passt perfekt

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die Kondensatoren werden alle parallel geschaltet und kommen dann auch parallel zum PV-Eingang an den MPPT-Laderegler

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ebenfalls zwischendurch baue ich mal den MPP SOlar MPI 10k Wechselrichter ab, der einen Defekt hat und mit dem ich mit dem Hersteller am streiten bin bzgl. Garantie / Ersatz

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aber wieder zurück zu den AKkus,

hier sind die zwei 14s60p Systeme bereits bestückt mit Busbars

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bei den 120ern bin ich noch dabei

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die 60er sind mittlerweile auch mit Sicherungsdraht bestückt und hängen alle parallel, um sich gegenseitig aus zu gleichen

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die 120er kommen dann bald dazu

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so gleichen sich alle Packs in der Spannung an was zwingend erforderlich ist, bevor sie verbaut und damit in Serie geschaltet werden

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so werden die fertigen Akkupacks erst mal noch eine Weile liegen bleiben, denn

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3. Heidi-PV Akku vergrößern

Die PV-Anlage an Heidi's Gartenhaus läuft ja seit letztem Jahr und deckt den Grundbedarf ab

Aber der verbaute 3,3kWh Akku ist zu schwach, weswegen ich ihn vergrößern möchte

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das ist ein 14s40p System mit insgesamt 560 einzelnen Zellen.

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ich baue alle aus der gedämmten Kiste aus, um sie zu inspizieren. Ich möchte die effektive Kapazität nochmal testen

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während die AKkupacks als Vorbereitung zum Test aufladen löte ich nebenher an ein paar anderen Akkus rum

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um die Kapazität bestimmen zu können müssen die AKkupacks alle exakt 4,1V haben

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auch nebenher werden noch ein paar der defekten Bosch Akkus geladen vor dem Zerlegen

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nach ein paar Tagen sind sie dann endlich voll und können mit der Dummy Load getestet werden

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88Wh ist erschreckend wenig, das sollten rund 220Wh sein. Da stimmt etwas nicht. Die wurden im letzten WInter leider mehrfach tiefenentladen aufgrund eines Defektes am Wechselrichter, vermutlch sind dadurch einige Zellen gestorben. Auf jeden Fall ist somit klar, wieso der AKku zu schwach ist. Ich zerlege alles, löte die Zellen ab und teste diese einzeln durch. Und tatsächlich, rund 1/3 der Zellen ist komplett tot, der Rest hat etwa 20 - 30% der Kapazität eingebüst

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ich entscheide mich spontan, den AKku komplett neu auf zu bauen und zwar mit neuen Zellen und doppelt so groß. Aus den 40er AKkupacks werden also 80er, was die Gesamt-Zellenanzahl auf 1.080 STück bringt

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die Zellhalter werden wieder verwendet und angepasst

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dann brauchen wir Platz

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da Heidi gerade plant, neu zu bauen in unserer unmittelbaren Nähe und dann künftig auch eine Wärmepumpe zu benutzen macht es eh Sinn, die Akkukapazität zu vergrößern...

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...also benutze ich diesmal die allerbesten Zellen, die ich habe

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los geht's mit dem Stecken

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Tower of Power

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vorgelötet

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Busbars bauen

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meine Biegeschablone wird immer universeller, mittlerweile habe ich Vorlagen für 40p / 60p / 80p / 100p / 120p

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fehlen noch die Sicherungsdrähte

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fertig

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bevor ich die Akkupacks wieder in die Metallkiste baue muss ich noch die BMS-Verkabelung umbauen, denn da sich die Anzahl der Zellen verdoppelt hat wird der Balancer des JKBMS Unterstützung bekommen durch einen weiteren Balancer

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da müssen dann die neuen, separaten Adern noch dazu

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das ist der Balancer, ebenfalls aktiv und mit bis zu 1,2A Balancingstrom. Das JKBMS kommt auf 0,6A Balancingstrom

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die neuen Kabel werden dazu gelötet, direkt an die Krokoklemmen mit dran

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die Metallkiste ist feuerfest ausgekleidet

