Leitfaden Akkus & PV von A-Z

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Hier dreht sich alles um Lithium-Ionen (LiIon) Akkus und unser Powerwall Projekt, bei dem wir einen Solar-Akku für die Photovoltaikanlage selbst bauen.

18650 LiIon Lithium Akku Batterie Ladegerät charger Liito kala lii 500 engineer akkuzelle

 

Mittlerweile (Stand 2021) haben wir 75 KWh an effektiv nutzbarer Speicherkapazität aus insgesamt 10.800 recycelten Akkuzellen, die wir rein aus gebrauchten und defekten Laptop- & eBikeakkus gewonnen haben.

 

Wie, das kannst Du hier mit verfolgen.

Viel Spaß  😀

 


 1 Die Anfänge (Akkulautsprecher)

 

Angefangen hat alles, als ich zur Corona-Quarantäne einen mobilen Lautsprecher selbst gebaut habe, mit Bluetooth und Akku.

Bild von Bluetooth Akku Lautsprecher DIY

 

 

 

Dazu hatte ich mir im Internet ein paar LiIonen Akkus bestellt mit 5.800mAh, also einer ziemlich hohen Kapazität.

Bild von Bluetooth Lautsprecher 18650 LiIon batterie 5800mah skywolfaya 6s

Doch trotz 12 Stück dieser Akkus mit der hohen Leistung ging die Musik nach nicht einmal 10 Minuten auf moderater Lautstärke aus.

Da wurde mir klar:  das kann nicht stimmen, was da auf den Akkus aufgedruckt ist, die Angaben kommen nicht hin.

 

Also habe ich damit angefangen, im Internet zu recherchieren und schnell zwei Dinge festgestellt:

  1. die Herstellerangaben von Billig-Akkus aus China sind maßlos übertrieben. Aus diesem Grund habe ich dann einige Wochen später auch einen großen Chinaakku-Test durchgeführt und veröffentlicht, Du findest ihn hier im Menü unter 9 China Akkutest
  2. man kann mit LiIonen Akkus noch viel mehr tolle Sachen machen, also nur Akkulautsprecher und funkferngesteuerte RC-Modelle betreiben.

 

 


 2 Idee + Plan

 

Die Idee

LiIonen Akkus werden in den unterschiedlichsten Anwendungen zu 99% im sog. "18650" Format produziert.

18650 LiIon Lithium akkuzelle battery akku batterie

Dabei steht die 18650 für 18mm Durchmesser und 65mm Länge.

Diese Form der LiIonen Akkus erlaubt eine sehr hohe Energiedichte, d.h. auf den Platz gesehen enthält dieser Akkutyp sehr viel Strom.

Aus diesem Grund sind diese Akkus auch quasi überall verbaut.

Zudem können LiIonen Akkus auch dazu benutzt werden, um mit einer Photovoltaik Anlage überschüssigen Strom tagsüber zu speichern, um ihn dann nachts, wenn die Sonne nicht mehr scheint, zu benutzen um im Haushalt Strom, Fernseher und sogar Herd / Backofen etc. zu betreiben.

Solche Systeme heißen "Solarbatterie" oder "Pufferspeicher" und kosten als fertige Kauflösung je nach Größe und Hersteller um 10.000€

Aktuell (2020) kostet 1 KWh Solarspeicher etwa 1.000€

 

 

Die Idee:  wir bauen soetwas selbst, und zwar viel preiswerter.



So in etwa wird das dann aussehen:

ntgrhi2

 

Der Plan

Einen Solarakku (= im Englischen oft Powerall) selbst bauen aus gebrauchten Akkus, und zwar aus ausgedienten oder defekten eBikeakkus und Laptopakkus.

In beiden Akkuvarianten stecken schlussendlich zu 99% diese runden 18650 Li-Ionen Akkuzellen drin. Und eBikeakkus sowie Laptopakkus sind weit verbreitet, da sollte man doch rankommen können.

Ziel:  unseren Haushaltsstrom zu puffern. Wenigstens die Grundlast in Höhe von rund 250W permanent (TV, Kühlschrank, Standbyverbräuche etc.) sollten so abgepuffert werden.

Also ein Wochenende "geopfert" und per Google eine Liste erstellt mit allen Fahrradläden im Saarland, sowie solche die einen Onlineshop betreiben (bundesweit) und per Mail angeschrieben.

Ebenso Baumärkte, Verleihservices von eBikes und Akku-Repairservices.

Zum Schluss hatte ich etwa 80 Mails versendet mit einer Beschreibung, was ich vor haben und der Anfrage, ob man defekte Akkus bekommen könnte.

Die Resonanz war bescheiden. Etwa die Hälfte hat sich garnicht gemeldet, viele mit einer Absage samt Verweis auf die Batterieverordnungsvorschriften.

Ein Fahrradfritze hat sich darüber lustig gemacht, dass ich als Sozialarbeiter "Eh keine Ahnung von garnichts habe" (um mal vorweg zu greifen:  zwar habe ich keine Ausbildung, um Fahrräder verkaufen zu können, aber immerhin mittlerweile erfolgreich einen selbst gebauten Batteriespeicher am Laufen, der das komplette Haus versorgt und mit dem auch das E-Auto zu 100% aus eigenem Solarstrom geladen werden kann).

5 Läden haben sich positiv zurück gemeldet, komplett verstreut über Deutschland. Zwei Wochen und rund 4.500 gefahrene KM später...

Bild von

 

...hatte ich nun rund 120 eBike-Akkus zusammen.

Bild von

 

 

und auch viele einzelne Akkupacks bereits ausgebaut aus eBike-Akkus

Bild von

 

Details siehe hier -> KW18 - Solarakku - 18650 Zellen sammeln2

 

Damit lässt sich arbeiten.

Welchen Wechselrichter, wieviel  PV-Leistung und wieviel Volt der Akku haben sollte ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht geplant.

Erstmal schauen, was man bekommt und dann überlegen, was man damit anfangen kann.

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst mit Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau am besten mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 


3 Akku-Arbeitsplatz

 

Um die vielen Laptop- und eBike Akkus zu zerlegen, die einzelnen Zellen zu testen und zu sortieren benötigt man Platz und Werkzeug. Zu Anfangs hatte ich das alles noch im Wohnzimmer gemacht aber dann schnell gemerkt - das wird so nichts, zu viel Unordnung, zu wenig Platz. Also musste ein neuer Ort her.

 

Als Winterprojekt hatte ich ein paar Monate zuvor eine Werkstatt in der Garage eingerichtet, das kommt mir jetzt gerade recht. Akku Arbeitsplatz 01

 

ganz rechts ist die Ladestation. Aktuell nutze ich 6x LiitoKala Lii500 Engineer für Kapazitätstests, 2x XTAR VC8 zum Vorladen und zum Reaktivieren tiefentladener Zellen, 1x XTAR VC4 -> damit hat usprünglich alles angefangen. Das ist ein wachsendes Provisorium, das mir so noch gar nicht gefällt, hier bin ich schon am Planen, wie ich das besser und ordentlicher machen kann, und ohne dieses Kabelchaos. Ich hasse das

Akku Arbeitsplatz 02

 

in der Mitte die bisher gesammelten Schätze  Da ich später die Excelliste mit Repackr von Wolf nutzen möchte sammele ich gerade sortiert nach Zelltypen, das macht das Eintragen später einfacher. Auf dem Schreibblock halte ich die Zellendaten fest und auch "Geistesblitze" zwischendurch, seitlich sieht man noch ein Nitecore i2, mein allererstes LiIo Ladegerät. Ich find's eigentlich kacke, da man keinerlei Anzeigen hat außer (kryptische) Blinkcodes, behalte es aber trotzdem, da es eine ordentlichen Boost-Modus für 0V Zellen hat, wo die XTAR nur noch "Error" anzeigen und die Liito Kala sowieso rein garnichts mehr machen Akku Arbeitsplatz 03

 

Generell hasse ich Ikea wie die Pest weil ich nie finde, was ich eigentlich brauche und aus Frust dann Zeugs kaufe, was ich nicht brauche damit die Fahrt nicht ganz umsonst waren. Aber diese Plasteboxen (Samla) sind super, hab damit mein komplettes Bastel- und Verbrauchszeugs sortiert, beschriftet und immer griffbereit.

Bild von Ikea Samla

 

Kosten auch fast nix

Akku Arbeitsplatz 04

 

 

das Eck zum Zerlegen der Akkupacks. Zum Fotografieren blöd wegen Gegenlicht, zum Arbeiten aber gut da man trotz drinnen arbeiten dann doch wenigstens ein bissel Sonne abbekommt. Sieht man nicht aber ist rechts ums Eck: Bluetooth-Lautsprecherchen für Musik vom Handy Akku Arbeitsplatz 05

 

Mülltrennung

Akku Arbeitsplatz 06

 

ganz links: Lötkram (Tipp: "Fluitin" ist echt topp zum Akku löten) und Sammelbox für BMSe, vielleicht bekommt man da noch den einen oder anderen Taler für. Akku Arbeitsplatz 07

 

und zum Schluß: Lager für Akkupacks, die noch zu zerlegen sind. Die beiden alten ATX PC-Netzteile werden demnächst helfen, Ordnung in das Kabelchaos der Ladegeräte zu bringen

Akku Arbeitsplatz 08

 

 

 

mal alles am Stück: die gesamte Werkbank hat übrigens 4,70m und ist komplett selbst gebaut, kleiner Baubericht gibt es hier -> Teil 1 Teil 2 Teil 3 Teil 4 Teil 5 Akku Arbeitsplatz 09

 

achja, hier habe ich mal damit angefangen, ein paar Zellen, die ich für Bastelzwecke oder Freunde aufheben möchte, in die Schubladen einzulagern. Weiß noch nicht genau, ob ich das so lassen werde, aber da hab ich jedenfalls noch viel Platz

Akku Arbeitsplatz 10

 

Update zur Ladestation:

Mittlerweile haben sich die Ladegeräte vermehrt und der Kabelsalat verringert ->  7 ATX Computer Netzteil umbauen für Ladegeräte

18650 Akku Ladestation ladegeräte Powerwall

 

 


4 eBike Akku Komponenten

eBike Akkus sind in der Regel ähnlich aufgebaut.

Obwohl sie äußerlich verschiedene Formen, Formate, Leistungsangaben und Gewicht haben bestehen sie in der Regel im Innern aus denselben, einzelnen Komponenten.

 

1.) Akkuzellen: 

In etwa 99% aller eBike Akkus werden intern LiIon Zellen im standardmäßigen 18650 Format verwendet (=18mm Durchmesser, 65mm Länge). Ganz selten findet man die etwas größeren 26650 (=26mm Durchmesser, 65mm Länge).

Hier:  Bosch Powerpack 500 Rahmenakku bestehend aus 40 Stück 18650 Zellen

Bosch Powerpack Rahmenakku2

 

Ebenso selten werden Flachakkus oder LiPo Akkus verwendet.

Flachakku

 

2.) BMS

Das Battery Management System ist bei allen LiIonen AKkupacks (nicht nur bei eBikes, auch in anderen Anwendungen) neben den Zellen selbst die wichtigste Komponente. Speziell bei eBikeakku ist das BMS zudem häufig der Grund für einen Akkudefekt. Hier:  Bosch Powerpack mit BMS-Platine

Bosch Powerpack Rahmenakku1

 

 

 

 

Das BMS bei eBikes besteht in der Regel aus drei Komponentenund hat vier unterschiedliche Aufgaben

    1. Ladecontroller / Laderegler:  wenn dies nicht bereits das externe Netzteil regelt dann übernimmt das BMS die Aufgabe, die LiIonen Zellen korrekt zu laden. Dazu müssen unterschiedliche Ladecharekteristika eingehalten werden. Zum Beginn der Akkuladung wird im Modus CCC (= "constant curring" = konstante Stromstärke) geladen. Dabei steigt die Zellspannung kontinuierlich, die zugeführte Ampèrezahl jedoch wird limitiert auf einen gleichbleibenden Wert. Nähert sich die Zellspannung dann der Ladeschlussspannung schaltet der Laderegler um auf den Modus CVC (= "constant voltage charging" = konstante Spannung). Hier wird die Spannung bei 4,1 oder 4,2V fest beibehalten, während die Stromstärke kontinuierlich reduziert wird.CCC CVCBildquelle:  BU-409: Charging Lithium-ion @ batteryuniversity.com
    2. Über- / Unterspannungsschutz:  Während der Benutzung sinkt bei Li Ionen Akkus deren Spannung, von idR 4,2V (= Ladeschlussspannung) über 3,7V (Arbeitsspannung, in diesem Bereich kann die Zelle die meiste Energie abgeben) bis hinunter zu 2,8V. Bei 2,8V muss das BMS nun die Last trennen, also den Motor und andere angeschlossene Verbraucher abschalten, damit der AKku nicht noch weiter entladen wird. Der Akku ist dann quasi leer. Richtig leer ist er bei 2,8V eigentlich noch lange nicht, aber sinkt die Spannung unter 2,5V nimmt die Zelle irreparable Schäden, man spricht man von einer Tiefenentladung. Im besten Fall verliert die Zelle nur an Kapazität, im schlechtesten Fall, bei längerer Lagerungsdauer im tiefentladenen Bereich, kann es zu einem internen Kurzschluss kommen und dann zu einem Akkubrand, hierzu im nächsten Abschnitt mehr. Li Ionen Akkus dürfen auch nicht überladen werden, d.h. wenn sie voll aufgeladen sind muss der Ladestrom unterbrochen werden. Andernfalls erhitzt sich die Akkuzelle, bis es im schlimmsten Fall zu einem Entzünden kommt. Das fatale im Fall von eBike-Akkus ist nun, dass selbst wenn zunächst nur eine Zelle überhitzt und entflammt, diese die benachbarten Zellen innerhalb wenigen Sekunden so stark erhitzt, dass diese sich ebenfalls entzünden. Es gibt eine Kettenreaktion, die nur noch sehr schwer zu kontrollieren ist, da sich Li-Ionen Brände kaum löschen lassen. Traditionelles Löschen mit Pulver oder CO2 bleibt wirkungslos, da beim Verbrennen von Lithium Sauerstoff freigesetzt wird und sich so der Brand quasi selbst am Leben hält und schürt. Ein Löschen mit Wasser ist bei Strom (Elektrobränden) generell nicht zulässig und im Falle eines Lithium Brandes sogar besonders gefährlich da hier Temperaturen von über 1.000°C erreicht werden und Wasser bei solch hohen Temperaturen in seine atomaren Bestandteile = Wasserstoff aufgespalten wird und verpuffen / explodieren -> s. auch Feuergefahr bei Lithium-Ionen-Akkus. Was tun bei Batteriebrand? @ elektroniknet.de

 

Brennende Akkus @ Institut für Schadenverhütung. Beitragsteil zu eBikes ab 1Min45

 

    1. Überhitzschutz:  Nicht alle aber die meisten eBike Akkupacks haben einen oder mehrere Temperatursensoren innerhalb der vielen Akkuzellen sitzen. Erhitzt sich das AKkupack nun unzulässig, aufgrund von Überladung, Überbeanspruchung oder eines Defektes, dann schaltet das BMS die Last ab, sodass sich der Akku wieder abkühlen kann
    2. Balancer:  Bei eBike Akkus werden immer mehrere LiIonen Zellen seriell, also hintereinander = in Reihe geschaltet. Das dient dazu, die Spannung zu erhöhen. Ein Standardwert bei eBike Akkupacks ist 36V. Das wird dadurch erreicht, dass zehn 18650 Zellen in Reihe geschaltet werden. 10x 3,6V = 36V. Nun unterliegen LiIonen Zellen immer gewissen Fertigungstoleranzen ab Werk, werden also bereits mit leicht abweichenden Werten ausgeliefert. Zudem nutzen sie sich im Gebrauch auch leicht unterschiedlich ab. Nun kann es also vorkommen, dass beim Fahren neun von zehn Zellen in diesem 10er Verbund noch bei gut funktionierenden 3,2V liegen, aber eine Zelle jedoch schon nur noch 2,9V hat und sich damit der unteren Spannungsgrenze nähert. Um einen Defekt zu verhindern muss das BMS also bald den kompletten Akku abschalten, obwohl der Großteil noch genug Restladung hat. Die Balancing Funktion sorgt nun dafür, dass Ladung von den volleren Akkus hin zu den schwächeren wandert, damit keine Spannungsdifferenzen entstehen. Tatsächlich geschieht dieses Ausballancieren permanent und zwar bereits ab dem Start und nicht erst, wie hier im Beispiel beschrieben, wenn es schon "fast zu spät" ist.

 

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 


5 eBike Akkus zerlegen

 

Ich selbst habe im ersten Halbjahr 2020 über 120 eBike Akkuspacks zerlegt, mit dabei viele verschiedene Modelle von unterschiedlichen Herstellern.

Bild von eBike Akkupacks Pedelec Akku Bosch Powerpack Powertube Gepäckträger Akku Gazelle Ansmann

 

Dabei sind die meisten Akkupacks ähnlich aufgebaut, bei einigen jedoch hat jedes Akkupack seinen eigenen Kniff oder Trick, um es auf zu bekommen.

Ich möchte hier ein paar Akkupacks kurz vorstellen, um das Öffnen zu erleichtern, oder einfach nur damit man mal sehen kann, wie sowas von Innen aussieht.

 

Hinweis:

Bitte sei vorsichtig und konzentriert beim Öffnen von Akkupacks, egal ob nun von einem eBike, Laptop oder Spielzeug.

Li-Ionen Zellen haben eine enorme Energiemenge gespeichert und können bei falscher handhabung, Kurzschluss oder Beschädigung anfangen zu brennen.

Daher lies Dir bitte aufmerksam durch, was hier steht und geh nicht einfach so mit dem Hammer auf ein Akkupack los!

 

1. Werkzeug

Wenn Du einen eBike-Akku nur zerlegen möchtest, um an die Akkuzellen heran zu kommen (so wie ich) um sie für ein Solarprojekt oder für andere Spielereien wie Akkulautsprecher, Modellbau, eScooter etc. zu benutzen, brauchst Du kein Spezialwerkzeug und alles, was Du benötigst ist hier auf dem Foto zu sehen, für egal welchen Akkupack egal welchen Herstellers

Bild von Werkzeug

 

 

 

die drei wichtigsten Tools:  abgewinkelte Spitzzange (= Telefonzange) mit 180 oder 200mm, Seitenschneider, robuster Flachschraubenzieher zum Hebeln

phoca thumb l 18615 Laptop eBike Akkupacks zerlegen Werkzeug Messgeraete 03

 

guter Flachschraubenzieher der vorn auch wirklich richtig flach ist, mittelgroßer Kreuzschlitzschraubendreher (idealerweise PH1), Torx TH15 als Schraubenzieher, notfalls auch als Bit oder Inbus

Bild von

 

dünne Handschuhe (Montagehandschuhe, KFZ-Handschuhe) sind spätestens beim Entfernen der Nickelstreifen sinnvoll, Hammer sollte mittelgroß sein, etwas um 250 Gramm rum oder mehr

 

Dringende Empfehlung:

manchmal kommt es vor, dass man einen Kurzschluss fabriziert, der nicht mehr rückgängig zu machen ist.

Wenn das Ganze dann noch im Zellverbund mit 40 oder 50 weiteren Zellen passiert führt dies schnell zu einer Kettenreasktion (Thermal Runaway) und ist kaum mehr zu kontrollieren. Die Folge ist ein Brand mit über 1.000°C

Daher die dringende Empfehlung:

Bevor Du damit anfängst, ein Akkupack zu zerlegen besorg Dir zwei Eimer oder einen Eimer und eine Kiste und etwas Sand und bau eine "Löschgrube"

  1. Kiste mit drei Handbreit Sand auf dem Boden
  2. daneben ein gut gefüllter Eimer Sand
  3. kokelnde / brennende Akkuzelle in die Kiste werfen, Eimer darüber auskippen

Der Sand wird der Akkuzelle die Wärmeenergie entziehen und diese soweit abkühlen, dass sie sich gar nicht erst entzündet.

Das habe ich schon mehrfach "ausprobiert", mit einzelnen Zellen, mit einem teilzerlegten Akkupack - das hat bisher immer sehr gut funktioniert und es ist nichts weiter passiert.

Nach einigen Stunden kann man die defekte Akkuzelle wieder entnehmen, wenn sie abgekühlt ist. Sie ist dann leer und es kann nichts mehr passieren.

Bild von

 

Mülltrennung:  Behälter für Elektronik-reste wie Kabel, BMS, Sensoren etc.

Bild von

 

und Behälter Kunststoff / Klebereste / Gehäuseteile / Zellhalter / Restmüll

Bild von

 

 

 

2. Akkulagerung / Sortierhilfe

Ich kann es nicht oft genug erwähnen:  LiIonen Zellen sind kein Spielzeug und haben sehr viel Energie in sich. Umso gefährlicher, wenn viele Akkuzellen dicht zusammen kommen.

Beim Lagern sollte man darauf achten, diese nicht einfach lose in einen Karton oder Eimer zu werfen, wo schnell ein Kurzschluss entstehen kann, sondern am besten

  1. stabile Boxen / Kisten benutzen
  2. immer alle Akkus sauber stapelt sodass sie in eine Richtung zeigen
  3. mit Trennstreifen aus Karton o.ä. Plus und Minuspol voneinander trennt

Bild von

 

Auch wenn ich ansonsten von Ikea nicht überzeugt bin sind dessen"Samla" Plastikboxen ideal dazu geeignet, günstig und stapelbar

Bild von Ikea Samla Box 18650 Lithium LiIon Akku Batterie

 

Nun haben wir alles zusammen, jetzt kann es an das Zerlegen der eBike Akkus gehen, wobei ich hier ausführlich nur auf den recht gängigen Bosch Powerpack 400 / 500 Rahmenakku, exemplarisch eingehen möchte.

Alle anderen eBike Akkupacks (Gazelle, Ansmann, BionX, verschiedene noname, Bosch Classic, Gepäckträgerakku & Powertube), bei denen ich das Zerlegen dokumentiert...

eBike Akkus zerlegen Übersicht Gazelle Ansmann Bosch Bionx noname

...habe findet Du mitsamt einer anschaulichen bebilderten Schritt-für-Schritt Anleitung hier -> eBike Akkus zerlegen

 

 

 

Bosch Powerpack 400 / 500 Rahmenakku

Dauer:  15 - 30 Minuten

benötigtes Werkzeug:  Torx TX15, Flachschraubendreher klein + groß, Hammer, Telefonzange (abgewinkelte Spitzzange), Seitenschneider

Schwierigkeitsgrad:  sehr einfach (so ziemlich der einfachste Akku zum Zerlegen)

Bild von Bosch Powerpack Rahmenakku 500

 

auf der Unterseite sind 4 bzw. 6 Torxschrauben, je nach Produktionsjahr und -Ort. Eine davon ist idR mit Gummi versiegelt, das kannst Du einfach mit etwas Spitzem rauspopeln.

Das Metallblech oberhalb des Schraubenziehers auf diesem Bild brauchst Du nicht abschrauben

Bild von

 

der Rahmenakku wird intern mit vielen Klippsen zusammen gehalten, die man, einmal eingerastet, von außen nicht wieder öffnen kann. Es gibt Anleitungen im Netz, die beschreiben, wie man diese von außen anbohrt, aufdrückt und dann die Löcher anschließend wieder verschließt.

Mein Ansatz ist einfacher, hinterlässt aber kleine Spuren im Bereich des Griffes. Kleiner (flacher) Flachschraubenzieher mit Hilfe des Hammers seitlich am Griff in etwa auf halber Höhe einschlagen, wie auf dem Bild zu sehen.

Vorsicht:  auf keinen Fall an einer anderen Stelle des Akkus als im Griffbereich ansetzen, da man ansonsten zwangsläufig die Akkus im Innern trifft und einen Kurzschluss verursacht -  Brandgefahr

Bild von

 

dann den dicken Flachschraubenzieher zu Hilfe nehmen. Ein paar Mal vor und zurück biegen, bis jeweils ein lautes Knacken zu hören ist. Damit sind dann zwei Klippse auf gesprungen.

Bild von

 

Mit etwas Glück schafft man es auch, dass drei Klippse aufspringen, aber das klappt nicht immer.

Bei der nachfolgenden Aktion darf man nicht zimperlich sein. Braucht man auch nicht, die Bosch Gehäuse sind äußerst stabil, das Kunststoff bricht nur sehr schwer und man kann es gut verbiegen, ohne dass etwas passiert:

durch den Schlitz mit beiden Händen das Gehäuse packen und auseinander ziehen. Ggf. nochmal den dicken Schraubenzieher zu Hilfe nehmen. Dabei ruhig mit Nachdruck (etwas Gewalt) an das Gehäuse rangehen

Bild von

 

das kracht alles arg böse und hört sich schlimm an, aber in der Regel bleiben dabei alle Klippse unversehrt

Bild von

 

Dann das Akkupack wie einen Kuchen aus der Form herausstülpen, dabei mit der Kante ruhig mal auf den Tisch / die Werkbank klopfen.

Vorsicht:  wenn das Akkupack aus dem Gehäuse gerutscht ist dieses nicht direkt weg ziehen, denn da sind drei dünne Käbelchen, die man ansonsten einfach abreißt. Hier aufpassen und vorsichtig den kleinen Stecker am BMS abklippsen. Oder wenn man das BMS nicht braucht (so wie ich):  die drei Käbelchen mit dem Seitenschneider einfach abknippsen.

Da isser nun. 40 Topp-Zellen

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Die 400er Powerpacks haben idR Sanyo (selten), LG oder Samsung Zellen mit 2.850 oder 2.900mAh, die 500er Packs mit 3.500mAh je Zelle - das ist das Beste, was es derzeit gibt und das Maximum, was technisch machbar ist. Hier nochmal der Hinweis auf LiIonen Akkuzellen mit höheren Kapazitätsangaben als 3.500mAh:  das sind definitiv und zu 100% dreiste Fakes, siehe auch   -> China-Akku 18650 Test - 509.600 mAh in 62 Zellen

Das BMS ist mit nur einer Schraube befestigt, die beiden dicken Kabel (Plus / Minus) mit der Zange abschneiden, die dünnen Balancer-Käbelchen kann man einfach mit der Hand an den Akkuzellen abrupfen

Bild von

 

 

 

zum Entfernen der Nickelstreifen benötigt man am besten Handschuhe, die gebogene Spitzzange und den kleinen Schlitzschraubenzieher.

Um zunächst irgendwo mal einen Anfang hin zu bekommen kann man mit dessen Hilfe ein Stückchen Nickelstreifen hochklappen, sodass man es mit der Spitzzange schnappen kann.

Vorsicht:  bitte nur am Minuspol (das flache Ende am Akku) ansetzen und hebeln. Tut man das am Pluspol dann verletzt man beim Hebeln die Isolierung des äußeren Randes, was ein Minus ist, und man hat einen Kurzschluss. An diesem Punkt am besten den oben genannten Sandeimer parat haben.

Bild von Bosch eBike Akku Powerpack zerlegen

 

dann einfach mit der Spitzzange zupacken und beherzt dran ziehen. Der Nickelstreifen geht dabei kaputt, das lässt sich nicht vermeiden.

Vorsicht:  unbedingt darauf achten, mit der Zange nicht an einen benachbarten gegensätzlichen Pol zu kommen

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alles abgerupft sieht das dann so aus

Vorsicht:  die abgerissenen Nickelstückchen am besten gleich auf Seite auf ein Häufchen legen und nicht wild über die Werkbank verteilt rumfliegen lassen, denn idR ist man den Akkupack immer am hin und her schieben, am Anheben und Absetzen, während man daran arbeitet. Und da passiert es sehr schnell, dass man das Akkupack auf einem abgerupften Nickelstückchen absetzt und damit hat man dann unter Garantie einen Kurzschluss, der sich festbackt. Falls das passiert kann man nichts mehr machen und spätestens jetzt hat man dann hoffentlich einen Sandeimer vorbereitet

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man muss auf beiden Seiten des Akkupacks das Nickel entfernen, bevor es weiter geht. Dann die vier Schrauben im Zellhalter rausdrehen

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der Bosch-Zellhalter sitzt so fest, dass man die beiden Hälften von Hand nicht auseinander bekommt. Darum nacheinander die vier Stellen, wo die Schrauben drin waren, mit dem kleinen Flachschraubenzieher einen Spalt aufhebeln

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ggf. 2x rundherum an allen vier Stellen etwas aufhebeln bis der Spalt etwa so groß ist wie auf dem Bild hier.

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Dann sollte man die beiden Hälften ganz locker von Hand auseinander bekommen

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Tadaa - jetzt kann man die 40 Zellen gemütlich ernten

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Achja, falls jemand mal einen Bosch Powerpack Rahmenakku von Grund auf neu zusammenbauen möchte habe ich hier mal noch Detailbilder von den Nickelstreifen samt Balanceranschlüssen gemacht um rekonstruieren zu können, wie die einzelnen Zellen verschaltet sind.

PS:  alle Bosch Akkus (Classic, Powerpack Rahmenakku / Gepäckträgerakku, Powertube) sind 10s4p Systeme, d.h. 4 Akkuzellen parallel geschaltet und dann 10 dieser 4er Päckchen seriel = in Reihe, um auf effektiv 36V zu kommen.

Ausnahme:  der Powertube 625 ist ein 10s5p und hat somit 50 Zellen insgesamt, jeweils 5 zu parallelen Päckchen geschaltet und davon dann 10 seriell.

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6 Laptop Akkus zerlegen

Bild von Laptop AKkus 18650 zerlegen DIY öffnen

Anders als bei eBike-Akkus geht das Zerlegen von Laptop-Akkus sehr einfach.

Dort sind auch idR 18650 Zellen verbaut, egal beim welchem Hersteller, egal welches Modell.

Selten sind mal andere Zellen verbaut, hauptsächlich bei flachen Business-Notebooks.

 

Bei Youtube sieht man einige Varianten, wie man Laptopakkus mit Zange, Schraubstock, Drehen und Biegen auf bekommt.

Ich habe alle ausprobiert und mittlerweile sehe ich das ganz entspannt:  bei Laptopakkus braucht man nicht zimperlich sein, da passiert idR nichts

 

Nach dem Knacken der Gehäuse am besten gleich die Zellen "putzen", also von Nickelstreifen und Kleberesten befreien.

Ist das passiert, können die auch ruhig mal auf einem Haufen liegen. Dann aber dabei bleiben, bis alles fertig ist. Auch, wenn die Frau zum Abendessen ruft!

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für längere Lagerung aber bitte dann ordentlich in stabilen Boxen und mit (Papp-)Trenner zwischen den Polen, damit es zu keinem Kurzschluss kommen kann

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Achtung:

1. der Trick ist hier, genau die Ecke des Gehäuses hart aufzuschlagen. Genau in der Ecke ist kein AKku, der beschädigt werden kann. NIEMALS mit der langen Seite aufschlagen, dadurch beschädigt man mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit eine Zelle und es kommt zu einem Kurzschluss.

2. sicher ist sicher:  wie oben bei "Arbeitsplatz" beschrieben am besten immer einen Eimer Sand bereithalten, falls doch mal etwas passiert. Ich selbst haber mittlerweile rund 1.500 Laptopakkus auf diese Weise geknackt und zerlegt - ohne Kurzschluss

 

 

 

 

Laptop vs eBike Akkus

Da ich mittlerweile nun auch einige Akkupacks zerlegt und sortiert habe hier mal meine Erfahrung soweit:

eBike-Akkupacks

- zerlegt: rund 120 Akkupacks - Zellen vorsortiert: ~5.000 - Zellen auf Spannung getestet: ~3.000 - Zellkapazität getestet: ~1.000 - mech. Beschädigungen (Zellen verknickt, Rost, undicht): 100 Zellen. Um genau zu sein hatte ich bisher zwei Akkupacks (selber Hersteller) mit Wassereintritt und verrosteten Polen = 2% (von 5.000)

- tote Zellen (0,0V / interner Kurzschluss): 100 Stück = 3,3% (von 3.000)

- Zellkapazität rated: einige uralt-Akkupacks haben noch 2.200er Zellen verbaut, aber die habe ich alle bei eBay wieder verkauft. Der Großteil der Akkupacks hat 2.500mAh aufwärts verbaut, die guten haben zwischen 2.900 und 3.500mAh Zellen. Über die Hälfte meiner gesammelten Zellen sind Zellen mit 2.850 und 2.900mAh rated

- Zellkapazität tested: ca. 90% der getesteten Zellen liegen bei um 90% Rest-Kapazität. 5% sind richtig ausgelutscht (mehr als 25% Kapazitätsverluist = unbrauchbar), etwa 5% liegen um die 100% Restkapazität. Teilweise liegen auch noch welche über den Herstellerangaben wie hier die Panasonic NCR18650PF mit 2.900mAh rated

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- Dauer zum Zerlegen: am Anfang habe ich bis zu 1 Stunde gebraucht, um ein Pack mit 40 - 50 Zellen zu zerlegen. Mittlerweile brauche ich selten länger als 15 Minuten hier ein langweiliges Video ohne Zeitraffer, einfach um mal den Zeitaufwand zu sehen. Wobei das hier eigentlich ein eher schlechtes Beispiel ist, denn dieses Akkupack ist richtig nervig blöd zum Zerlegen gewesen, die Nickelstreifen liesen sich richtig schlecht ablösen https://www.youtube.com/watch?v=TvI07ABUFpU

Laptop Akkus:

nachdem ich nun fast alle eBike-Akkus durch habe habe ich mich auch mal an Laptop-Akkus versucht. Immer, wenn ich am Wertstoffhof war (jedes Mal ein anderer in meiner Nähe), um Reste zerlegter AKkus zu entsorgen habe ich gleich nach Laptop-Akkus gefragt und konnte so rund 500 davon abstauben. - zerlegt: rund 200 Akkus - Zellen vorsortiert: ~1.500 - Zellen auf Spannung getestet: ~1.500 - Zellkapazität getestet: ~1.500

Bild von

 

- mech. Beschädigungen (Zellen verknickt, Rost, undicht): 50 Zellen. = 3,3% (von 1.500)

- tote Zellen (0,0V / interner Kurzschluss): 150 Stück = 10% (von 1.500)

18650 LiIon Batterie akku zelle 100er karton schachtel laptopakku

 

- Zellkapazität rated: 80% etwa liegen bei um 2.200mAh, der Rest darüber, keiner über 2.900mAh

- Zellkapazität tested: > 2.500mAh: 10% / 2.100 -2.500mAh = 21,2% / 2.000 - 2.100mAh = 7,5% / 1.500 - 2.000mAh = 23% / <1.500mAh = 25% / mech. besch. & tot: 13,3%

18650 Lithium akkuzelle battery sortiert diy laptop powerwall

 

18650 Lithium akkuzelle battery sortiert diy laptop powerwall

 

 

mit Smartmeter von Discovergy: jederzeit Verbrauch und Solar-Einspeisung im Blick; sogar auf der Webseite (links oben)

 

18650 Lithium akkuzelle battery sortiert diy laptop powerwall

 

 

 

 

- Dauer zum Zerlegen: auch ohne Übung geht das recht schnell, im Schnitt etwa 1 Minute / Akku = im Schnitt 120 Zellen in 15 Minuten https://www.youtube.com/watch?v=MQ4rVUrbDSY Aufwand im Vergleich:

- Beschaffung: ist bei Laptop Akkus stressfreier. Wertstoffhöfe geben defekte Akkus bereitwilliger heraus als Fahrradhändler die eBike-Akkupacks.

Allerdings: idR bekommt man beim Wertstoffhof im Vergleich nur kleine Mengen. 30 Akkus = 240 Zellen sind Durchschnitt.

Bei Fahrradhändlern, die defekte Akkupacks gesammelt haben bekommt man öfters mal 10 - 20 Akkupacks auf einen Schlag = 500 - 1.000 Zellen

- Zerlegen: bei eBike-Akkus hat jeder Akku sein eigenes System und man braucht ein bisschen Eingewöhnungszeit und Übung, um an die Zellen ran zu kommen. Dazu kommt, dass die Nickelstreifen richtig doll geschweißt wurden, viel fester als bei Laptopakkus.

Das Entfernen braucht mehr Zeit und wenn man nicht aufpasst reißt man Löcher in die Zellböden (gerade bei Panasonic Zellen). Dadurch hat man auch gerne mal eine gewisse Hemmschwelle um mit dem Zerlegen an zu fangen wenn man einen neuen AKku hat, wo man noch nicht weiß, wie der auf geht und man aber weiß, dass man Minimum 50 Zellen zerlegen muss wenn man erstmal angefangen hat.

Bei Laptop-Akkus ann man auch zwischendurch mal eben ein, zwei Akkus aufknacken

- "Putzen": hat man bei eBike-Akkus die Zellen erstmal aus den Plastikhaltern befreit sind diese idR außenrum sauber und ohne Klebereste.

Bei meinen Laptop-Akkus sind über 50% der Zellen rundherum eingesaut mit verschiedenen Superklebern, Silikon, Klebepads etc.pp. Das ist richtig Aufwand, die zu säubern und nicht selten gehen dabei die Hüllen kaputt.

eBike-Akkus sind auch manchmal untereinander verklebt aber so selten, dass ich dazu übergegangen bin die verklebten Akkupacks bei eBay zu verkaufen, da mir der Aufwand zu hoch ist.

- Entsorgungsaufwand: bei Laptop-Akkus fällt durch die vielen Einzelverpackungen mehr Müll an als bei eBike-Akkupacks, zudem kamm man kaum etwas anderes als die Zellen wiederverwerten (privat).

Bei eBike-Akkus sind ab und an mal das BMS, die Plastik-Zellhalter oder das Gehäuse selbst noch brauchbar, oder so Kleinzeugs wie Schalter und Ladebuchse. Die Anzahal zu entsorgender Laptop-Zellen ist auch recht hoch.

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 


 

7 ATX Computer Netzteil umbauen für Ladegeräte

Wie unter 3 Akku-Arbeitsplatz bereits angekündigt ging mir dieses Kabel- und Netzteilechaos der Ladegeräte auf den Keks. ATX Netzteil Umbau fuer 18650 Ladegeraete 01

Mittlerweile habe ich ein altes PC-Netzteil umgebaut und betreibe damit insgesamt 15 Ladegeräte - ohne Probleme.

ATX Netzteil Umbau fuer 18650 Ladegeraete 02

 

Falls das jemand mal nachbauen möchte hier nun eine bebilderte Anleitung. Das ist ein normales ATX-Netzteil von Delta. Mit 300 Watt absolut nichts besonderes, für 1€ + 6€ Versand bei eBay erstanden. Andere Marken wie Enermax oder Seasonic sind auch zu empfehlen. BildWieso das alles? Nun, meine Akku-Ladegeräte benötigen 12V (die LiitoKala Lii500) und 5V (die XTar VC4 und XTar VC8). Das sind auch generell die gängigen zwei Spannungen von diversen anderen Kleingeräten mit Netzteil bzw. USB als Stromversorgung (USB hat 5V).

Und PC-Netzteile sind billig, für den Dauergebrauch konzipiert und liefern beide benötigten Spannungen. Zusätzlich auch noch 3,3V

Mein Netzteil ist ein Marken-Netzteil von Delta. Kein geläufiger Name sondern eher im OEM Markt anzutreffen, aber die sind spezialisiert auf den Bau von Spannungswandlern und Invertern aller Art, inkl. Server-Netzteile, Schweißgeräte, Photovoltaik-Wechselrichter und Industrieanwendungen.

D.h.: das Netzteil ist für den 24/7 Dauerbetrieb geeignet.

Wichtig: die Angaben zu 5V und 12V, zu finden auf dem Typenaufkleber.

 

 

Vorsicht bei noname und Pseudomarken wie LC-Power: die geben oft sehr hohe Systemleistungen an, wobei die einzelnen Stränge nie alle gleichzeitig voll belastet werden dürfen. So habe ich auch ein LC-Power mit 420 Watt, welches aber rund 1/3 niedrigere Ampèrezahlen auf der 5V und 12V Schiene leistet als das schwächere Delta mit nur 300W.

Bild

 

da ich den dicken Kabelbaum mit den vielen PC-Steckern so nicht verwenden kann muss ich die Stecker, so wie ich sie brauche neu anklemmen / anlöten.

Und um die überflüssligen Kabel los zu werden schneide ich sie nicht einfach außerhalb des Gehäuses ab, sondern im Innern. Dazu muss man das Gehäuse aufschrauben.

ACHTUNG LEBENSGEFAHR: war das Netzteil kurz vorher eingesteckt gewesen besteht Lebensgefahr durch einen elektrischen Schlag, weil die großen Pufferelkos noch eine ganze Weile Strom gespeichert haben.

Aber ich hatte das Netzteil mehrere Tage ohne Nutzung rumliegen, dann ist der Strom aus den Elkos verpufft Bild

 

zuerst den dicken ATX Mehrfachstecker ab, den brauche ich nicht

. Bild

 

 

 

das grüne Kabel ist wie ein zweiter Anschalter des Computer-Netzteiles. Wenn man am PC den Power-Knopf drückt dann schließt das Mainboard dieses grüne Kabel gegen Masse. Bedeutet: man muss entweder einen manuellen Schalter einbauen oder, so wie ich, permanent mit Masse (= beliebiges schwarzes Kabel) verbinden.

Dann geht das Netzteil an, sobald man den 230V Stecker einsteckt. Bild

 

hier mal die komplette Belegung / Farbkodierung des ATX Netzteilsteckers.