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zum einfacheren Einbau schraube ich immer zwei bis drei AKkupacks zusammen, bevor ich sie in die Kiste einsetze

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sieben Packs in die untere Etage

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und weitere sieben auf die Trennplatte darauf

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alle 14 Packs in Reihe kommt der AKku so auf 48V Gesamtspannung

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der kleine Balancer fängt direkt an zu Arbeiten, was er durch rote LEDs signalisiert

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hier ist Spannungstechnisch ziemlich viel durcheinander. Das liegt aber auch daran, dass ich die 14 Akkupacks vor dem EInbau nicht parallel geschaltet hatte um die Spannung an zu gleichen, ich wollte extra schauen, ob und wie gut der neue Balancer arbeitet

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in der App des JKBMS sieht man dann auch die stark abweichenden Spannungen der einzelnen Packs. Ich lasse die beiden einfach mal arbeiten und schaue alle paar Tage wieder in die App.

Nach zwei Tagen waren die Spannungen dann übrigens wieder perfekt angeglichen

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hier mal wieder die Übersicht von oben

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zum Abschluss noch ein Aufkleber als "Typenschild" und fertig ist der Akku wieder

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Der Akku hat nun 9kWh effektiv nutzbare Kapazität. Bei einem aktuellen Preis von runden 1.000€ / kWh wenn man einen PV-Speicher fertig kauft lohnt es sich in meinen AUgen definitiv, wenn man sich die Mühe macht, um das alles selbst zu bauen

4. Winrad-Experiment

Nächstes Projekt für zwischendurch. Und zwar möchte ich herausfinden, ob es sich lohnt, ein kleines Windrad in unserem Garten auf zu stellen.

Die gibt es für etwa 600€ mit 600W oder 1.000€ für 1.000W, die haben dann einen Rotordurchmesser von etwa 1 Meter und das wäre dann - theoretisch - die ideale Ergänzung um im WInter Strom zu produzieren, wenn die Photovoltaikanlage wenig bis nichts mehr liefert

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aber ob ein WIndrad Sinn macht das steht und fällt damit, wie die Windverhältnisse am Aufstellort sind.

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baurechtlich ist man auf eine maximale Höhe von 10m festgelegt, und das ist eigentlich grundsätzlich viel zu wenig für ein WIndrad, weswegen man schon Glück und einen ausergewöhnlich guten WInd haben muss, wenn es funktionieren soll

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um nicht blind irgend etwas zu kaufen habe ich mir stattdessen eine WInd-Messstation gekauft und einen Fahnenmast mit 6,5m Höhe, damit möchte ich dann erstmal ein Jahr den WInd messen und danach entscheiden, ob ein WIndrad sinnvoll ist oder nicht

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die Wetterstation hat 25€ gekostet (gebraucht bzw. eigentlich unbenutzt aber ohne orig. Verpackung, Displayschutzfolie war sogar noch am Innenteil dran, neu kostet die etwa 55€) und der Fahnenmast 35€. Wenn ich nach einem Jahr feststelle, dass der WInd bei uns zu schwach ist habe ich dann also nur 60€ in den Sand gesetzt und keine 600€ + Minimum nochmal so viel für Technik drumherum

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beim Fahnenmast mit dabei ist immer eine Flagge, aber da ich nicht der Typ bin, der sich einen Reichsadler oder ähnlichen Quatsch aufhängt...

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...habe ich mich für diese Alternative entschieden

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die Wetterstation steht nun am andern Ende vom Garten auf der Hühnerwiese wo ich vermute, dass hier viel Wind seitlich blasen wird, da es hier in den letzten Jahren vier oder fünf Bäume umgeworfen hat

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das Innengerät der Wetterstation hat von der Küche aus noch prima Empfang und ich stelle erfreut fest, dass in dem WIndmesser auch noch ein Temperatur- sowie ein Feuchtesensor verbaut ist. Cool  😀

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5. Powerwall Nr. 4 mit 3.840 Zellen und 25kWh

Die Powerwall in der Garage, die ich aus alten Laptopzellen gebaut habe, die eigentlich alle eine zu niedrige Kapazität haben (1.500 - 1.900mAh max) funktioniert sehr gut und ich kann das Elektroauto Aiways U5 von Anfang/Mitte März an bis Mitte / Ende Oktober komplett kostenlos laden.