Bild

 

Ich habe alle Kabel so kurz es ging abgeschnitten (und die Enden abisoliert) mit Ausnahme von:

da ich später mein Netzteil flexibel um mehr oder weniger Anschlüsse für verschiedene Ladegeräte erweitern möchte benutze ich Lüsterklemmen an den orig. Kabeln des Computernetzteils

Bild

 

dann löte ich USB-Buchsen an einzelne Litzen mit je ca. 25cm Länge. Später fasse ich immer 4 Buchsen zusammen und verbinde sie mittels Lüsterklemme mit einem Netzteil-Kabel

Bild

 

da die von mir gekauften Buchsen nur für sehr dünne Koaxialkabel vorgesehen sind muss ich den Schaft etwas aufbohren, damit mein zweiadriges Kabel durch passt

Bild

 

Hinweis:  ich würde euch empfehlen, einen alten USB-Stecker mit ein wenig Kabel ab zu schneiden und zum Testen der neu angelöteten Buchsen zu verwenden.

Es empfiehlt sich eher nicht, direkt mit den Messspitzen des Multimeters in die USB-Buchse zu stechen, da ist so wenig Platz, dass ein Kurzschluss vorprogrammiert ist. Deswegen das abgeschnittene USB Kabel, da kann man bequem an den Litzen messen.

Ich hatte beim Löten 1x aus Versehen die Polung vertauscht, und bei einer Buchse ist ab Wert die Polung verkehrt, da hat offensichtlich beim Zusammenbau jemand gepfuscht. Ohne Testen wäre mir das nicht aufgefallen und vermutlich hätte ich dadurch gleich zwei teure Ladegeräte geschrottet Bild

 

dann die 2,5mm Stecker an 12V für die LiitoKala Lii500 Ladegeräte

Bild

 

gibt es abgewinkelt und gerade

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fertig sieht das bei mir nun so aus

Bild

 

Bild

 

 

ganz links das kleine 2er Nitecore i2 läuft eigenständig über 230V, ansonsten werden alle 15 Ladegeräte = 74 Ladeslots nun von einem einzigen Netzteil versorgt.

Ohne Probleme.

An warmen Tagen und wenn alle Slots frisch bestückt wurden und gleichzeitig laden schaltet der Lüfter des Netzteiles auf die zweite Geschwindigkeitsstufe und es kommt lauwarme Luft raus, wobei die Temperatur unter 30°C bleibt.

Bild von Akku Ladestation 18650 Charger

 

Fazit: Der Aufwand des Umbaus und die Geldinvestition haben sich (für mich) sehr gelohnt. Keine 15 Netzteile mehr, keine überhitzten China-USB-Ladegeräte mehr und ein weitaus sichereres Gefühl, da das ATX-Netzteil diverse Schutzschaltungen hat und Dauerbetrieb- und llastfest ist.

 

 

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8 neue Hülle für 18650

 

Gerade beim Zerlegen von Laptop-Akkus kommt es unweigerlich vor, dass die Hülle bzw. der Mantel der 18650 Akkuzellen beschädigt oder komplett zerfleddert wird,

aber auch bei eBike-Akkus, bei denen die Zellen mit Superkleber oder Silikon miteinander verklebt wurden.

18650 Solarakku neue Huelle 04

 

Das kann ganz schön gefährlich werden, denn an der Oberseite sind Pluspol (= der kleine runde Kontakt) und Minuspol (= alles andere an der Zelle, d.h. Boden, Seiten, oberer Rand) sehr dicht beieinander.

18650 Solarakku neue Huelle 06

 

Aus diesem Grund bietet es sich an, Akkuzellen mit defekter Hülle neu "ein zu kleiden".

Das geht recht einfach, denn die Hülle ist nichts weiter als ein Stück Schrumpfschlauch. Und die gibt es als 10, 50er oder 100er Packen bereits passend zugeschnitten extra für ebendiese 18650 Akkuzellen.

In vielen unterschiedlichen Farben und für etwa 2€ / 100 Stück, z.B. auf Aliexpress oder bei eBay -> 18650 Schrumpfschlauch

Dazu die passenden Kleberinge und als Halter, damit die Zellen nicht umkippen Minimagnete

 

 

 

Hier eine kleine Anleitung, wie man 18650 Zellen mit einer neuen Schrumpfschlauch-Hülle ausstattet.

Zuerst die alte Hülle vollständig ablösen. Den oberen Isolatorring aufheben, den brauchen wir noch.

Vorsicht beim lagern:  am besten die "nackten" Akkuszellen ordentlich in Reih und Glied legen, damit der Pluspol nirgends drankommen kann. Zudem Unterseite an Unterseite oder, noch besser, mit Papp-Trennstreifen zwischen zwei Reihen.

Pass da echt auf, ohne Schutzhüllen sind die Akkus sehr empfindlich!

18650 Solarakku neue Huelle 05

 

falls Du keine Isolatorringe mehr hast weil sie verloren oder kaputt sind musst Du zwingend neue kaufen. Am besten finde ich diese selbstklebenden. Gibt es ebenfalls auf Aliexpress oder eBay für etwa 1€ / 100 Stück. In der Suche dann "18650 Isolator" oder "18650 Isolation ring" eingeben. Tipp:  auf Aliexpress ist Akkuzubehör aller Art in der Regel günstiger als auf eBay oder Amazon.

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oben um den Pluspol herum aufkleben

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die selbstklebenden haben den Vorteil, dass sie sich später beim Schrumpfen des Schrumpfschlauches nicht mehr verschieben oder gar ganz weghüpfen können

18650 Solarakku neue Huelle 10

 

dann die Unterseite kontrollieren. Ich zumindest entferne die Nickelstreifen an der Unterseite in der Regel nur grob. Das ist normalerweise auch nicht schlimm, aber hier wird es gleich stören. Also soweit es irgendwie geht das Nickel abmachen. Was auch hilt, wenn man die letzten paar Krümel nicht ab bekommt:  die Akkuzelle (mit Gefühl) ein, zwei Mal auf eine glatte Unterfläche aufklopfen, sodass die Nickelreste zumindest schön glatt werden, da wir einen ebenen Akkuboden brauchen. Wieso, das wird im übernächsten Schritt erklärt.

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so vorbereitet nehmen wir eine neue Schrumpfschlauch-Hülle.

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Zwischen den Fingern reiben, bis sich die beiden Hälften voneinander lösen und auffalten. Es reicht, wenn eines der beiden Ende etwa so weit aufsteht, wie auf dem Bild

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Akku in die Hülle schieben. Welches Ende, ist egal

Bild von 18650 Zelle neuer Schrumpfschlauch Hülle Mantel Plastik

 

schieb sie soweit durch, bis die Hülle etwa bündig ist mit dem Akkuboden, lass die Hülle nicht darüber hinaus ragen, eher etwas weniger so wie auf dem Bild

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dann brauchst Du Unterlegscheiben (z.B. für 6mm oder 8mm Schrauben) als Abstandshalter, sowie eine hitzefeste Unterlage.

Idealerweise ein Schweißertisch oder eine Tischplatte aus Stein oder mit Fliesen, soetwas in der Art.

Eine robuste Werkbank geht zur Not auch, wenn man nur eine handvoll Zellen neu einschrumpfen will.

Nachtrag:  besser geht das anstatt mit U-Scheiben mit Mini-Magneten

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stell die Zelle auf eine Unterlegscheibe und schiebe dabei die Hülle ganz runter bis auf die Unterlage, sodass sie nun etwas übersteht

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wenn Du mehrere Zellen schrumpfen willst dann lasse etwa 5 - 10cm Abstand dazwischen

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zum Schrumpfen des Schrumpfschlauches benötigst Du eine Heißluftpistole oder "Air Gun" mit etwa 2.000 Watt. Kostet neu bei eBay rund 15€

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damit rundherum den Schrumpfschlauch aus etwa 20cm Entfernung kurz heiß machen. Und zwar so wie auf dem Bild: 

18650 Solarakku neue Huelle Air Gun Heissluft Gebläse Pistole

 

sollte dann so aussehen

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der kleine Rand, den wir durch die Unterlegscheibe überstehen liesen hat sich nun um den Boden herum gelegtund verhindert ein Verrutschen der Hülle.

Wenn die Nickelreste nicht sauber entfernt wurden fällt die Akkuzelle um, sobald man den unteren Rand erhitzt, und wirft dann ggf. alle benachbarten Zellen wie Dominosteine mit um, deswegen darauf achten, dass der Zellenboden glatt ist.

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das war's, jetzt ist die Zelle äußerlich wieder wie neu.

Tipp:  Schwarz als Hüllenfarbe gibt es auch und sieht zwar cool aus, aber es erschwert doch ungemein eine Beschriftung im Nachhinein, also ggf. lieber eine andere Farbe benutzen

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9 China-Akkutest

 

Wieso sich eigentlich die Mühe machen und gebrauchte Laptopakkus und eBike Akkupacks zu zerlegen, wenn es neue 18650 LiIon Akkus mit riesigen Kapazitäten um 9.900mAh für etwa 1€ pro Stück aus China gibt?

Bei Amazon, eBay und Aliexpress gibt es sie zuhauf und haben dann vielversprechende Namen wie Trustfire, Ultrafire, GTF, GTL, Skywolf, Dolidada, YCDC und wie sie alle heißen.

akkus

 

Nun, gegen diese Akkus aus China spricht ein einziger Hauptgrund:  aktuell (2020) technisch möglich sind keine Kapazitäten über 3.500mAh.

Das geht einfach nicht. Die großen Markenhersteller wie LG, Samsung, Sanyo/Panasonic, Sony stecken allesamt an der Grenze von 3.500mAh fest. Schon seit mehreren Jahren.

 

D.h.:  jeder Hersteller oder Verkäufer der behauptet, seine Zellen haben 9.900mAh versucht euch zu betrügen.

Nun könnte man meinen "OK, dann haben sie eben keine 9.900mAH aber selbst wenn es um die 3.000mAh sind ist es noch immer ein guter Preis."

Um der Sache auf den Grund zu gehen und da man im Internet kaum echte Infos über diese billigen 18650er Zellen aus China findet habe ich selbst 62 Chinaakkus (20 unterschiedliche Modelle von 10 Herstellern) bestellt und einen großen Test durchgeführt

großer China AKkutest Fake Cells billig günstig Kapazität Ultrafire GTL Dolidada Erfahrung

 

Hier geht es zum ausführlichen Test mitsamt Auswertung ->   China-Akku 18650 Test - 509.600 mAh in 62 Zellen

 

 


10 Werkzeuge & Messgeräte

Hier findest Du alle Werkeuge und Messgeräte die Du benötigst, um einen Speicherakku / Powerwall aus gebrauchten Laptop- und eBikeakkus zu bauen,

vom Zerlegen über das Prüfen der Zellen bis hin zum Bau der Akkupacks ist hier alles dabei.

Keine Panik:

Auf den ersten Blick sieht das sehr viel aus, aber ich habe hier wirklich versucht alles auf zu listen und je nachdem welche Arbeitsschritte Du machst brauchst Du vielleicht auch gar nicht alles.

 

1.) Werkzeug

-> Schraubenzieher etc. zum Zerlegen der Akkus s. eBike Akkus zerlegen

Bild von

 

-> Löschstation falls mal ein Akku durch geht s. eBike Akkus zerlegen

Bild von Lithium Feuer Brand löschen Sand Akku Batterie STromunfall

 

Löten: 

Du benötigst

 

 

Achtung!!

LiIonen Akkus löten ist nicht ganz einfach und nicht ganz ungefährlich. Deswegen:  bitte nicht einfach wild drauflos löten sondern diesen Abschnitt hier aufmerksam lesen.

Lithium Zellen sind hitzeempfindlich. Werden sie zu heiß, können sie anfangen zu brennen oder gar explodieren.

Dennoch kann man sie löten, wenn man weiß wie.

Die Devise lautet:  kurz und heiß

Das bedeutet:  der Lötprozess darf nur sehr kurz dauern, maximal 5 Sekunden. Hast Du bis dahin keine gescheite Verbindung dann weg vom Akku, abkühlen lassen, später nochmal probieren.

Besonders kritisch ist das Löten am Pluspol, da direkt darunter der dünne Isolatorring aus Kunststoff sitzt, der den Pluspol vom Gehäse der Zelle = Minus trennt. Wird der Pluspol durch zu langes löten zu heiß schmilzt dieser Isolierring und es entsteht ein Kurzschluss.

Damit das "kurz" klappt brauchst Du entsprechend viel Hitze / Power am Lötkolben. Ich erkläre Dir hier genau, wie und mit welchen Geräten das geht.

Von der Vorgehensweise löte ich die Akkupacks in drei Schritten zusammen.

1. Lötpunkt auf die Akkuzellen setzen, je einen auf den Plus und einen auf den Minuspol -> mit dem großen Lötkolben

2. Kupfer-Busbars auf das Akkupack legen und den Sicherungsdraht zunächst nur an den Akkuzellen anlöten -> kleiner Lötkolben / Lötstation

3. Sicherungsdraht an die Busbar anlöten -> großer Lötkolben

Bild von 18650 Powerwall Löten Lötpunkte Busbar Kupfer Leiter AKkupack Solarakku

 

 

Lötkolben groß:  zum Löten der dicken Kupferverbindungen (Busbars) und Kabelschuhe brauchst Du einen Lötkolben mit Power, da das Kupfer die Hitze sehr schnell ableitet und nicht richtig heiß wird, wenn der Lötkolben nicht stark genug ist.

Hier habe ich zunächst einen billigen 200W Lötkolben für um 22€ ausprobiert (gibt es auf Amazon / eBay unter zig Markennamen) aber die haben alle! eine sehr weiche Lötspitze aus Kupfer, die nach etwa 120 Lötpunkten weg geschmolzen ist.

Bild von Vidaxxl 200w 150w 180w 300w lötkolben lötspitze

Ersatzspitzen bekommt man faktisch nicht. Ich habe Ersatzlötspitzen bei 7 unterschiedlichen Händlern bestellt und nun 7 unterschiedliche Spitzen - von denen keine einzige passt.

Mittlerweile nutze ich einen Ersa 150S Lötkolben (erhältlich auf eBay und Amazon)). Der hat 150W und eine filigranere Dauerlötspitze, die sich nicht abnutzt.

Bild von Ersa 150S

Bild von

Damit lässt sich viel genauer und auch schneller arbeiten, und die Lötspitze verbraucht sich nicht. Weniger Lötzinn braucht man auch.

Um einen Lötpunkt zu setzen dauert das so maximal 2 Sekunden.

Später dann um den SIcherungsdraht an die dicke Kupferbusbar zu löten dauert bei den ersten zwei Lötungen etwas länger, bis das Kupfer mal erwärmt ist, dann aber dauert das auch nur 2 - 3 Sekunden bis das Lötzinn auf der Busbar verläuft. Hier wirklich auf das Verlaufen achten sonst habt ihr hinterher sog. kalte Lötstellen. DIe halten nicht gescheit und können sich wieder lösen

 

Kleiner Lötkolben:

Hier hatte ich zunächst einen 40W Lötkolben von Ersa genommen. Das geht auch. So halbwegs, ist aber nicht optimal.

Mittlerweile habe ich eine billige Lötstation von eBay. Da gibt's einige ähnliche Modelle um 30€

Meine hat 35W und geht bis 480°C man sieht sie weiter oben beim Bild vom Ersa 150S Lötkolben (erhältlich auf eBay und Amazon) im Hintergrund.

Um den Sicherungsdraht am Pluspol an zu löten stelle ich sie auf 370°C ein, für den Minuspol (= massiver = leitet mehr Hitze ab) auf 400°C.

So dauert der Lötprozess maximal 2 Sekunden.

 

 

Lötzinn bzw. Lötdraht:

Spare nicht am Lötdraht. Vergiss Opas Vorkriegs-Lötzinn aus der Kramkiste und besorg Dir gescheiten Lötdraht, dann hast Du unglaublich weniger Stress und Ärger, bis es hält (es kommt hier ja extrem auf eine kurze Lötzeit an - das muss einfach flutschen) und die Verbindung ist hinterher auch sauber / stabil.

Ich benutze ausschließlich Fluitin SN60

fluitin

Ist mit Blei und daher (seit diesem Jahr) in Deutschland nicht mehr frei verkäuflich. Aber das gibt halt einfach die besten Lötstellen - aber ich empfehle hier dringend einen Ventilator oder eine Lötabsaugung zu benutzen, s. weiter unten.

Das Fluitin gibt es auf eBay-Kleinanzeigen regelmäßig als 1KG Rolle für um 26€ zu finden. Das hat bei mir für 2.500 Zellen gereicht.

 

Lötabsaugung / Rauchabzug

Bild von Löten Rauchabzug

Gibt es so wie hier auf dem Bild mit Schlauch auf eBay oder Aliexpress

Da mit der breiten Öffnung viel Rauch daneben geht habe ich mir mit Karton + Panzertape eine "Schnute" gebastelt, die genau so breit ist wie meine AKkupacks und so fast 100% wegsaugt

Bild von

 

Eine vollständige Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Löten von18650 Zellen findet sich übrigens hier im Menü unter  ->20 Anleitung - Löten für Akkus

 

 

 

Weitere Werkzeuge:

Feinmechanik-Seitenschneider

Ideal, um Kabellitzen an eBike-Akkus und Laptopakkus durch zu knippsen und um den Sicherungsdraht passend abzuschneiden. Kostet um 4 - 5€ auf eBay oder auf Aliexpress

Feinmechanik Seitenschneider

 

Teppichmesser

Um Schrumpfschläuche von Akkupacks durch zu schneiden, Silikonreste, oder um dicke Batteriekabel ab zu isolieren.

Ist Geschmackssache, aber ich mag am liebsten die ganz einfachen mit fester Klinge, die sind am stabilsten

Teppichmesser

 

10er Ringschlüssel

Ich mache alle wichtigen Verschraubungen (Verbindung zwischen parallelen Akkupacks, BMS, Shunt etc.pp.) mit M6 Schrauben. Und passend dazu sind zwei gescheite 10er Schraubenschlüssel.

Bzw. nutze ich einen normalen Ring-Maulschlüssel und als zweites einen Ratschen-Ringschlüssel von Parkside

Ideal, wenn es mal eng zugeht oder so unzugänglich, dass man nicht so gut ständig nachsetzen kann.

Ratschen-Ringschlüsselsatz, 5-teilig von Parkside

 

 

 

Crimpzange groß/klein

Wenn Du vor hast eine Powerwall zu bauen wirst Du nicht drumherum kommen, mindestens eine gescheite Crimpzange zu kaufen.

Grund:  in dem niedrigen Spannungsbereich fallen sehr hohe Ampèrezahlen / Ströme an und bei schlechten Kontakten und Verbindungen zwischen z.B. Kabel und BMS, BMS und Akku, Akku und Kabel etc. entstehen sehr schnell Temperaturen über 100°C und es kommt zum Brand. Daher sind im Hochstrombereich supergute Verbindungen extrem wichtig, und das bekommt man nicht hin, wenn man mit Hammer und Schraubenzieher auf Kabelschuhen drauflos dengelt, oder mit der Rohrzange irgendwie zusammenquetscht. Eine gute Verbindung ist hier lebenswichtig!

 

1.) für kleine Kabelschuhe, Aderendhülsen, Krokodilklemmen bis 4mm²

Crimpzange klein

Solche Crimpzangen gibt es in der Regel für rund 25€ als Set mit einer Kiste Aderendhülsen sowie mehreren Austausch-Pressbacken für unterschiedliche Pressprofile. Gibt's auf eBay und Amazon


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Hinweis: Wir sind Teilnehmer des Partnerprogramms u.A. von Amazon und benutzen Affiliate Links in unseren Beiträgen zu Produkten, die wir getestet haben und selbst benutzen. Wenn Du darauf klickst kostet Dich das nichts extra aber wenn dadurch ein Kauf zustande kommt erhalten wir eine kleine Provision. Das hilft uns, die laufenden Serverkosten dieser Webseite zu bezahlen.  Danke, für Deine Unterstützung  😀



Wichtig hier:  auf jeden Fall eine Zange nehmen mit Umlenkmechanik, das spart nicht nur Kraft wenn man viele Pressverbindungen machen muss, sondern ist auch ungleich fester als solche einfachen Presszangen, die wie eine Schere ohne Umlenkung konstruiert sind.

Von der Größe her reicht hier 0 - 4mm² Drahtdurchmesser zum Verpressen / Crimpen. Für alles andere braucht man eine große Crimpzange mit mehr Presskraft

 

2. für Ringkabelschuhe 6 - 50mm²

Das hier ist die günstigste Alternative um große Pressverbindungen richtig fest auszuführen

Crimpzange gross

Da die Mechanik wie bei einem Bolzenschneider ausgeführt ist kann man hier enorm viel Pressdruck ausüben. Und genau das ist notwendig, um Ringkabelschuhe für 16mm² oder 32mm² so zu verpressen, dass später im Betrieb keine Hitze durch schlechten Kontakt entsteht.

Praktisch:

Der integrierte Presskopf ist drehbar und es können Kabelschuhe für Durchmesser zwischen 6 und 50mm² verpresst werden.

Tipp:

Gerade beim Bau von Busbars kommt es vor, dass wenn man wenige, dicke Einzeladern verdrillt und mit einem Ringkabelschuh versehen möchte, dass dieser nicht richtig sitzt da durch die wenigen dicken Adern zu viel Luft im Ringkabelschuh ist. Das passiert mir bei meinen typischen Busbars immer bei 3x 2,5mm² -> durch Verlegung in U-Form sind das am Ende des Ringkabelschuhes dann 6x 2,5mm² = 15mm² -> in einem Ringkabelschuh für 16mm² ist dann etwas Luft. Hier kann man bei dieser Presszange auch Zwischenschritte einstellen indem man die eine Presskopfhälfte auf 16mm² einstellt, die andere Hälfte auf die nächstkleinere Stufe also 10mm². Dadurch wird die Pressverbindung ultra-stabil

Diese Zange in der Bauform für 6 - 50mm kostet auf eBay rund 30€

PS:  Ringkabelschuhe sind in Deutschland irgendwie sauteuer, und da man beim Bau einer Powerwall recht viele davon braucht lohnt es sich meist, über Aliexpress in China zu bestellen, erstrecht wenn man für unterschiedliche Durchmesser auch verschiedene Größen braucht läuft das schnell ins Geld.

Ringkabelschuh SC16-6

Ich benutze mittlerweile im Grunde nur noch eine einzige Größe und bestelle daher Ringkabelschuhe im 100er Pack, und zwar für 16mm²

Bild von Busbar 32mm 35mm 16mm

Bild von

Bild von

Siehe auch hier

 

 

 

Die Bezeichnung hier ist "SC16-6" und steht für "16mm Kabeldurchmesser / Bohrloch für 6mm Schrauben).

Ringkabelschuh SC16-6

Ich benutze für alle Verschraubungen M6 Schrauben. Es gibt auch Ringkabelschuhe mit 8mm und 10mm Löchern, dann entsprechend bei Aliexpress suchen nach "SC16-8" oder bei anderen Wunschgrößen entsprechend nach "SC35-10" o.ä.

Im 100er-Pack kosten die SC16-6 rund 14€ inkl. Versand, passen ideal für

 

 

2.) Messequippement

Nach dem Zerlegen willst Du sicherlich prüfen, ob die gewonnenen Akkuzellen noch brauchbar sind und in welchem Zustand genau sie sich befinden.

Dazu benötigst Du ein paar Messgeräte.

 

1.) Kapazitätstester

Das, was man als wichtigstes wissen möchte ist ja, wieviel nutzbare Restkapazität haben die gebrauchten Akkuzellen denn noch. Dazu gibt es etwa eine handvoll Ladegeräte, die eine eingebaute Kapazitäts-Testfunktion besitzen

Bild von XTar VC8 LiIon 18650 Kapazitätstest

 

zum Thema Kapazitätstests findest Du einen eigenen Punkt im Menü -> 15 Ladegeräte & Kapazitätstester

 

 

 

 2.) Standard-Messgeräte:

Bild von Messgeräte Multimeter IR-Thermometer, Vapcell YR-1030

keine Panik, von all den Geräten auf dem Bild brauchst Du lediglich eines zwingend, und zwar das blau-schwarze "Vapcell YR-1030" (eBay und Amazon)


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Neben der nutzbaren Kapazität gibt es noch zwei weitere Kennzahlen, die Dir den Zustand einer Li-Ionen Zelle offenbaren

Das Vapcell kann beides messen. Zwar kann das auch jedes einfache Multimeter (Bild r.o.) aber der Innenwiderstand von LiIo Zellen ist so gering, dass Multimeter diesen nicht messen können

Innenwiderstand:  70mOhm

Für die Verwendung in einer Solarakku-Powerwall wird als Grenzwert für den Innenwiderstand oftmals 70mOhm genommen.

Je niedriger desto besser, darüber ist es ein Zeichen, dass die Akkuzelle schon viel geleistet hat und sich ggf. selbst enladen wird oder beim laden / Entladen stark erhitzen wird. Das alles wollen wir nicht haben.

2,5 Volt

Bei der Spannung gilt: liegt diese bei einer LiIon Zelle unter 2,5V spricht man von Tiefenentladung. Ist eine Akkuzelle in Benutzung so sinkt ihre Spannung von anfänglichen 4,20 Volt langsam immer weiter. Üblicherweise wird bei 2,8V das gerät dann automatisch abgeschaltet um zu verhindern, dass die Akkuzelle noch weiter entladen wird und die Spannung noch weiter sinkt, denn Tiefenentladung kann die Zelle schädigen.

Je tiefer die Spannung, desto schlimmer der Schaden, und je länger die Zelle in einem tiefenentladenen Zustand liegt, desto schlimmer der Schaden. Das merkt man dann auch teilweise an einem steigenden internen Widerstand und ist oft bei Laptop Akkus zu beobachten, die schon länger rumliegen.

Es gibt Szenarien die aufzeigen, dass tiefenentladene Zellen irgendwann einen internen Kurzschluss entwickeln und sich entzünden können.

Ich habe hauptsächlich eBike Akkus in Benutzung, die den Weg aufgrund eines Defektes zu mir gefunden haben. In etwa 90% der Fällen war das BMS defekt und hat ein Abschalten des Akkus verhindert. D.h. der Fahrer ist so lange weiter gefahren, bis der Akku restlos leer war. Das Akkupack wurde somit 1x tiefentladen, die Restspannung liegt dann üblicherweise bei um 0,78V.

Ich lade diese Akkuzellen dann mit meinen XTar VC8 Ladegeräten per Reaktivierungsfunktion und danach zeigen die Akkuzellen allesamt! keine verschlechterten Werte. Der Innenwiderstand ist niedrig (meist um 35mOhm), die Kapazität liegt oftmals noch zwischen 90% und 100% der ursprünglichen Werksangaben.

Doch viele der DIY Leute sortieren Zellen, die unterhalb 2,5V liegen rigoros aus.

weitere Messgeräte auf dem Bild:

 

3.) Sonstige Messgeräte

 

3.1 Wärmebildkamera

um Heater-Zellen innerhalb eines Packs besser identifizieren zu können

Wärmebildkamera

Ich benutze dazu eine HT-102 (für um 140€ bei Aliexpress), diese wird per USB als Erweiterung an das Smartphone angesteckt.

Das ist eine gängige und sehr günstige Wärmebildkamera mit einer Infrarotbild-Auflösung von 32x32 Pixeln. Das Bild oben wird dann auf die normale Handyauflösung interpoliert, das machen wohl alle Geräte so.

HT-102 Wärmebildkamera

Bei Wärmebildkameras macht die IR-Bildauflösung den Preis aus. Es gibt noch ganz billige für um 40€ mit einer Auflösung von 8x8 Pixeln, aber da erkennt man dann fast nichts mehr.

Snipping 008

ebenfalls 32x32 Pixel hat dieses Modell für um 130€ auf Aliexpress, dann benötigt man kein separates Handy mehr, kann aber auch nicht mehr so bequem Screenshots machen und direkt weiterverwenden

Snipping 004

Richtig gute Geräte gibt es von Flir, aber da ist man auch schnell bei 700€ aufwärts angelangt.

Falls ich mir mal eine bessere Wärmebildkamera zulegen werde dann wird es vermutlich die UniT RX-600

Die kostet zwar auch um 300€ aber bietet für den Preis eine wirklich gute Auflösung und Optionen, Filter, Auto-Temperaturbereichseinstellung und eine PC-Schnittstelle

Wärmebildkamera RX 600

 

Aber bis dahin ist meine "günstige" HT-102 ausreichend, um Unregelmäßigkeiten und Hitzeherde zu erkennen

 

 

 

3.2 elektronische Last / electronic Load / Dummy Load

Dummy Load elektronische Last Hidance Atorch DL24 DIY 18650 Powerwall Lithium Akku LiIon Batterie Solar Speicher Photovoltaik Anleitung Laptop eBike 08

Mit Hilfe einer elektronischen Last kannst Du fertige Akkupacks in ihrer tatsächlichen Gesamtkapazität testen.

Zwar hat man vorher bereits alle Zellen einzeln auf Kapazität getestet und kann das nun einfach alles zusammen addieren, aber

  1. kann die Gesamtkapazität gerade bei großen Packs dann doch nochmal deutlich variieren
  2. normale Kapazitätstester lassen sich idR nicht einstellen im Spannungsbereich, in dem sie testen. Meist:  4,20V bis runter zu 2,80V oder gar 2,60V. Da wir unsere Powerwall aber eher in einem schonenderen Bereich zwischen 4,0V und 3,3V nutzen wollen sind auch die Einzelkapazitätswerte nicht aussagekräftig, man sporicht von "Bruttokapazität". Mit einer Elektronischen Last kann man dann den tatsächlichen Spannungsbereich einstellen und erhält dann ein korrektes Ergebnis (= Nettokapazität)

Zur elektronischen Last gibt es einen separaten Punkt im Menü -> 16 Elektronische Last

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 


11 Null-Watt-Einspeisung

 

Unter 0-Watt-Einspeisung (oder auch Nulleinspeisung) versteht man, wenn der durch die Photovoltaikanlage produzierte Strom ausschließlich selbst verwendet und nicht ins Netz eingespeist wird.

Prinzipiell gibt es vier grundlegene Möglichkeiten für eine Photovoltaikanlage

  1. reiner Inselbetrieb
  2. Inselbetrieb mit Netzkopplung
  3. Netzparallelbetrieb
  4. netzparallele 0-Watt-Einspeisung

 

1. reiner Inselbetrieb

Man spricht hierbei auch von Off-Grid. Hier sind Wechselrichter und Hausnetz physisch voneinander getrennt.

Typisches Beispiel:  ein paar PV-Module auf dem Gartenhausdach, der Wechselrichter versorgt nur die Gartengeräte, Teichpumpe etc.pp und hat keine Verbindung zum Haus.

Hierfür braucht man einen Solar-Laderegler sowie einen Wechselrichter. Es gibt auch Kombigeräte sowie welche, die mit unterschiedlichen Batteriespannungen (12V/24V/48V/96V) arbeiten.

Vorteile: 

Nachteile:

 

Insel

 

 

 

2. Inselbetrieb mit Netzkopplung

Ähnlich wie beim reinen Inselbetrieb, aber hier gibt es einen 230V Netzanschluss quasi als Notfalloption, wenn die PV-Module keinen Strom mehr liefern oder die Batterie leer ist. Der Wechselrichter schleift den Netzstrom dann durch zu den Verbrauchern, ist jedoch technisch nicht in der Lage, PV-Strom ins öffentliche Netz ein zu speisen.

Hierzu braucht es einen sog. Hybridwechselrichter, der diese Funktion unterstützt. Bei MPP Solar wäre das typischerweise die "PIP Serie" oder einer der baugleichen Modelle

Offgrid Wechselrichter

 

Vorteile:

Nachteile:

offgrid

 

 

 

 

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3.Netzparallelbetrieb

Beim netzparallelen Betrieb wird der Wechselrichter parallel zum Hausnetz angeschlossen

netzparallel

(Utility = Stromversorger)

 

Der WR wird zusätzlich am Zählerschrank / Sicherungskasten angeklemmt und kann hierbei erstmal eine Solarstrom-Überproduktion ins öffentliche Netz einspeisen.

D.h. die Haushaltsgeräte beziehen ihren Strom ganz wie bisher normal aus dem öffentlichen Netz und nichts muss umgeklemmt werden, ist weder Solarstrom noch Batteriestrom da ändert das nichts. Geht der WR kaputt - ändert das nichts.

Für Netzparallelbetrieb benötigt man spezielle WR, die das auch können, z.B.:

 

Vorteile:

Nachteile:

 

Erfahrungsberichte und Bezugsquellen dieser Hybrid Wechselrichter der MPI Serie findest Du hier:

 

 

 

4. netzparallele 0-Watt-Einspeisung

Es gibt nun zwei Möglichkeiten, die Stromeinspeisung auf Null zu setzen.

  1. generell keine Einspeisung -> kann einfach im Wechselrichter so eingestellt werden, das ist ein einziges Häkchen bei den Optionen
  2. Einspeisung bei PV-Überschuss = Ja, aber Einspeisung im Akkubetrieb = Nein

Die zweite Option ist die interessantere.

Anschlussschema und Wechselrichtermodell sind identisch wie oben.

Nun möchte man natürlich nicht, dass nachts der "mühevoll" gespeicherte Batteriestrom wieder ins Netz zurück fließt, sondern man möchte ja nur, dass der Eigenverbrauch abgedeckt ist.

Damit der Wechselrichter nun weiß, wieviel Strom er aus den Akkus nehmen und ins Hausnetz einspeisen muss, damit der tatsächliche Verbrauch auf Null geht, benötigt man einen zus. Stromzähler (Energymeter) sowie eine Modbuskarte.

 

 

SDM630

Bei Verwendung eines MPP-Solar MPI (oder einem baugleichen Infinisolar der "E" Serie) braucht man dazu zwingend einen Eastron SDM630

sdm630modbus

Den gibt es in zwei Varianten

Bei der ersten Variante muss der Haupt-Stromanschluss des Hauses "durch" den SDM630. Das kann / sollte / muss von einem Elektriker durchgeführt werden.

Der SDM630 misst dann den kompletten Haushaltsstrom und meldet die Verbrauchsdaten dem Wechselrichter zurück.

Liefert z.B. die PV-Anlage gerade 1.000 Watt, im Haus liegt der Verbrauch bei 1.500 Watt dann ist das ein effektiver Verbrauch von 500 Watt.

Diesen Wert meldet der SDM630 dem WR zurück und dieser mischt dann 500W aus dem Akku hinzu, dass in der Summe Null entsteht

-> das ist genau die 0-Watt-Einspeisung

Bei der zweiten Variante, dem SDM630MCT müssen nicht die Hauptleitungen angeschlossen werden, sondern der Zähler wird irgendwo an einem freien Platz im Zählerkasten installiert und drei Klemmen werden an die Hauptleitungen geklippst

sdm630mct

Der Eastron SDM630 wird in China produziert und es gibt sie auf eBay oder Aliexpress oder Amazon

 

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Modbuskarte

Um den SDM630 mit dem Wechselrichter von MPP Solar verbinden zu können benötigt man eine Erweiterungskarte für den WR, die sog. "Modbus Karte"

modbuskarte

die Karte kostet um 90€ und wird unten im Wechselrichter in einen extra Slot für Erweiterungskarten eingesetzt.

 

 

 

SDM630 & Modbuskarte einstellen

Die Kommunikationsschnittstelle zwischen SDM630 und Wechselrichte nennt sich Modbus.

Die ist einfach zu verkabeln aber teils etwas "zickig" und man braucht etwas Geduld, da sie quasi absolut nicht fehlertolerant ist - man muss alles exakt richtig machen sonst geht garnichts, es gibt kein "ein bisschen falsch".

 

Deswegen möchte ich hier eine kurze Schritt-für-Schritt-Anleitung beschreiben

1.) Modbuskarte einstellen

vor dem Einsetzen der Modbuskarte müssen das Dip-Switch-Terminal (die kleinen Minischalter) überprüft und genau so gesetzt werden, wie auf dem oberen Bild.

modbus dip

das untere Schema ist lediglich für die großen 3-Phasigen Wechselrichtermodelle ab 10kW geeignet, um alle drei Phasen einzeln zu Nullen.

 

2.) SDM630 einstellen

am SDM630 müssen im Menü noch ein paar Einstellungen vorgenommen werden um die Modbus-Kommunikation mit dem WR ab zu stimmen.

Kurzfassung:  Passwort = 0000 / Modbus-ID = 1 / Baudrate = 19.200 (19.2k) / Bits = 8 / Parity = 0 / Stop-Bit = 1

Langfassung:  in diesem Handbuch findest Du alle notwendigen Einstellungen zur Modbuskarte sowie ab Seite 4 auch die zum SDM630

 

 

3.) Verkabelung

Für die Modbus-Datenverbindung brauchen wir zwei Adern.

Idealerweise nimmt man dazu ein Netzwerkkabel. CAT5 / CAT5E / CAT6 / CAT7 passt alles.

Kein "Patchkabel" das ist mit flexiblen litzen und nicht so gut geeignet, sondern "Verlegekabel" für in der Wand zu verlegen, das hat starre Litzen.

Netzwerkkabel ist deswegen ideal, da es perfekt geschirmt ist gegen Störneinflüsse und gerade bei längeren Kabelstrecken empfehlenswert.

Je höher die Zahl desto besser die Schirmung, CAT7 ist derzeit das beste Netzwerkkabel. Bei kurzen Entfernungen geht stattdessen auch einfacher "Klingeldraht".

 

Am Wechselrichter bzw. an der Modbuskarte brauchen wir einen "RJ45 Stecker", das ist ein Stecker wie bei normalen Netzwerkgeräten auch.

Ich nehme hierzu gerne diese "werkzeuglosen RJ45 Stecker" (Amazon / eBay)

RJ45stecker

 

Hier kann man nun entweder alle 8 Adern des Netzwerkkabels einklippsen, oder nur alle bis auf zwei abschneiden und nur diese einklippsen.

Benötigt wird lediglich das blaue Adernpaar.

modbus verkabelung

 

Das Anschlussschema bedeutet:

  1. am RJ45-Stecker das blaue Adernpaar der Farbmarkierung am Stecker entsprechend anklemmen
  2. am SDM630 nun das blaue Kabel an der Klemme "B" anschließen und Weiß an "A". Ohne Stecker, das wird nur verschraubt

Das war's, mehr braucht man nicht.

 

4.) Überprüfung

Da man leider am Wechselrichter weder im Display noch in der Steuerungssoftware einen Hinweis auf eine korrekte Verbindung erhält gibt es nur eine Möglichkeit zu erkennen, ob die Verbindung zwischen SDM630 und WR nun erfolgreich ist:

im Display des SDM630 erscheint dauerhaft (= nicht blinkend) ein Telefonhörer-Symbol

telefon

 

kein Symbol = keine Verbindung.

-> Kabelkontakte überprüfen, auf richtige Polung achten, Dip-Switchstellung an der Modbuskarte überprüfen

 

Ist nun alles korrekt eingestellt und angeschlossen sollte der WR direkt = ohne Neustart o.ä. reagieren und bei Bedarf Akkustrom zum Hausnetz beimischen, ohne dabei Akkustrom ins öffentliche Netz einzuspeisen.

PS:  in der Software des WR (Solarpower) überprüfen, ob die Häkchen bei "darf vom Akku in Grid einspeisen" auch tatsächlich nicht gesetzt sind, sonst hebelt das die 0-Watt-Einspeisung aus; jedoch sollten die ab Werk bereits deaktiviert sein.

PPS:  die jeweils aktuellste Wechselrichtersoftware für MPP-Solar und Infinisolar gibt es hier:   https://www.mppsolar.com/v3/download/

-> runterscrollen bis zu "Monitoring Software"

 

 

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12 Modbus / RS485 Adapter

Damit ein Wechselrichter wie beispielsweiseder SUN GTIL2 oder SoyoSource oder einer der MPI-Serie von MPP-Solar im Netzparallelbetrieb arbeiten und eine Null-Watt-Einspeisung umsetzen können muss eine Verbindung zwischen Wechselrichter und Stromsensor bestehen.

 

 

Manchmal kann oder möchte man keine zusätzlichen Kabelstrippen zwischen WR und Zählerschrank ziehen, hierfür gibt es die Möglichkeit das Modbus-Signal um zu wandeln. Ich habe drei Möglichkeiten ausprobiert und werde diese hier als Schritt-für-Schritt-Anleitung behandeln.

  1. Modbus over Ethernet (= normales, kabelgebundenes Netzwerk)
  2. Modbus over WiFi (= WLan)
  3. Modbus over 433MHz (= Funk)

In allen drei Fällen braucht man zwei identische Adapter. Einen am Wechselrichter, der das Modbussignal umwandelt in z.B. Ethernet und über Netzwerkkabel überträgt zum Stromzähler. Dort dann einen zweiten Adapter, der das Netzwerksignal wieder zurückwandelt zu Modbus und weiter zum SDM630.

 

Achtung:

Es gibt unterschiedliche Module und Hersteller, die Adapter für Modbus / RS485 bauen.

Wichtig hierbei ist, dass diese eine bidirektionale Kommunikation erlauben.

Das bedeutet:  dass sie ein RS485-Signal umwandeln können in z.B. Ethernet, aber auch den anderen Weg also ein Ethernet-Signal umwandeln können in RS485.