Doch da Ramona mit ihrem Ford Kuga Diesel monatlich 300€ Spritkosten hat (vor Ukraine, gerechnet mit 1,60€ / Liter Diesel) wird im September rum der Kuga ebenfalls getauscht gegen ein Elektroauto, nämlich einen MG ZS EV.

Um dann zwei E-Autos zu laden wird der Speicher mit 12kWh nicht mehr ausreichen, weswegen ich auch diesen vergrößern werde. Und zwar durch ein 16s240p System.

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16s240p bedeutet:  16 Akkupacks und jedes besteht aus 240 Einzelzellen. Zum Bau benötige ich erstmal richtig viel Platz. Die Garage ist zu klein und ich muss in den Keller ausweichen

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alleine das Bestücken der Zellhalter mit den knapp 4.000 Zellen dauert drei Tage

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da ich die besten Zellen bereits "abgeschöpft" habe für die Powerwall für Heidi kommen hier Zellen zum Einsatz mit 3.000mAh und kleiner

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wie bei der bestehenden Powerwall auch möchte ich außenrum rote Zellen verwenden. Da ich aber noch einige grüne LG MJ1 Zellen habe will ich versuchen, damit ein Muster in die Front zu basteln. Hier mein Plan (jede Spalte ist ein 240er Akkupack, jede Zelle ist eine Akkuzelle)

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das gibt einiges an Kopfzerbrechen - hoffentlich passt das zum Schluss

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die roten Zellen füraußenrum habe ich beim Sortieren bereits separat gelagert. Das sind alles Sanyo Zellen, verschiedene Modelle

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fertig

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die vier Zellen, die unten jeweils fehlen werden sehr stark belastet werden, denn die Akkupackswerden senkrecht an die Wand montiert und das komplette Gewicht des Packs (rund 12 kg) lastet dann auf diesen vier Zellen. Deswegen werde ich dort vier tote, leere Zellen benutzen und diese auch nicht anschließen / verkabeln

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das ist dann die Rückseite, die direkt an der Wand ist

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als tote Zellen nehme ich ein paar Sony, die im Bereich 1.500mAh liegen also eh nicht mehr wirklich brauchbar sind - und entlade sie zuerst per Widerstand, lasse sie zwei bis drei Tage so liegen und...

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...schließe sie dann nochmal für ein paar Tage kurz. Danach sind die Zellen komplett leer

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so sieht die Geschichte dann aus

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die vier grünen, toten Zellen und daneben eine Lücke für die Halterung

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oben ist auch eine Lücke für die Arretierung, damit die Packs später stabil an der Wand befestigt werden können

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das sieht nach viel Lötarbeit aus...

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hält sich tatsächlich aber in Grenzen. Für das Vorlöten benötige ich 2 Sekunden pro Lötung, das sind dann 10 Minuten für ein Akkupack

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wobei aufgrund der schieren Menge und der leicht gebückten Haltung beim Arbeiten packe ich nicht mehr wie zwei Akkupacks hintereinander, danach schwindet die Lust.

Was aber OK ist denn mittlerweile ist es April und das Wetter draussen super, d.h. morgens kann man dann mal, wenn es draussen noch kühl ist, ab und an einen oder zwei Packs löten, und danach geht es eh raus in den Garten

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der Verbrauch an Lötdraht ist auch beachtlich. Mit 1kg Lötdraht kann ich etwa 2.500 Zellen verarbeiten, d.h. für diese Powerwall benötige ich zwei Kilo Lötdraht.

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Blöd:  die Preise für Lötdraht sind auch gerade explodiert. Bisher habe ich mir so eine Rolle immer für 25€ gekauft, aktuell findet man da nichts unter 60€  😐

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es wird, so nach und nach. Aber dieses Projekt wird sich aufgrund der Größe wohl auch noch einige Wochen mehr ziehen

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