Die günstigeren Adapter können das nämlich nicht, sie können idR immer nur einen Weg umwandeln und sind dazu da um z.B. ein Gerät mit Modbus per Ethernet am PC auszulesen, nicht aber um zwei Mosbus-Geräte miteinander zu verbinden. Hier also dringend aufpassen und im Zweifel genau die Beschreibung durchlesen oder den Hersteller anschreiben, ob das Gerät bidirektionale Kommunikation unterstützt oder nicht.

 

 

 

12.1 Modbus over Ethernet

Es gibt verschiedene Modbus -> Ethernet-Adapter, ich benutze diesen hier:   USR-TCP323-304

USR-TCP323-304

Einen Testbericht zu diesen Adaptern habe ich hier geschrieben -> Akkus & PV - RS485 Modbus zu RJ45 Ethernet / WiFi Adapter

 

Alternative für die Din-Hutschiene im Sicherungskasten: von Protoss  die gibt's in 4 Varianten:

schiene montierbar industrielle gerat se main 2

Fast identisch zum USR-TCP323-304 ist noch der USR-TCP232-302 der anstatt der drei Schraubterminals für Einzel-Adern einen RS232 COM Steckeranschluss besitzt. Zwar habe ich den USR-TCP232-302 selbst noch nicht ausprobiert, aber ich gehe mal davon aus, dass Bedienung und Funktionsumfang ansonsten identisch sind.

USR TCP232 302

 

Beide Adapter arbeiten auf dieselbe Weise

Snipping 012

 

Downloads

Um einen Wechselrichter mit einem SDM630 per Ethernet Netzwerk zu verbinden benötigt man zwei dieser Adapter.

 Hinweis:  die unten im nächsten Kapitel aufgeführte Schritt-für-Schritt-Anleitung ist etwas einfacher

 

 

 

mehrere RS485 / Modbus Geräte ins Netzwerk einbinden

Will man nun mehrere Modbus / RS485 Geräte über ein Netzwerkkabel laufen lassen geht das auch, dazu gibt es auch Geräte mit zwei RS485 Ports und sogar mit 4 Ports wie den HF5142 der wahlweise mit 4x RS232 / COM Port Steckverbindungen oder mit 4x RS485 Schraubterminals oder gemischt arbeitet und dann alles über ein einziges Netzwerkkabel schickt.

HF5142

 

Da ich selbst aktuell nur den eingangs vorgestellten USR-TCP323-304 Adapter im Einsatz habe um den Wechselrichtervon Infinisolar / MPP Solar mit dem SDM630 Modbuszähler zu verbinden möchte ich hier nun genau das vorstellen:

 

USR-TCP323-304 einrichten

Vor der Verwendung müssen beide Adapter so eingestellt werden, dass sie sich im Netzwerk gegenseitig "finden" und miteinander kommunizieren können.

Da die Adapter keine Knöpfe haben geht das alles über PC, ohne zusätzliche App, über den Browser (Firefox, Chrome, egal was).

Dazu brauchst Du einen (Windows) PC mit Netzwerkanschluss und ein Netzwerkkabel.

1. verbinde PC und USR Adapter mittels Netzwerkkabel, der USR muss zudem mit dem Stromnetzteil verbunden sein

2. öffne den Browser, gib in die Adresszeile folgendes ein:   192.168.0.7

3. nun sollten Benutzername und Passwort abgefragt werden:  das ist beide Male   admin

4. dann sollte sich die Benutzeroberfläche des USR öffnen. Das Startbild ist immer die Status-Übersicht, hier kann man nichts einstellen

USR TCP232 304 01

 

5. der zweite Punkt im Menü links "Local IP Config".

Hier müssen nun die Daten eingegeben werden, die zum eigenen Netzwerk passend sind.

Das war nun die Einstellung, damit der USR Adapter sich mit dem Netzwerk verbinden kann. Auf Save klicken -> der Adapter muss dann neu starten

USR TCP232 304 02

 

6. Menüpunkt "Serial Port". Hier wird nun eingestellt, dass die zwei Adapter korrekt miteinander kummunizieren.

Auf dem Screenshot ist die Standardeinstellung zu sehen, die nützt uns so garnichts

USR TCP232 304 03

 

die Werte wie folgt eintragen:

USR TCP232 304 05

 

 

 

Erklärung:

Beispiel:

Nachdem also die Werte in Adapter1 fertig eingestellt wurden diese am besten noch irgendwo notieren, dann auf "Save" klicken und den Adapter neu starten lassen.

 

7. Adapter vom Netzwerkkabel entfernen (der ist nun fertig eingerichtet) und das selbe Spiel Schritt 1 bis 4 mit dem zweiten USR Adapter machen.

Bei Schritt 5 dann eben die IP vergeben, die Du im Adapter 1 als "Remote Server Addr" eingegeben hast (in unserem Beispiel also die 192.168.1.62) und bei den "Serial Port" Parametern entsprechend IP und Portnummer des Adapter1 eintragen

USR TCP232 304 04

Save -> Neustart -> fertig

 

Wenn alles korrekt eingestellt ist kannst Du fortan die beiden USR Adapter per Browser aufrufen durch Eingabe der neuen IP Adresse, sie müssen dazu auch nicht mehr direkt an den PC angeschlossen werden und das funktioniert auch über WLan sowie vom Smnartphone aus.

 

Kann:

kein Muss und tut auch nichts zur Funktion, aber zur Übersicht:  es ist sinnvoll, beide Adapter eindeutig zu benennen.

Unter "Misc Confid" kann man den Namen des Adaptersändern und ggf. auch das Passwort

USR TCP232 304 08

 

Als Namensgebung benutze ich beispielsweise "USR-1-10k" was für Adapter1 steht, der am Wechselrichter hängt ("MPP Solar MPI 10k", ich habe zwei Wechselrichter, deswegen die 10k Unterscheidung)

sowie "USR-2-10k-SDM" was für Adapter2 steht, der zum MPI 10k gehört und am SDM hängt.

Das kann man dann auch so im Router einstellen, z.B. hier in der FritzBox

USR TCP232 304 07

 

USR-TCP323-304 verkabeln

Wir haben nun zwei fertig eingerichtete USR Adapter. Welcher der beiden nun an den Wechselrichter kommt und welcher an den SDM630 ist egal.

  1. am WR:  wie im Abschnitt 11 beschrieben brauchen wir ein Stück (Netzwerk-)Kabel mit RJ45 Stecker, dieses kommt in die Modbuskarte
  2. am anderen Kabelende nun das blaue Kabel am USR Adapter in die "B" Anschlussklemme, das weiße Kabel an die "A" Anschlussklemme
  3. dann ein Netzwerkkabel vom USR zum Router oder Switch
  4. am SDM630:  ein Stück (Netzwerk-)Kabel zum Verbinden von USR Adapter und SDM630 wird benötigt. "A" am Adapter kommt auf "A" am SDM630 und "B" entsprechend auf "B"
  5. auch diesen USR-Adapter mittels Netzwerkkabel verbinden mit Router oder Switch
  6. Netzteil an beiden USRs einstecken -> fertig

 

 

 

Kontrolle:

Es gibt nun zwei Möglichkeiten um zu prüfen, ob die Verbindung zwischen Wechselrichter und SM630 erfolgreich ist

 

1. wie im Abschnitt 11 auch bereits beschrieben:

im Display des SDM630 erscheint dauerhaft (= nicht blinkend) ein Telefonhörer-Symbol

telefon

kein Symbol = keine Verbindung.

-> Kabelkontakte überprüfen, auf richtige Polung achten, Dip-Switchstellung an der Modbuskarte überprüfen

 

 

 

 2. die Benutzeroberfläche einer der beiden USRs aufrufen, mittels Browser und EIngabe der IP-Adresse.

Hier sollte auf der Startseite beim Status zu sehen sein, ob beide Adapter miteinander kommunizieren.

In der 4. Zeile bei "Remote IP/TX/RX-1" müssen Zahlen vor beiden "byte" stehen. Das eine steht für "gesendete Daten" das andere für "empfangene Daten"

Das gleiche gilt für die letzte Zeile bei "TX Count/RX Count"

Ist hier jeweils nur ein Feld ausgefüllt und bei dem anderen steht eine "0" dann sendet dieser Adapter zwar munter Daten ins Netzwerk, diese kommen aber nicht an, denn sonst würde der andere Adapter antworten.

USR TCP232 304 06

 -> Kabelkontakte überprüfen, auf richtige Polung achten, Einstellungen weiter oben zu IP und Port-Nummern nochmal kontrollieren

 

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12.2 Modbus over WiFi

Um zwei Geräte mit Modbus / RS485 über WLan zu verbinden brauchst Du

USR WIFI232 604

per Wifi gibt es auch Adapter mit zwei RS485 Eingängen (HF2221) und sogar mit 8 RS485 Eingängen, den HF6208

HF6208

Auch hier sind Benutzeroberfläche und Einrichtung ähnlich wie oben bereits beschrieben.

Bezugsquellen findest Du im Testbericht -> Akkus & PV - RS485 Modbus zu RJ45 Ethernet / WiFi Adapter

 

Zu beachten

ist hier, dass zur Nutzung dieser WLan Adapter keine 1:1 Verbindung aufgebaut werden kann sondern immer ein bestehendes WLan-Netz (idR über einen WLan Router) bestehen muss und sich dann beide Adapter, also der Sender am Zähler und der Empfänger am Wechselrichter, mit diesem WLan-Netz verbinden müssen.

Kein Empfang zum Router = keine Verbindung zwischen Zähler und Wechselrichter

 

 


12.3 Modbus over 433MHz

Dort, wo es kein bestehendes WLan-Netz gibt oder der Empfang nicht ausreicht bietet es sich an, zwei Modbus-Adapter einzusetzen, die mittels Funk direkt miteinander kommuniziert.

Hierzu nutze ich erfolgreich den SV613 von NiceRF

SV612 Modbus RS485 Funk Adapter

 

Das Set wie oben auf dem Bild mit

 

SoyoSOurce Funkmodul NiceRF v611 v613 v612 v651

 

 

 

technische Details zum NiceRF SV613

 

 

 

Funk Adapter einstellen

Den USB-Adapter kann man mittels Jumper umstecken entweder auf Programmiermodus oder Sende-/ Empfangsmodus

SV612 2

Zum Einstellen benötigen wir den Programmiermodus, also Jumper aufgesteckt lassen und ab damit an den PC (weiter unten gibt es als Download den USB-Treiber samt dazugehöriger Software).

Um einen Infinisolar / MPP Solar Wechselrichter mittels Modbuskarte mit einem SDM630 Zähler zu verbinden dann in der Software die selben Daten eingeben, wie oben bereits beschrieben, also

 

 

 

In meinem Anwendungsfall habe ich allerdings einen anderen Wechselrichter mit diesem Funk-Adapter in Benutzung und zwar den Soyo Source 1.200W Grid tie inverter with limiter von hier -> 19 Wechselrichter, Inverter

1200w grid tie inverter with limiter modbus rs485 batteriewechselrichter diy powerwall 12v 24v 36v 48v solar photovoltaik

 

Der Wechselrichter hat eine Strom-Messklemme als Limiter.

Diese Messklemme wird zum Glück nicht direkt an den Soyo Source Wechselrichter angesteckt sondern an die kleine, weiße Limiter-Box.

Die Box zeigt dann auf dem Display nochmal separat den gemessenen Verbrauch an und ist dann mittels ca. 1m langem Verbindungskabel an den Wechselrichter angeschlossen.

Diese Verbindung zwischen Limiter-Box und Wechselrichter ist eine RS485 / Modbus Verbindung, sodass wir genau hier ansetzen können und einen der o.g. Adapter verwenden können.

Bei der PV-Anlage im Gartenhaus von Heidi -> Heidi-PV

habe ich den Soyo Source 1200W Wechselrichter samt SV613 Funkmodul eingebaut, um die 60m Entfernung + 2 gemauerte Wände zwischen Gartenhaus und Zählerkasten im Keller zu überbrücken, s. auch hier:

 

und auch als Video eine Vorstellung der Anlage samt Anschluss und Funktionsprinziep

 

Downloads

 

 

 

Programmierung

Keine Angst, Du brauchst keinerlei Programmierkenntnisse, um die Funkmodule einzustellen sondern lediglich

 

los geht's:

  1. Treiber installieren
  2. USB-Adapter mit dem ersten SV612 Modul verbinden (welches ist egal, beide werden exakt gleich eingestellt)
  3. überprüfen, ob der Jumper auf dem USB-Adapter auch so eingesteckt ist, dass er sich im "Programmiermodus" befindet (s. Bild weiter oben)
  4. USB-Adapter in den PC stecken
  5. beiliegende Software aufrufen
  6. rechts oben nacheinander die unterschiednlcieh COM-Ports ausprobieren (meist Nr. 1 oder 3) und auf "Open" klicken -> kurz warten -> wenn ganz unten links dann "Device found" steht dann ist es der richtige COM-Port und es besteht nun eine Verbindung zum SV612 Funkadapter
  7. die "NET Parameters" auf Standard belassen
  8. bei "Serial Parameters" genau das einstellen wie auf dem Bild, also Baud Rate = 4800 / Data bit = 8 / Stop = 1 / Parity = None
  9. "RF Parameters" ebenfalls einstellen wie auf dem Bild wobei bei "Power" die "7" gleichbedeutend ist mit 100% Sendeleistung und diese wenn möglich soweit reduziert werden sollte, so dass die Verbindung eben gerade so noch stabil funktioniert. Erklärung dazu wieso s. Punkt weiter unten
  10. speichern mit "SET" und fertig
  11. das Ganze dann mit dem zweiten Funk-Modul wiederholen

SV612 Einstellungen fuer Soyo Source

 

 

Anschluss

Die SV612 Adapter haben im Set beigefügt auch zwei Stecker mit Kabel. DIe Belegung ist recht eindeutig auf den Adaptern aufgedruckt, hier nochmal als Übersicht:

SV612 1

das bedeutet:
1 = Stromversorgung des Adapters Pluspol (3,3 - 7,0V) -> ich habe hierzu ein altes Steckdosennetzteil mit 5V genommen, es geht auch jedes Handynetzteil / USB-Netzteil

2 = Stromversorgung des Adapters Minus

3 = TXD (= Modbus / RS485 Kommunikation)

4 = RXD (= Modbus / RS485 Kommunikation)

5 + 6 = benötigen wir nicht, wird benutzt um den Adapter zu programmieren. Das machen wir mittels beigefügtem USB-Adapter

 

 

mit Smartmeter von Discovergy: jederzeit Verbrauch und Solar-Einspeisung im Blick; sogar auf der Webseite (links oben)

 

Zum Anschluss der beiden Funkmodule eines davon an die Limiter-Box anschließen, und zwar an das Schraubterminal rechts unten.

Soyo Source 1200W Grid tie inverter limiter modbus rs485 sensor messklemme 02

Achtung:

Das die neue Limiter-Box wie im Bild oben hat den RS485 Anschluss rechts unten, die alte Box links unten. Beide sind aber gut erkennbar gekennzeichnet

Soyo Source 1200W Grid tie inverter limiter modbus rs485 sensor messklemme 03

 

Das zweite Funkmodul entsprechend am Wechselrichter an das Terminal rechts unten anstecken.Soyo Source 1200W Grid tie inverter limiter modbus rs485 sensor messklemme 04

 

 

 

Verbindungskontrolle

Modbus / RS485 ist bisweilen etwas zickig, was Plus und Minus angeht.

Zwar sind alle Leitungsanschlüsse mit + und - gekennzeichnet, trotzdem kann es vorkommen, dass etwas nicht passt.

Bei den SV612 Funkmodulen kann man leicht erkennen, ob sie richtig verkabelt sind.

  1. ist das Sendemodul = an der Limiter-Box korrekt angeschlossen dann blinkt die Kontroll-LED am Funkmodul im Sekundentakt Rot, das bedeutet, es werden Daten vom RS485-Anschluss empfangen und per Funk gesendet. Blinkt diese LED nicht dann einfach mal das Kabel zur Limiter-Box verpolen
  2. das Empfangsmodul = am Wechselrichter hat eine Verbindung zum Sendemodul aufgebaut, wenn die Kontroll-LED im Sekundentakt blau blinkt, d.h. es werden Daten empfangen. Wenn die LED nicht blinkt ist entweder die Entfernung zu weit oder das Sendemodul sendet nichts
  3. die Daten kommen korrekt am Wechselrichter an, wenn man auf dem Display dieselbe Watt-ANzeige sieht wie auf dem kleinen Display der Limiterbox. Beide Werte sollten sich im Sekundentakt aktualisieren

Bild von

 

 

Sendeleistung

Was noch erwähnt werden muss ist, dass das SV612 Funkmodul mit einer Sendeleistung von 100mW arbeitet, was über dem üblicherweise in Deutschland erlaubten Wert liegt.

Die erlaubte Sendeleistung bei Kurzwellengeräten also auch 433 MHz und 868 MHz liegt bei 10mW ->Typische Sendeausgangsleistungen @ Wikipedia

Deshalb bitte die Sendeleistung nicht einfach auf Maximum belassen sondern soweit nach unten korrigieren, dass eine Verbindung gerade noch funktioniert

 

Falls die 100mW noch immer nicht ausreichen sollten, z.B. bei sehr langen Distanzen über Felder gibt es auch noch ein ähnliches Funkmodul mit 500mW, das

 

NiceRF SV651

Soyo Source 1200W Grid tie inverter limiter modbus rs485 sensor messklemme 04 SV651

 

Das 2er Set kostet um 42€ inkl. Versand und gibt es z.B. hier -> NiceRF 2 teile/los 433MHz RS232 Interface wireless transceiver modul kit SV652 mit antennen und usb brücke bord

 

 

 

Aber Bitte:  wirklich nur benutzen, wenn das SV612 nicht ausreichen sollte. Bei mir reicht das "kleine" schon locker aus für 60m Luftlinie + 2 gemauerte Wände.

Und zusätzlich kann man hier auch noch immer stärkere Antennen verwenden.

Standardmäßig sind nur zwei popelige 3dBi Antennen verbaut, diese kann man auch noch ersetzen gegen welche mit 6dBi, 12dBi oder sogar 18dBi und so die Empfangsleistung um ein Vielfaches verbessern, ohne die Sendeleistung zu erhöhen.

Hier z.B. ein 2er Set mit 12dBi Verstärkung für um 7€

12dBi 433Mhz Antenne

 

 

 

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1.) BMS

BMS steht für "Battery Management System"

Immer dann, wenn man LiIon Zellen in Reihe schaltet ist ein BMS Pflicht. Punkt. Bitte höre nicht auf die Dummköpfe, die etwas anderes behaupten und meinen, das könne man sich sparen. Tu es nicht!

Wenn Du kein Geld hast für ein BMS dann fang erst garnicht damit an, an LiIon Zellen rum zu basteln, das ist richtig gefährlich und kann in einem Hausbrand enden!

 

Das BMS hat verschiedene Aufgaben, manche Modelle haben mehr Funktionen als andere.

 

Die wichtigsten Funktionen eines BMS sind:

 

Wichtige Auswahlkriterien:

 

 

 

Vor dem Kauf musst Du Dir folgende Fragen stellen:

  1. für wieviel "S" brauchst Du ein BMS?
  2. wieviel Ampère wirst Du dauerhaft aus der Powerwall entnehmen?
  3. Display / App oder nicht?

 

Schonmal vorweg:  BMSe sind so ein typisches elektronisches Bauteil, das es fast ausschließlich über Aliexpress gibt.

Klar findet man auch welche bei Amazon, eBay oder Banggood, aber erstens nur einen Bruchteil der Modellauswahl und zweitens zu absolut überteuerten Preisen.

Also wenn Du Dir einen Gefallen tun willst:  leg Dir einen Account bei Aliexspress an und gewöhne Dich dort ein. Ist im Grunde ähnlich wie eBay nur in China, mit rein chinesischen Händlern.

Die meisten der für einen DIY 18650 Powerwall / Solarakku benötigten Teile gibt es (nur) auf Aliexpress, es lohnt sich also, sich dort umzuschauen.

Typisch für Aliexpress:  einen Artikel findet man bei mindestens 20 Händlern, idR zu ähnlichen Preisen. Und:  die Händler kommen und gehen, neue kommen dazu. Zudem sind alle Preise auf Aliexpress auch mehr oder minder tagespreise. Was heute ein Spitzenpreis ist kann morgen schon überteuert sein und woanders viel günstiger.

Es lohnt sich also nicht, wenn ich hier Links direkt zur Artikelbeschreibung eines Händlers schreibe, denn höchstwahrscheinlich gibt es in 6 Monaten den Artikel bei ebendiesem Händler nicht mehr oder er ist dort mittlerweile sehr teuer.

 

Stattdessen geht man bei Aliexpress wie folgt vor:

 

Die gängigsten BMS-Modelle

 

1. günstig und schlicht

BMS 01

das ist ein typisches Standard-BMS, markenlos. Gibt es so oder in ganz ähnlicher Optik (manchmal ohne Metallplatte obenauf) von 3S bis 14S

 

2. stark und teuer

BMS 02

 

BMS 03

das sind zwei Modelle von "Daly"

 

 

 

3. mit Konnektivität

BMS 04

 

Das ist das recht verbreitete "ANT BMS"

 

 

4. DIY BMS v2.0 von Andreas Schmitz

DIY BMS V2 Andreas Schmitz

Bildquelle: DWL @ Balkonsolar-Forum

 

Vorstellungsvideo:

 

-> zum Thread im Balkonsolar-Forum

 

 

5. DIY BMS von Stuart Pittaway

DIY BMS Stuart Pittaway

 

Vorstellungsvideo:

 

-> zum Projekt @ Github

 

 

 

2.) Balancer

Anders als ein BMS ist ein Balancer optional und nicht zwingend erforderlich.

Je größer der Speicher ist, desto mehr halte ich einen Balancer für sinnvoll, und gerade bei der Verwendung von gebrauchten Akkuzellen.

Balancing 2

 

Funktionsweise eines Balancers

Verbindet man Akkuzellen mit unterschiedlichen Spannungen parallel, so gleichen sich diese aus, sie balancieren sich elektrisch. Von ganz alleine, da braucht man nichts zutun.

Anders sieht es aus bei einer Reihenschaltung. Hat man nun mehrere Zellen in Reihe, also seriell geschaltet, können sich unterschiedliche Spannungen nicht ausgleichen.

Das kann in zwei Situationen problematisch werden.

 

1. beim Laden

Balancing 3

Gehen wir von einem 10S1P System aus, also 10 Zellen in Reihe geschaltet, bei der eine Zelle 0,5V höher liegt als alle anderen.

Bei 36,5V Gesamtspannung liegt die Zell-Einzelzellspannung bei gesunden 3,6V, nur bei der einen liegt sie schon bei 4,1V - was noch unproblematisch ist.

Doch beim Laden steigt die Spannung weiter. Bei 40,5V Gesamtspannung liegt die EInzelspannung bei 4,0V und bei der einen schon bei 4,5V - was viel zu hoch ist, diese Zelle wird bereits überladen und erhitzt sich sehr stark.

Das Laden eines 10S Systems wird idR erst bei 42V beendet, also bei 4,20V Einzelspannung. Doch unsere Zelle hat dann bereits knappe 4,7V und ist somit äußerst gefährlich überladen. Übrigens um genau einen solchen Fall zu schützen sollte man dringlichst ein BMS benutzen, welches alle einzelnen Zellen überwacht und nicht erst bei 42V Gesamtspannung abschaltet, sondern auch dann, sobald eine beliebige Zelle die 4,20V Einzelspannung erreicht hat. Was zur Folge hat, dass alle anderen Zellen nicht weiter als bis 3,7V geladen werden - wir verschenken also enorm viel Kapazität.

 

2. beim Entladen

Balancing 4

Ähnlich ist es, wenn eine Zelle z.B. 0,5V weniger hat als der Rest. Beim Entladen des AKkupacks kommt diese eine Zelle schneller in den Bereich der Tiefenentladung als die anderen. Das BMS sollte dann bei einem Wert um 2,8V (manchmal auch 2,6V) abschalten, um ein schädliches Tiefentladen der Zelle zu verhindern. Und auch hier verschenken wir enorm viel Kapazität, da die anderen Zellen dann noch immer halb voll sind.

 

Um das nun zu verhindern kommt ein Balancer ins Spiel:  Ein Balancer hat die Aufgabe, ungleiche Spannung aufzuheben.

Balancing 1

 

Es gibt zwei Arten Balancern:  aktiv und passiv

1. passive Balancer

Ein passiver Balancer arbeitet nur beim Laden. Genauer:  nur bei Vollladung. Mittels eines Widerstandes (oder mehrerer) "verbrennt" er die Energie der Akkuzellen, die als erstes die 4,20V erreichen, bis alle Zellen wieder gleichauf sind.

Balancer 00

Batrium ist als BMS auch mit einer passiven Balancerfunktion ausgestattet (um 800€)

 

 

 

2. aktive Balancer

Aktive Balancer transferieren Strom von der Zelle mit der höchsten Ladung hin zur Zelle mit der niedrigsten Ladung.

Hier gut zu sehen:  von der starken Zelle Nr. 8 (blau hinterlegt) wird Strom übertragen in die schwache Zelle Nr. 13 (rot)

Balancer 01

 

Die gängigsten Balancer Modelle

Da ich selbst nur aktive Balancer nutze verweise ich auch nur auf solche.

 

1. günstig

Balancer 02

 

 2. mittel-teuer

 Balancer 03

 

3. skalierbar

Balancer 04

 

4. teuer mit Monitoring

Balancer 05

 

5. 4A mit Monitoring

Balancer 4A

 

6. 10A ohne Monitoring

Balancer 10A

 

 

 

 

Es gibt noch eine Sonderform:  

7. BMS mit integriertem aktiven Balancer und App-Monitoring

Balancer 06

Da ich diese vom Funktionsumfang, Preis/Leistung und in der Handhabung (beide Geräte in einer Benutzeroberfläche) sehr gut einstufe nutze ich dieses Gerät selbst auch in mehreren Varianten und möchte dazu im separaten nächsten Punkt näher darauf eingehen.

 

 


 

JKBMS von Jikong

 

das JKBMS ist ein aktiv Balancer BMS = Kombigerät mit BMS und aktivem Balancer in einem

aktiv Balancer BMS 01

Wie immer gilt auch hier: ich möchte keine Werbung dafür machen, es gibt keine Affiliate Links, keine Ads, keine Werbebanner, keine Reflinks - ich bekomme weder Geld noch Material dafür und habe rein garnichts davon.

Ich möchte lediglich meine Erfahrung mit anderen Menschen teilen.

Gekauft habe ich die Geräte bei Aliexpress über D.YU.K.B store = Dykbhuang Store mit denen ich übrigens aktuell in einem Dispute bin

Der Verkäufer verweigert bisher einen Umtausch / Rückerstattung. Ich werde berichten, ob es besser ist bei diesen Shop nicht zu bestellen, oder ob es doch noch Service gibt. Ansonsten werde ich einen besseren Shop nennen.

Nachtrag:  ist leider nicht gut ausgegangen, deswegen hier die -> Warnung vor Verkäufer D.YU.K.B Dykbhuang Store auf Aliexpress

 

01 Einstieg

Ich selbst nutze mehrere davon

aktiv Balancer BMS 02

 

 

Pro:



Kon:

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 

 

02 Versionen & Varianten

es gibt mehrere Versionen des aktiv BMS, rein vom Äußeren gibt es drei

Nr. 1 - die alte, kantige Version mit Ausschnitten im Deckel

aktiv Balancer BMS 03

 

aktiv Balancer BMS 04

 

Nr. 2 - die aktuelle Version

Der interne Aufbau ist offensichtlich 1:1 derselbe, lediglich das Gehäuse ist besser. Keine Ausschnitte und abgerundete Ecken, dickeres Metall, QR-Code (der nicht funktioniert) aufgedruckt

aktiv Balancer BMS 05

 

Maße

aktiv Balancer BMS 05.1

Bild mit Maßen in Originalgröße zum Download:  klick

 

 

 

zudem haben alle Varianten der aktuellen Version auch einen Canbus- sowie einen RS485 Anschluss mit an Bord. Bei der alten Version war beides optional / aufpreispflichtig.

Mit beiden kann man Daten des JKBMS abgreifen und verarbeiten, zusätzlich zur Bluetooth App.

Achtung:  dazu braucht man noch ein separates Zwischenstück für um 7€. Zum Thema RS485 / Canbus ganz am Ende mehr als separates Kapitel

aktiv Balancer BMS 06

 

Nr. 3 - die "abgespeckte" Version

aktiv Balancer BMS 07

 

der interne Aufbau ähnelt stark den großen, ist nur leistungsmäßig reduziert

aktiv Balancer BMS 08

 

 

gibt es mit Canbus sowie RS485 Erweiterung wobei nur eine nutzbar ist. Die großen Varianten können beides gleichzeitig, diese kann nur je eine

aktiv Balancer BMS 09

 

Varianten

von der alten sowie der aktuellen Version gibt es jeweils folgende Varianten:

 

die abgespeckte Version gibt es nur als

 

Preistreiber bei allen Varianten ist der Balancingstrom. Und genau das ist auch die interessante Kernkomponente, denn der BMS-Teil ist in seiner Funktionalität überall gleich und als Powerwall sind idR auch keine ultrahohen-Ströme gefragt. Bei 1A je Zelle sind das in einem 14s60p System maximal 60A die fließen (sollten), also würde hier schon das kleinste Modell ausreichen.

Aber:

0,6A Balancingstrom sind sehr knapp bemessen. Bei meinem ersten Testakku in 14s60p mit "nicht ganz so guten" Laptopakkus und 4,3KWh hat es das 0,6A Modell nicht geschafft, die Zellen zu balancieren.

1A sind jetzt auch nicht so viel mehr,

also empfehle ich das 2A Modell mit 150A

Das Sparpotential zur kleineren 1A Version lohnt nicht, und die größte Version mit 350A max. dürfte für unsere Powerwall überflüssig sein.

 

Höchstens die abgespeckte Version dürfte noch interessant sein für kleinere Powerwalls oder solche, die nicht stark beansprucht werden oder wo die Zellen bereits sehr gut abgestimmt und in sich balanciert sind, oder bei der Verwendung von neuen Zellen.

 

Also mein Tipp:

 

Hier zum separaten Testbericht inkl. Bezugsquellen

-> Akkus & PV - JKBMS aktiv Balancer smart BMS für 8s - 24s von Jikong mit App

 

Hier empfehle ich euch alternativ auch den Verkäufer ICGOGOGO auf Aliexpress.

Ich habe mehrere Verkäufer ausprobiert mit zweifelhaftem Ergebnis.

ICGOGOGO hat ein erweitertes Handbuch und kann technische Unterstützung bieten.

-> Zum Shop mit einer Auswahl aller Modelle

 

Übersicht aller Varianten mit technischen Daten

aktiv Balancer BMS 10.1

Übersicht als Großbild hier -> klick

 

 

mit Smartmeter von Discovergy: jederzeit Verbrauch und Solar-Einspeisung im Blick; sogar auf der Webseite (links oben)

 

03 Bluetooth App

Die neueren Geräte kommen alle mit einem QR-Code auf dem Deckel, der zum Download der App führen sollte. Zumindest bei meinen Geräten wurde die Seite nie gefunden und über den Google Playstore findet man die App auch nicht.

Hier der offizielle Downloadlink zur App und zum (unvollständigen) Handbuch ->  https://active.clewm.net/BApbC0

Im Abschnitt 5 findest Du nochmal ergänzende Infos zu den Punkten, die im Handbuch fehlen

Die App sieht dann so aus:

Das ist der "Status" mit Echtzeitanzeige aller wichtigen Werte.

Hier sieht man auch schön, dass der Balancer aktiv ist und von der stärksten Zelle (Nr. 14) in die schwächste (Nr. 3) Strom lädt.

Links oben sieht man unter "Balance Current", dass mit knappen 2A transferiert wird. "Delta Cell Voltage" zeigt die größte Spannungsdifferent zwischen den Zellen an

Ganz rechts oben die "0.0A" bedeuten, dass gerade weder geladen noch Strom entnommen wird
aktiv Balancer BMS 10

 

der "Settings" Bereich zum Einstellen aller Werte.

Hier kann man vor allem einstellen, bei welcher Unter- oder Überspannung das BMS als Schutzfunktion den Akku trennen soll

aktiv Balancer BMS 11

 

hier sind in erster Linie die maximalen Stromstärken einstellbar, bei denen das BMS ebenfalls zum Schutz den Akku abschaltet

aktiv Balancer BMS 12

 

Temperaturschutzfunktion für Übertemperatur des Akkus sowie auch des BMS sowie Ladeschutzfunktion bei Untertemperatur

aktiv Balancer BMS 13

 

Im Menüpunkt "Control" kann man dann nur noch manuel folgende Punkte aktivieren oder deaktivieren

Man kann also beispielsweise ein Laden zulassen, aber gleichzeitig ein Entladen verhindern, oder die Balancing-Funktionalität deaktivieren

 

 

 

04 Anschließen & verkabeln

Die allermeisten BMS werden im Grunde gleich angeschlossen, so auch dieses.

Hier beispielhaft der Anschlussplan für eine 14S Konfiguration

aktiv Balancer BMS 14

 

Anstatt die dünnen Käbelchen alle fest mit den Akkupacks zu verlöten benutze ich Krokodilklemmen (Aliexpress / eBay)

aktiv Balancer BMS 15

 

so kann man die Akkupacks später leichter wieder ausbauen z.B. zu Wartungszwecken

aktiv Balancer BMS 16

 

auf allen Verkaufsbildern immer zu sehen, aber in Wirklichkeit nicht montiert:  Ringkabelschuhe an den Hauptkabeln, die muss man noch selbst kaufen und anbringen. Idealerweise Crimpen + Löten

aktiv Balancer BMS 17

 

optional:  da das BMS bei mir flach aufliegt habe ich Muttern als Abstandshalter an die Unterseite geklebt, damit etwas Luft zur Kühlung zirkulieren kann

aktiv Balancer BMS 18

 

 

 

jetzt kommt eine Besonderheit, die im orig. Handbuch nicht erwähnt wird:  um das BMS zu starten braucht man einen kurzen 5V Impuls zwischen B- und P- (bzw. C-)

aktiv Balancer BMS 19

 

ich nehme dazu zwei Akkuzellen in Reihe, das sind dann 7,4V und das funktioniert auch prima, dazu ein Miniaturtaster, der beim Drücken kurz Spannung auf B- und P- gibt und somit das BMS einschaltet

aktiv Balancer BMS 20

 

optional:  bei der Verkabelung des BMS habe ich noch einen kleinen 12V Festspannungsregler / Step-Down / Buck Converter mit verbaut.

aktiv Balancer BMS 21

Für Kleinkram wie Lüfter, Lüftersteuerung, externe Spannungsanzeige. Wer sowas nicht braucht kann den Festspannungsregler weglassen. Aber bitte keinen Strom direkt von den Akkupacks abgreifen, das belastet die Packs ungleichmäßig + im Falle einer leeren Batterie, wenn das BMS den Wechselrichter abschaltet, werden bei einem direkten Stromabgriff an den Packs diese gnadenlos leergesaugt und tiefenentladen -> schon ausprobiert  😕

Also wenn Du eine zusätzliche Spannung für irgendwas benötigst dann immer nur über die beiden Haupt-Pole hinter dem BMS und entsprechend mit Spannungswandlern arbeiten

 

sieht dann bei mir so aus

aktiv Balancer BMS 22

Den Lüfter braucht man idR auch nicht, bei mir sitzt die komplette Powerwall in einer gedämmten Kiste und das BMS wird direkt mit Mineralwolle bedeckt, obenrum kann also keine Luft zirkulieren und so kann es auch keine Wärme abgeben, deswegen nutze ich die Abstandshalter und einen kleinen Radiallüfter, damit die Kühlung wenigstens von unten gewährleistet ist

 

05 Handbuch, Passwörter, Tipps & Tricks

key 1013662 640

1. Handbuch & App

Der offz. Link für Handbuch und App ist:  http://qr17.cn/BApbC0

Das dort verlinkte Handbuch ist leider unvollständig und wenig hilfreich. Ein vollständiges Handbuch kannst Du hier downloaden

 

Falls der obige Link mal offline sein sollte findest Du hier die App in der

 

Bei Bedarf habe ich auch ältere Versionen bis 2.6.0.30 (keine davon ist lauffähig auf Android 4.x)

 

2. Passwörter

Im offz. Handbuch auch nirgends beschrieben:  Du benötigst zwei Passwörter

  1. zur Verbindung mit Bluetooth:   1234
  2. um im Bereich "Settings" Änderungen vornehmen zu können: 123456

Beide Passwörter kann man ändern, ich habe sie bei mir beide abgeändert auf 12345  😅

 

 

 

3. Starten des BMS

Auch nirgends komplett beschrieben:  es gibt vier Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, damit sich das BMS starten lässt

  1. bei den dünnen Käbelchen müssen zwischen dem ersten (B-) und dem letzten (B+) mindestens 40V anliegen. Diese Spannung benötigt das BMS zur eigenen Stromversorgung
  2. das dicke Kabel "B-" muss an der Batterie angeschlossen sein
  3. "P-" darf nicht unter Strom stehen und muss komplett getrennt sein vom Ladegerät / Wechselrichter sonst geht das BMS beim Starten direkt kaputt
  4. zum Starten einen kurzen 5V-Impuls zwischen B- (+5V) und P- (Masse)

 

4. Verbindungsprobleme

Die Bluetoothverbindung funktioniert zwar immer schnell, allerdings unzuverlässig - die Verbindung zur App bricht ständig ab. Manchmal nach 5 Minuten, manchmal nach einer Stunde, manchmal schon nach 2 Minuten.

Das BMS wird dann in der Übersichtsleiste direkt wieder angezeigt, aber man kann sich nicht mehr damit verbinden.

Lösung:  man muss nach einem Verbindungsabbruch immer zuerst wieder auf "Scan" tippen, danach klappt die Verbindung.

 

 

06 Canbus & RS485

Hier habe ich noch nichts gemacht, ist aber in Arbeit.

Man kann die Daten des BMS mittels Canbus und/oder RS485 abgreifen und extern weiterverarbeiten, hierzu gibt es einen Thread auf Secondlifestorage wobei dieser nur zum reinen Balancer ist, nicht zum Kombigerät. Inwieweit das übertragbar ist wird sich zeigen, das wird meine nächste Baustelle sein.

Hier schonmal zwei Dokumente zum RS485 Protokoll

 

 

 Mehr Infos werden folgen, sobald ich damit weiter gekommen bin

 

 

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15 Ladegeräte & Kapazitätstester

 

1.) Kapazitätstester

Das, was man als dringendstes über gebrauchte 18650-Zellen wissen möchte ist ja, "Wieviel nutzbare Restkapazität haben die denn noch?".

Dazu gibt es etwa eine handvoll Ladegeräte, die eine eingebaute Kapazitäts-Testfunktion besitzen

Bild von XTar VC8 LiIon 18650 Kapazitätstest

 

Es gibt prinzipiell nur zwei Arten, wie man die Kapazität ermitteln kann.

1. Akku aufladen und dabei die Strommenge zählen, die in den Akku geflossen ist.

2. Akku aufladen -> Akku vollständig entladen und dabei die Strommenge zählen, die aus dem Akku geflossen ist.

1.1 Geräte mit 4 Schächten


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deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar


1.2 Geräte mit 8 Schächten oder mehr

 

1.3 Bastellösung für 1 Schacht:

ZB2L3

Kombination aus TP4056 (Lader, Amazon / eBay / Aliexpress)

und ZB2L3 (Kapazitätstester, Amazon / eBay / Aliexpress)

damit kann man dann eine LiIo Zelle testen. Ist in der DIY Powerwall Szene häufig an zu treffen, speziell in Verbindung mit dem billigen Ladechip

 

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1.4 Testkriterien

Wieviel Kapazität eine Akkuzelle ab Werk hat findest Du über die aufgedruckte Modellnummer heraus. Hilfreich ist auch die "Cell Database" von Secondlifestorage.com

Wenn die Akkuzelle nach dem Kapazitätstest noch mindestens 75% ihrer ursprünglichen Kapazität aufweist, ist sie noch gut nutzbar für alle Anwendungen.

Hat sie weniger Kapazität in % dann ist sie zumindest für einen Solarakku / eine Powerwall / sonstige Hochleistungsanwendungen eher nicht mehr zu gebrauchen, da sie dann schon viel schuften musste in ihrem Leben und sehr wahrscheinlich nicht mehr sehr lange fehlerfrei funktionieren wird.

Solche Zellen sind jedoch nicht zwangsläufig Müll, sie sind noch für nicht-kritische Anwendungen wie Solar-Außenlampen, Akku-Lautsprecher, Taschenlampe, Wildtierkamera, Elektrospielzeug, Bastelprojekte etc. brauchbar

 

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2.) Ladegeräte

Ein Kapazitätstest dauert in der Regel recht lange, erstrecht wenn das Kapazitätstestgerät den vollen Zyklus durchführen muss, also "Laden -> entladen -> laden"

Man kann diesen Vorgang verkürzen, indem man den ersten Ladeprozess nicht durch den Kapazitätstester übernehmen lässt, sondern durch ein separates, normales Ladegerät. Diese sind idR um einiges günstiger als solche mit Kapazitätstest.

Bild von

 

 

 

Hier einige Modelle, gängige Modelle:

2.1 Geräte mit 4 oder mehr Ladeslots

 

2.2 Bastellösung:

TP4056

Bildquelle:  User zorrex

Gute Bauberichte zu den Chips findest Du auch hier: Klick 1 - Klick 2

 

2.3 Phomax 10-Slot Lader für 10€ inkl. Versand

Ich selbst nutze zum Vorladen der Zellen ein paar billige Ladegeräte mit 10 Schächten. Bei Aliexpress für um 10€ bestellt (der Preis schwankt tageweise zwischen 10,xx und 11,xx €)

Bild von Phomax 10-Slot LiIon CHarger

PHOMAX 10 Slot 4,2 V LED Smart Display Licht Schnelle Ladung EU IMR/Li-Ion 18650 17650 22650 AA AAA akku Ladegerät



Herstellerangaben:



Da ich zu dem Gerät ansonsten nirgends etwas finden konnte hier mal ein paar erste Eindrücke von mir:

Bild von

 

wird auf der Internetseite nicht so ganz klar da teilweise widersprüchlich, hier nun Klarheit: Angaben zum Ladestrom
Bild von

 

Bild von

 

 

 

Bild von



EU-Stecker ist standardmäßig dabei
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die Federn der Schlitten sind leichtgängig, Zellwechsel gehen so locker von der Hand
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Unterseite
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Lüftungsslöcher an der Rückseite
Bild von

erster Minuspunkt: das Netzkabel ist mit 60cm recht kurz geraten

Bild von

erster Test: mit ein paar LG MG1 in unterschiedlichem Zustand befüllt. Die Anzeigen beschränken sich auf LED Rot/Grün
Bild von Phomax GTF LiIon Lithium 18650 Ladegerät Batterie charger 10 slot billig günstig preiswert schnell

um heraus zu finden, ob der Lader auch eine Reaktivierungsfunktion für 0V-Zellen hat suche ich gezielt eine handvoll Samsung 26H raus, allesamt mit Restspannung zwischen 0,51 und 0,52 V, gemessen mit dem Vapcell YR-1030. Die fünf Zellen links haben >3V
Bild von

einige Zeit später: bei den MG1 sind die ersten fertig, die unabhängige Ladeelektronik scheint schonmal zu funktionieren
Bild von


Ohne Bild:
bei einer handvoll fertig geladener Zellen habe ich mit dem Vapcell die Spannung gemessen, lag bei 4 von 5 Zellen bei 4,22V und bei einer Zelle bei 4,11V.
Kann an der Zelle liegen oder am Ladegerät, kann ich noch nicht genau sagen. Das Laden war seit etwa 1 Stunde beendet, erst dann habe ich gemessen.

 

mein Zwischenfazit nach 2 Wochen Benutzung:

Stärken:

 

Schwächen:

 

zweiter Minuspunkt: die Ladeschächte sind recht tief in das Kunststoffgehäuse eingelassen, sodass man Zellen nur von außen nach innen herausnehmen kann, nicht aber mittendrin welche rausnehmen. Zumindest bekomme ich das nicht hin
Bild von

mal schauen, was drin steckt
Bild von

fünf identische Platinen für je zwei Zellen, die unabhängig voneinander mit dem 230V Netz verkabelt sind. Keine Sicherung, kein Netzteil zu sehen
Bild von

 

 


MS-10810A darüber findet man (aktuell?) jedoch nichts, außer Verweise zu ebendiesem Ladegerät
MS-10810A

falls jemand mit Elektrokenntnissen etwas damit anfangen kann hier noch ein paar Detailsbilder mit der Bestückung der Platine / des Ladecontrollers
Bild von

Bild von

 

 

 

Bild von

 

Bild von

 

Bild von

 

Nach 2 Wochen:

Heute festgestellt: in beiden Ladegeräte haben einzelne Slots sporadisch Aussetzer. Die LEDs gehen aus, nach ein paar Sekunden gehen sie wieder an.
Bild von

 

Bild von

Habe ich nun schon ein paar Mal beobachtet, auch mit gewechselten Zellen.
Muss das Gerät mal auseinander bauen und schauen, ob die Platine darunter vielleicht einen Wackler hat


Nachtrag nach 1 Monat (intensiver 24/7) Nutzung:

einer der beiden Lader hat nun einen ersten "richtigen" Defekt.
Nachdem die LED-Aussetzer erstmal nichts zu sagen hatten und die Zellen trotzdem geladen wurden ist nun ein Slot-Päärchen komplett tot.

Ersatz hat der Verkäufer bereits nach Rückmeldung der LED-Aussetzer losgeschickt, ist aber noch nicht angekommen.

Da das Austauschgerät noch nicht angekommen ist nutze ich den teildefekten Lader mit 8 funktionierenden Slots weiter.
Doch über Nacht ist dann wohl etwas durchgeschmort. Heute Morgen beim Akkucheck: alles dunkel in der Werkstatt, Sicherung geflogen. Alle Geräte ausgestöppselt, Sicherung wieder rein, nacheinander alles wieder eingestöppselt und siehe da, beim 10er Ladegerät flirgt die Sicherung direkt raus.

Also ausgesteckt und mal auseinander geschraubt. Der Übeltäter ist schnell gefunden:
Bild von

 

Bild von

auf dem defekten 2er Slot Päärchen ist ein Chip durchgebrannt (links vom Kondensator)
Bild von

 

Bild von

 

Nachtrag nach 6 Monaten 24/7 Nutzung:

Mittlerweile sind 8 von 10 Geräten mal defekt gewesen, und immer ist eine der Zweierplatinen durchgebrannt, immer eines von denselben zwei Bauteilchen

Phomax 10 Slot Charger 003

 

zum Glück kann man recht einfach so eine defekte Platine auslöten und eine andere funktionierende wieder einlöten

Phomax 10 Slot Charger 006

 

so konnte ich aus 5 defekten Geräten wieder 4 funktionierende zusammenstellen

Phomax 10 Slot Charger 007

 

Schade, zuverlässig ist anders.

 

Mein Fazit:

 

 


 

 16 kpl. Akkupacks testen

Wie man einzelne 18650er Zellen auf Kapazität testet findest Du unter dem Punkt 15 Ladegeräte & Kapazitätstester

Hier findest Du nun eine Möglichkeit, wie Du ein fertiges Akkupack laden und auf Kapazität testen kannst.

Wozu?

Die Kapazitätsmessgeräte für Einzelzellen testen in der Regel in einem Bereich zwischen 4,20V und 2,80V oder 2,60V - und diesen Bereich kann man auch nicht verändern.

Für eine Powerwall ist es sinnvoll, den Spannungsbereich zu verkleinern, damit die Akkuzellen länger leben. Ich nutze den Bereich 4,05V bis 3,30V.

Um nun herauszufinden, wieviel Kapazität ein Akkupack mit diesem verkleinerten Spannungsbereich tatsächlich haben wird benötigen wir zwei Dinge

  1. ein einstellbares Netzteil
  2. eine elektronische Last

Das einstellbare Netzteil deswegen, damit wir vor dem Test das Akkupack auf eine exakt definierte Spannung aufladen können, in meinem Fall 4,05V

In einem zweiten Schritt wird das geladene AKkupack mit Hilfe der elektronischen Last dann entladen und die Energiemenge dabei mitgezählt.

 

16.1 einstellbares digitales Netzteil

RD DPS5020 digitales einstellbares Netzteil Labornetzteil Ladegerät Power supply

"Einstellbar" meint, dass die Ausgangsspannung des Netzteils stufenlos einstellbar ist, sowie auch die Ausgangsstromstärke.

In der Regel nimmt man für sowas ein 300W Labornetzteil - was recht teuer ist.

Eine preiswerte Alternative ist hier die "DPS"-Serie von Riden / RD-Tech.

RD DPS5020 2

 

Hier ein Link zum offz. Shop mit allen Modellen:  RD Offizial @ Aliexpress

 

Ich habe mich für das "größte" Modell mit der meisten Power entschieden, das DPS5020 mit 20A Ausgangsleistung

Bild von

 

die Teile sind überschaubar, aber mangels Zusammenbauanleitung hier schrittweise erklärt

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das ist das eigentliche Netzteil. Erstaunlich, dass es 1.000W liefert. Im Grunde ist das ein großer "Step-down" oder "Buck" Konverter

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das Bedienteil samt Display wird einfach in das Gehäuse eingeklippst

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die DSP-Platine mitsamt den Abstandshalter-Füßchen am besten nicht direkt verschrauben...

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...sondern erst die rückseitigen Platinen für die Stromversorgung / Lüftersteuerung einbauen

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hier hier Anschlüsse an der Front

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dann werden die Kabel angelötet. Achtung:  die beigelegten Kabelstücke sind ziemlich genau abgemessen, da ist kein cm zu viel mit dabei, also vor dem Zuschneiden genau messen

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so sollte das dann fertig verkabelt aussehen

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es sind keine Anschlusskabel mitgeliefert, hier musst Du noch was passendes basteln. Entweder mit Bananensteckern, oder mit Ringterminals.

Die Krokodilklemmen (Aliexpress / eBay) hier auf dem Bild haben sich als untauglich erwiesen,die sind bis max. 2A brauchbar, eher nur 1A, mehr schaffen sie nicht.

Bild von

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 

 

Manko bei allen DPS Geräten ist:  man benötigt ein separates Netzteil zur Stromversorgung, wobei der Eingangsspannungsbereich relativ groß ist.

Für mein zweites DPS, ein kleines DPS5008 mit 5A nutze ich z.B. ein Laptopnetzteil für 10€.

Doch für das große DPS5020 reicht das nicht aus, hier habe ich ein PC-Netzteil. Genauer:  ein Server-Netzteil mit 1.200W für ebenfalls um 10€ auf eBay ersteigert

Bild von

 

das liefert 60A auf der 12V Schiene

Bild von

 

wichtig zu wissen:  die DPS-Varianten, die als "Buck" gekennzeichnet sind können immer nur eine niedrigere Spannung ausgeben, als reinkommt. Bei 12V Eingangsspannung liegt die max. Ausgangsspannung bei etwa 11V.

Nur die Modelle mit "Buck/Boost" Bezeichnung können eine niedrige Eingangsspannung am Ausgang erhöhen.

Da ich nur mit 4,05V laden will reichen mir 12V Eingangsspannung aus

Bild von

 

 

 

fertig und läuft

Bild von

 

Testaufbau

Bild von

 

zusätzlich zur Bedienung direkt am Display-Bedienteil kann man das DPS auch über eine Handyap oder Windows-Software steuern - sofern man die Variante mit Bluetooth-Erweiterung oder USB bestellt hat (es kann nur eines von beiden genutzt werden).

PS:  lohnt für unsere Zwecke nicht wirklich, ich bediene das DPS mittlerweile nur noch direkt am Gerät, das geht sehr einfach und intuitiv, viel schneller als erstmal nich Laptop und Kabel anzuschließen

Bild von DPS5020

 

Überprüfung der Genauigkeit:  bei eingestellten 4,0V am DSP messe ich am Multimeter 4,004V

Das ist für mich genau genug

Bild von

 

das fertig gebaute Akkupack lade ich so auf exakt 4,00V auf

Bild von

 

dadurch, dass man auch die Ampèrezahl begrenzen kann hat man hier automatisch einen CC - CV Modus mit einer entsprechenden Ladekurve

CC CV Ladekurve

 

Hier sieht man gut, dass der, noch nicht volle, Akku erst 3,948V hat, obwohl mit 4,0V geladen wird. Je näher er der 4,0V kommt desto weniger Strom wird er aufnehmen, der Akku kann so also nicht überladen werden denn bei erreichen der Zielspannung wird er nichts mehr aufnehmen

Bild von

 

 

16.2 elektronische Last / Dummy Load

Um die tatsächliche Kapazität eines Akkupacks zu testen benutze ich eine elektronische Last. Auf Aliexpress gibt es eine handvoll unterschiedlicher Modelle, dort findet man sie über die Stichworte "electronic load"oder "dummy load"

Ich benutze ein modifiziertes DL24 von Hidance / Atorch

Bild von electronic load atorch dl24 elektronische last dummy load

 

Bild von

 

Bild von

 

 

 

Bild von

 

das DL24 wird mit den beiden Messklemmen an den Akku angeschlossen und gestartet

Bild von

 

modifiziert?

Es gibt grundsätzlich zwei Arten von elektronischen Lasten.

Die meisten haben zwei Messkabel. DIese werden an das Akkupack angeschlossen und das Gerät schaltet einen (meistens einstellbaren) Widerstand, sodass der Akku entladen wird. Dabei wird die verbrauchte Energiemenge gezählt, also ganz ähnlich wie bei den Ladegeräten mit Kapazitätstestung, nur dass man hier

 

Und genau beim letzten Punkt gibt es zwei kritische Dinge, die zu beachten sind:

  1. damit beim Test der Akku nicht gnadenlos bis auf 0V tiefenentladen wird braucht man ein Gerät,welches auch eine automatische Abschaltung bei einer frei wählbaren Spannung beherrscht, das können schonmal nicht alle elektronischen Lasten -> in Artikelbeschreibung / Handbuch unbedingt nachschauen
  2. wird der Test gestartet und der Akku mit z.B. 15A = 60Watt belastet gibt es in der Messleitung einen Spannungsabfall. Das ansicht ist erstmal nicht schlimm, aber bei den Geräten mit nur 2 Messleitungen verfälscht dieser Spannungsabfall eben die Spannungsmessung und somit kann die automatische Abschaltung nicht zuverlässig funktionieren, s. auch Timelapsvideo

 

nach langem Hin und her mit dem Hersteller hat dieser mir ein zweites Gerät geschickt, welches er um zwei zusätzliche Messleitungen erweitert hat

Bild von

 

nun gibt es zwei dicke Kabel durch die der STrom fließt sowie zwei separate dünnel Kabel nur zum Spannungstest

Bild von

 

nun funktioniert die Dummy Load auch gescheit und schaltet zuverlässig bei der eingestellten Spannung ab

Bild von

 

 

 

so, nun brauchst Du aber nicht ein DL24 kaufen und daran rumlöten, das ist zum Glück nicht notwendig, denn seit kurzem (vermutlich auch auf meine "Beschwerde" hin) gibt es auch eine Variante mit 4 Messkabeln, das DL24P-Plus

Bei der Variante ohne Lüfter kannst Du einen x-beliebigen PC-Lüfter anbauen. Bei 15A Teststrom sind das rund 60 Watt Wärmeabfuhr, das sollte jeder CPU-Lüfter locker schaffen. Solltest Du mit höherer Leistung arbeiten brauchst Du entsprechend einen Hochleistungslüfter.

 

Fazit:

 

 

 

Alternativ:

Nach nun rund 20 getesteten Akkupacks kann ich sagen, dass wenn man alle Einzelzellen getestet hat (4,20V - 2,80V) und dann die Powerwall aber nur betreiben möchte im Bereich 4,00V bis 3,30V kann man recht genau 25% Kapazität abziehen

Wenn also die Summe der Einzelkapazitäten der getesteten Zellen 400Wh beträgt sind es schlussendlich nutzbar noch 300Wh.

 

PS:  Umrechnung Ah zu Wh ? -> Onlinerechner

 

Randnotiz:  Wieso überhaupt Wh und nicht Ah?

Ah als Einheit für Energiemenge ist ziemlich unpraktisch da sie immer bezogen ist auf eine spezielle Spannung. Sprich:  man kann keine 12V Batterie vergleichen mit einer 24V Batterie. Kann man schon, aber dann muss man umrechnen.

Beispiel:  eine 100Ah KFZ-Batterie hat genausoviel Energie wie eine 33Ah eBike-Batterie.

Wieso?  100A x 1 Stunde x 12V = 1.200A x h x V = 1.200Wh.  und 33Ah x 1h x 36V = 1.200Wh

Besser ist es also, direkt in Wh umzurechnen, weil dann kann man immer direkt alle Batterietypen miteinander vergleichen, unabhängig von der Betriebsspannung.

Und ohne Angabe der Spannung ist eine Angabe in Ah sowieso komplett unbrauchbar. Wenn also jemand sagt "meine Powerwall hat 500Ah - ja, keine Ahnung ob das nun viel ist oder wenig. Bei einem 12V-System sind das 5.000Wh = 5kWh also eher klein. Bei einem 48V System sind das 24kWh also schon sehr viel.

Deswegen haben eBike-Akkus und auch eAutos in der Regel immer die Angaben zur Batteriekapazität in Wh bzw. kWh

 

 

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17 Innenwiderstand Ri

Bevor man eine gebrauchte LiIon Akkuzelle in einer Powerwall verwendet sollte man unbedingt deren Innenwiderstand messen, denn der gibt Aufschluss darüber, in welchem Zustand sich die Zelle befindet.

 

17.1 generelles zum Innenwiderstand:

 

17.2 Wert des Innenwiderstands

Prinzipiell hat jedes Akkumodell einen eigenen, spezifischen Innenwiderstand. Meistens findet man die Angabe dazu durch Googeln in einem Herstellerdatenblatt.

In der Regel liegt der Innenwiderstand bei einer brandneuen Zelle, je nach Modell, zwischen 30 und 70 mOhm (Milli-Ohm).

Samsung-Zellen haben in der Regel sehr niedrige Werte, Sony-Zellen etwas höhere.

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 

17.3 Richtwert 70 mOhm

Möchte man nun nicht zu jeder einzelnen Zelle den genauen Herstellerwert raussuchen kann man auch mit einem Mittelwert arbeiten:

70 mOhm

Viele DIY-Powerwall-Menschen im Netz nehmen 70mOhm (manche auch 75mOhm) als Grenzwert.

D.h.:  Zellen mit einem Innenwiderstand von unter 70 sind OK und werden benutzt, darüber sind sie zwar noch für andere Anwendungen zu gebrauchen z.B. in Spielzeugen, Taschenlampen, Wildtierkameras etc., aber nicht mehr für eine Powerwall.

Dieser Wert ist nicht in Stein gemeißelt sondern ein Richtwert, an dem sich viele orientieren. Wie gesagt, manche arbeiten mit 75mOhm, und ich habe eine Test-Powerwall mit Zellen bis 150mOhm in der Garage gebaut bei der ich allerdings noch Langzeiterfahrungen zusammentrage und etwa 2022 erste Ergebnisse liefern kann.

Von daher empfehle ich dringend:  70mOhm als Grenzwert

 

 

 

17.4 Innenwiderstand messen

Multimeter:   jedes Multimeter kann den WIderstand messen. Doch vorsicht:  der Innenwiderstand von LiIon AKkusliegt im Milli-Ohmbereich und ist außerhalb des Messbereichs von Multimetern, auch von guten / teuren / Elektrikermultimetern, daher sind Multimeter ungeeignet.

 

Ladegerät:  einige Ladegeräte / Kapazitätstester haben eine eingebaute Innenwiderstandsmessung. Doch auch diese ist ungeeignet, da sie sehr unexakte und nicht reproduzierbare Werte liefert. Das betrifft alle Ladegeräte am Markt. Bitte gerne mal Googeln, man findet zu diesem Thema einige Beiträge die das belegen.

 

Vapcell YR-1030:  zum Bestimmen des Innenwiderstandes von LiIon Zellen benötigt man ein sehr feinfühliges Messgerät mit 4-Spitzen-Messung. Sowas findet man in der Regel eher nur im Profi- und Laborbereich und ist zudem sehr kostspielig. Eine Ausnahme ist hier das YR-1030 von Vapcell. Es ist äußerst genau. Es ist quasi das einzige Gerät, das tatsächlich zur Innenwiderstandsbestimmung taugt.

Vapcell

Das Gerät gibt es mit verschiedenen Zubehörpaketen, was den Preis entsprechend erhöht.

Tipp 1:  Du brauchst weder die Zellhalter noch die Messklemmen. Dir Grundausstattung wie auf dem Bild zu sehen ist perfekt geeignet.

Tipp 2:  wenn es nicht eilt schau bei Aliexpress, da ist das Messgerät meistens erheblich günstiger als auf eBay / Amazon / bei deutschen Händlern. Achte dann aber auf ein englischsprachiges Menü. Im Grunde muss man im Menü zwar nichts einstellen und die Messergebnisse werden auch in der chinesischen Version in lateinischen Zeichen angezeigt, aber trotzdem würde ich kein chinesisches Menü haben wollen.

Es gibt auch noch ein, zwei andere Messgeräte mit 4-Spitzen-Messung, allerdings habe ich hierzu keinerlei Eigenerfahrung und auch keine belastbaren Erfahrungsberichte, deswegen kann ich nur das YR-1030 empfehlen, mit dem ich auch selbst arbeite.

 

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Einzelzellen zu messen fand ich ziemlich nervig da diese ständig wegkullern

Bild von Vapcell YR-1030 Berg Haufen 18650

 

also habe ich mir eine simple Konstruktion aus einer Dachlatte und einem Holzbrettchen gebaut

Bild von Innenwiderstandsmessung Halterung Konstruktion

 

etwa 120 Akkuzellen passen auf einen Schlag drauf

Bild von

 

 

 

Bild von System Vapcell YR1030 RI Messung Zellhalter

 

Arbeitsweise:  Reihe um Reihe messe ich die einzelnen Zellen durch. Die mit > 70mOhm schiebe ich zunächst ein kleines Stückchen seitlich raus...

Bild von

 

...erst wenn ich alle Zellen durchgemessen habe ziehe ich die markierten Zellen raus und lege sie auf Seite. So stürzt der Stapel nicht zusammen

Bild von 18650 Akkuzelle Sony Samsung Panasonic LG Innenwiderstandsmessung Ri

 

 

 

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18 Solar Laderegler

In diesem Kapitel geht es um Solar-Laderegler. Die Punkte, die ich kurz ansprechen werde sind:

 

 

18.1 Funktionsprinzip

Laderegler machen immer zwei Dinge:

  1. PV-Module werden daran angeschlossen
  2. Batterie wird angeschlossen

Solar Laderegler Schema

Ein Solar-Laderegler wandelt also von den PV-Modulen den DC-Strom (Gleichspannung), um damit die Batterie (ebenfalls Gleichspannung) zu laden.

Intern ist also immer ein DC-DC-Wandler verbaut, der die, je nach Sonneneinstrahlung ständig wechselnde, Gleichspannung der PV-Module umwandelt in eine genau definierte Gleichspannung zum Laden der Batterie.

Dabei muss der Laderegler auch noch dafür sorgen, dass die Batterie nicht überladen wird und den Ladevorgang rechtzeitig beenden,

zusätzlich sollte er passend zum verwendeten Batterietyp auch noch verschiedene Ladekurven beherrschen. Dazu gleich mehr.

 

18.2 Step-Down / Step-Up

Bei preiswerten Solar-Ladereglern wird das Wandeln der Spannung mittels Stepdown-Wandler (oder auch Buck Konverter / Step-Down Converter) gemacht.

Achtung:

Das bedeutet, dass die Spannung der angeschlossenen PV-Module immer ein paar Volt höher sein muss, als die Batteriespannung da ein Stepdown nur Spannungen generieren kann die niedriger sind, als die EIngangsspannung.

Beispiel:

Um eine typische 12V KFZ-Batterie mit 14,4V laden zu können müssen die PV-Module allermindestens 16V liefern, besser 18V als niedrigsten Wert.

Das bedeutet:  mit einem 12V Solarpanel kann man keine 12V Batterie laden.

Step-Down Module sehen so oder so ähnlich aus

Step Down2

 

zur technischen Funktionsweise hier auch eine schematische Darstellung

Step Down1

Bildquelle und mehr Infos zur Funktionsweise von Step-Down Konvertern -> Abwärtskonverter @ itwissen.info

 

Ganz selten haben Solar-Laderegler anstelle eines Stepdown Konverters auch einen Step-Up oder Boost Konverter verbaut. Der funktioniert genau andersherum, er benötigt eine niedrige Eingangsspannung und macht daraus eine höhere Ausgangsspannung.

Vor dem Kauf solltest Du also immer darauf achten, welches Funktionsprinzip dahinter steckt wobei in der Regel wenn es ein Step-Down ist es nicht immer dabei steht weil das die Regel ist, und falls es ein eher seltener Step-Up ist dann steht es immer dabei.

 

18.3 PWM / MPPT

Beides bezeichnet eine Technik zur Regelung der PV-Eingangsspannung.

 

 

 

PWM Laderegler

Beim PWM Regler wird im Grunde die Spannung der PV-Module durch die Ladereglersteuerung so weit nach unten gezogen, bis sie nur noch so hoch ist wie die Batteriespannung. Dann wird der Strom durchgeschaltet.

 

Ein typischer und oft zu findendender PWM Laderegler ist dieser (unterschiedliche Markennamen)

PWM Solar Laderegler1

Kostet zwischen 7€ und 15€

Meistens wird er als MPPT Laderegler beworben, aber das ist ein Fake, es ist definitiv ein billiger (im wahrsten Sinne des Wortes) PWM Laderegler, über den man auch unzählige Reviews und Berichte im Internet findet

 

Es gibt auch viele Varianten davon, die mit unterschiedlichen Farben oder leicht geändertem Plastikgehäuse daherkommen

PWM Solar Laderegler2

 

 

Hier noch ein schönes Vergleichsvideo zwischen PWM und MPPT

 

Ohne jetzt allzu sehr vorgreifen zu wollen aber:   Bitte - kauf Dir keinen PWM Laderegler und erstrecht nicht die o.g. Billigst-Regler. Die sind Schrott und gefährlich.

Zudem ist PWM ineffizient, d.h. Du verschenkst jede Menge Sonnenenergie. Diese verpufft einfach ungenutzt anstatt damit die Batterie zu laden.

 

MPPT Laderegler

Um zu verstehen, wie ein MPPT Laderegler funktioniert vorher noch eine kurze Erkäuterung, wie PV-Module leistungstechnisch funktionieren.

  1. jedes PV-Modul hat eine eigene, typische Arbeitsspannung
  2. je nach Sonneneinstrahlung und Belastung varriiert diese Spannung
  3. je nach Spannugshöhe variiert auch die Stromstärke, die das Modul liefern kann und damit auch die Leistung in Watt

 

MPPT Kurve1

 

Am obigen Bild erkennt man die beiden Verläufe von Spannung und Stromstärke eines PV-Moduls. Diese Kurven sind bei jedem Modul von den Werten her anders, aber der schematische Verlauf ist übertragbar und überall ähnlich.

Man sieht auch, es gibt einen optimalen Punkt in dem das Ergebnis von Spannung [U] x Stromstärke [I] den höchsten Wert = Watt [W] hat. Diesen Punkt nennt man MPP = Maximum Power Point also Punkt der maximalen Power.

Um das besser zu visualisieren kann man auch diesen Punkt als Fläche einzeichnen. Ist die Fläche am größten dann ist auch die Leistung am größten.

MPPT Kurve2

 

Zur Erinnerung:

je nach Sonneneinstrahlung und Belastung am Ausgang (sogar abhängig von der Außentemperatur) verschiebt sich dieser Punkt, ist also nicht fix sondern ändert sich ständig je nach Modul und Situation.

Ein MPPT (das T steht für Tracker = engl. für "Sucher" oder "Aufspürer") sucht und findet also immer den Punkt auf der Spannungskurve eines PV-Moduls, an dem die Leistung maximal ist. Dieses sog. Tracken geschieht permanent, solange der MPPT-Laderegler läuft.

MPPT Kurve3

 

Hier im direkten Vergleich zum PWM Laderegler wird der Unterschied noch klarer

MPPT Kurve4

Anstatt wie beim MPPT den Punkt der idealen Leistungsausbeute zu nutzen (hier 100W) nimmt der PWM den Punkt, der am besten zur Batterie passt (hier 81W), der Rest an Leistung geht schlicht verloren.

 

Da MPPT-Laderegler immer teurer sind als PWM Geräte habe ich mir ein paar Modelle genauer angeschaut, die ich im nachfolgenden kurz vorstellen möchte.

 

18.4 ein paar Modelle vorgestellt

Hier nochmal der Hinweis:

Wir bekommen weder Geld für Werbung noch erhalten wir Geräte kostenlos oder sonstige Gegenleistungen, haben keine Affiliate-Links, bekommen keine Provisionen, haben keine Werbebanner geschaltet oder sonstwas. Wir versuchen nur unsere eigenen Erfahrungen mit anderen Menschen zu teilen.

Deswegen lassen wir uns auch nicht kaufen oder sonstwie beeinflussen. Wenn ein Gerät scheisse ist dann steht hier auch - dass es scheisse ist. Und das wird auch so bleiben. Punkt.

 

18.4.1 MPPT Solar Laderegler mit um 30A Ladestrom und Eignung für 48V LiIon Akkus

Zuerst habe ich selbst nach günstigen MPPT Ladereglern mit um 30A Ladestrom geschaut, die auch 48V Batteriespannung können. Davon gibt es nicht viele, aber ein paar habe ich gefunden.

1.) noname Solar Charge Controller PWM 30A

Solar Laderegler 30A PWM

Kurzbewertung:

- Fake-MPPT

- PWM = ineffiziente Methode

+ sehr günstig, als Einstieg in Photovoltaik oder für Basteleien gut geeignet, auf Youtuber und im Netz findet man hierzu auch viele Infos

Hier ein Test-Video auf Youtube ->Billiger 10 Euro PWM Laderegler im CHECK #SOLAR​ LADEREGLER 12/24 Volt

 

 


2.) MPT-7210A

Solar Laderegler 7210A

 

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Kurzbewertung:

+ günstigste Ausführung, echter MPPT
- nur 10A Leistung, Lüfter sehr laut

mehr Infos:

 

3.) Yosun MPPT Solar Charge Controller -> ACHTUNG FAKE - nur PWM

Solar Laderegler Yosun

Kurzbewertung:

-> gute Leistungswerte, aber die max. 80V PV-Moduleingangsspannung ist gerade so nicht ausreichend, um zwei Standard-Module in Serie zu schalten, d.h. man muss alles parallel anschließen. Zudem: rein passive Kühlung
-> Nachtrag: schein kein MPPT sondern nur PWM zu sein, siehe Kommentare hier
Handbuch als Pdf zum Download @ Filehorst

 

 

 

4.) JNGE JN-MPPT-Mini

Solar Laderegler JN MPPT Mini

Kurzbewertung:

+ stabiles Metallgehäuse, kein Plastik

+ Lüfter temperaturgeregelt bis zum kompletten Stillstand

+ Display gut lesbar, Menüführung auch ohne Handbuch intuitiv, beleuchtet während der Bedienung

+ Anschlussterminals sicher verdeckt

- Anschlussterminals nur mäßig gut erreichbar da halb verdeckt 

- 6mm² max. Anschlussdurchmesser, auch für die Batterieanschlüsse. Ist bei 30A OK aber dann ist man gezwungen, die Kabelstrecke kurz zu halten

- Monitoring nur bei aufpreispflichtigen Erweiterungen (WLan / Ethernet + App). Ggf per RS485 möglich, dann aber in Eigenregie ohne vorgefertigte App

Nachtrag:

2021 hat das Modell ein Update mit einer Verschlechterungen bekommen, es ist nun nicht mehr für 48V Akkusysteme geeignet.

Bei einigen Händlern auf ALiexpress bekommt man noch das alte Modell mit 48V-Eignung aber hier gilt aufpassen und vergleichen

Möglicherweise! fällt die 48V EIgnung nur auf dem Papier weg, denn bei meinen Modellen mit 48V-Eignung ist die Ladespannung einstellbar bis 100V, also kann man auch Akkusysteme mit 72V / 96V betreiben bzw. im Grunde kann man ganz flexibel je nach verwendetem Akku die Werte genau einstellen und anpassen.

Evtl. hat der Hersteller JNGE hier nur die Beschreibung verändert, aber den einstellbaren Spannungsbereich nach wie vor auf max. 100V belassen, sodass man auch nach wie vor 48V Akkusysteme benutzen kann.

Falls jemand ein 2021er Modell in Benutzung hat würde ich mich über Rückmeldung freuen, wie weit man den Spannungsbereich einstellen kann. Danke

 

 

 

5.) Decdeal MPPT 30A

Solar Laderegler Decdeal

Kurzbewertung:

+ klingt von den Werten her gut, aktiver Lüfter, großer Eingangsspannungsbereich
- man findet keinerlei Infos über den Regler, einzig ein Video bei YT. Pdf Handbuch rückt niemand raus, habe alle Händler angemailt (hat angeblich niemand vorliegen)

Nachtrag:

Da man nirgends Informationen oder Handbuch erhält und der WR fast nirgends verfügbar ist -> uninteressant

 

 

 

18.4.2 Solar Laderegler mit 60A

Wer mehr Leistung benötigt kann sich hier einen guten Vergleich samt Erfahrungsbericht durchlesen mit

Mehr Infos:

Ladereglervergleich Victron, eSmart3 und MakeSkyBlue

Video auf YT -> eSmart3 vs EPever XTRA 4415N MPPT Solar Laderegler Test Solaranlage, Balkonkraftwerk Stromspeicher

Hier ein netter Vergleich zwischen Makeskyblue, dem Nachbau PowMr und EPever Tracer 6415AN -> Test auf Youtube

Aus meiner eigenen Erfahrung kann ich von zwei Modellen berichten, und zwar von

 

EPever Tracer 6415AN

Das Gerät habe ich seit März 2021 in Betrieb in meiner 18650 DIY Tesla Powerwall in der Garage, wo er 8 PV-Module mit je 380Wp und insgesamt 3kWp zuverlässig handelt

Bild von EPever Tracer 6415AN

 

Pro / Contra:

+ sehr wertige Verarbeitung, gutes, splitterfreies, dickes Kunststoffgehäuse

+ massive Anschlussterminals mit Zugentlastung für dicke Kabelquerschnitte

+ Passivkühlung mit richtig großzügig dimensioniertem Kühlkörper auf der Rückseite, der auch unter hoher Dauerbelastung nicht zu heiß wird

+ sehr viele Einstellmöglichkeiten, nicht bloss automatische Spannungserkennung der Batterie, somit auch individuell gebaute Powerwalls benutzbar (z.B. bei mir die PW mit sehr untypischen 65V)

- Preis ist schon ordentlich hoch aber im Vergleich zur gebotenen Leistung und Qualität ein unschlagbarer Kompromiss aus Preis und Leistung

- nicht alle Einstellungen direkt am Gerät machbar, für die erweiterten Optionen benötigt man das optionale MT50 für um 18€

- Display ohne Beleuchtung

 

 

Erhältlich:  bei z.B. Aliexpress oder eBay oder Amazon

 

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gute Anschlussterminals mit Zugentlastung

Bild von

 

MT-50

Bild von

 

sehr viele Einstellmöglichkeiten

Bild von

 

Bild von

 

hier noch ein nettes Vergleichsvideo zwischen dem EPever 6415AN und dem günstigen Esmart3 -> Epever 6415 vs Esmart 3 60A MPPT Solar Laderegler Test

Fazit

Topp Gerät welches von der Qualität und auch den technischen Werten sowie Wirkungsgrad auf einer Höhe mit den richtig teuren Markengeräten ist, aber dennoch preislich etwas erschwinglicher.

EPever gilt schon fast als Geheimtipp für all diejenigen, die Super-Qualität haben wollen, aber zum bezahlbaren Preis.

Hier geht's zum Testbericht samt Bezugsquellen -> Akkus & PV - EPever MPPT 60A Solar Laderegler 12V 24V 36V 48V Tracer 6415AN

 

 

 

 

PowMr 60A

Bild von PowMr Makeskyblue mppt solar laderegler 60a 40a 50a 30a

Den Laderegler habe ich zwar schon gekauft und hier liegen, aber noch nicht in Benutzung, da sich das Projekt "Geräte-Carport" mit 70m² Dachfläche und PV leider etwas verschiebt aufgrund der abnormal gestiegenen Holzpreise

Erhältlich:  bei z.B. Aliexpress oder eBay oder Amazon

 

 

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Aber ein paar Infos gibt es trotzdem bereits:

 

Beitrag auf Englisch

 

hier ein Beitrag auf Deutsch

 

noch eines auf Englisch

 

im Forum von Dr.Backe gibt es einen tollen Thread mit einer Anlage, gleich 9 der Laderegler benutzt -> mein kleines Kraftwerk @ forum.drbacke.de

 

 

Bis ich meinen eigenen PowMr benutzen kann habe ich, auch aufgrund der bisher gelesenen Erfahrungsberichte, zumindest schonmal eine Verbesserung der Wärmeabfuhr vorgenommen

Und zwar wie schon bei anderen Ladereglern und Wechselrichtern auch mittels zusätzlicher Aluminium-Kühlkörper an der Rückseite. Die gibt es günstig auf Aliexpress.

Ich setze dazu fünf Klecke Wärmeleitkleber in die Ecken + Mitte, den Rest bestreiche ich mit Wärmeleitpaste

Bild von

 

auf die Rückseite des PowMr passen genau zwei Kühlkörper mit 100x100mm

Bild von

 

das Ganze dann noch über Nacht mit Schraubzwingen festspannen

Bild von

 

fertig

Bild von

 

Bild von Powmr makeskyblue kühlung kühlkörper hitze verbesserung umbau modifikation

 

so wird nun die Vorderseite bzw. alles, was auf der inneren Platine oben sitzt durch den aktiven Lüfter gekühlt, und die Leistungstranistoren die an der Rückseite sitzen und an das Metallgehäuse geklebt sind (und nichts vom Luftstrom abbekommen) können ihre Wärme nun durch die zusätzlichen Kühlkörper besser an die Umgebungsluft abgeben

Bild von

 

Sobald ich den Laderegler selbst aktiv im Einsatz habe werde ich hier berichten

Bezugsquellen:

 

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18.4.3 MPPT Laderegler 20 - 25A super-billig

Nachtrag:  Warnung, nicht kaufen - die Laderegler von SX-Electronis sind Schrott, funktionieren nicht und es gibt weder Support noch Ersatz vom Hersteller

hier der neue, kleine MPPT Wechselrichter von SX-Electronics (ausschließlich über Aliexpress zu beziehen)

Bild von

 

 

Bild von

 

Nachtrag:  Warnung, nicht kaufen - die Laderegler von SX-Electronis sind Schrott, funktionieren nicht und es gibt weder Support noch Ersatz vom Hersteller

 

 

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19 Wechselrichter, Inverter

Ich möchte hier versuchen, ein paar interessante Wechselrichter für den DIY-Bereich vorzustellen und auch auf unterschiedliche Arten einzugehen.

Das Thema Wechselrichter an sich ist ein unendlich großes, weswegen das hier weder komplett noch abschließend sein kann sondern nur den Ausschnitt zeigt, den ich selbst relevant finde.

  1. Grid Tie inverter
  2. Grid Tie inverter mit Limiter
  3. Hybridwechselrichter

 

Was komplett fehlt ist der Bereich Inselwechselrichter.

Bild von Inselbetrieb

Mehr zum Thema Inselbetrieb findest Du hier im Menüpunkt 11 Null-Watt-Einspeisung

 

 

 

1. Grid Tie inverter

Grid tie / Grid Tied / Grid Connected / GTI / Einspeisewechselrichter -> das alles meint dasselbe Prinzip. Das ist ein Wechselrichter, der in das öffentliche Stromnetz einspeist.

Und zwar ist das keine Funktion, die er zusätzlich zu etwas anderem kann, sondern das kann er ausschließlich.

Heißt:  man kann damit keinen Inselbetrieb ermöglichen, da er zwingend ein öffentliches Netz benötigt um zu funktionieren. Das hat auch zur Folge, dass bei einem Stromausfall ein Grid tie inverter (GTI) sich ausschaltet, da er nur dann funktioniert, wenn auch ein Stromnetz mit 50 Hz anliegt.

Solche Wechselrichter sind die gängigsten und im Grunde an allen privaten sowie öffentlichen Photovoltaik-Anlagen zu finden, die weder über einen zusätzlichen Batteriespeicher verfügen noch einen autarken Inselbetrieb ermöglichen sollen.

Außerdem kommen sie auch vor an sog. Balkonkraftanlagen / Stecker-Photovoltaik / Balkonsolar, s. weiter unten.

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 

1.1 SG Serie / WVC Microwechselrichter

Eine sehr preisgünstige Variante für Grid tie inverter sind die Modelle der WVC bzw. der SG Serie.

SG WVC Microwechselrichter GTI grid tie inverter

Die Geräte stammen alle aus China und es gibt keinen originären Hersteller, die Modelle werden von mehreren Fabriken gebaut, mit identischem Aufbau, identischen Preisen und dann direkt vertrieben. Ab und zu kommen auch neue Modelle hinzu, auch Weiterentwicklungen finden noch statt.

So ist die WVC-Serie die Grundserie, während die SG-Serie darauf aufbaut und nur minimale Verbesserungen gegenüber der WVC-Serie hat

 

Zu den beiden Mikro-Wechselrichtern gibt es ein eigenes Kapitel inkl. Erfahrungsbericht und Optimierungs-Modifikationen -> 24 WVC / SG / GMI Mikroinverter

 

 

 

1.2  ultra-günstige Microwechselrichter "GMI" Serie (= Grid tied Micro Inverter)

Noch günstiger als die WVC / SG Wechselrichter sind nur noch die Modelle der GMI Serie.

GDI Microinverter

 

Auf Youtube gibt es von Utuberlars zwei Videos zu dem Wechselrichter:

as bei der geringen Größe nicht sehr wahrscheinlich ist)

 

GMI Mikro-Wechselrichter kaufen auf:

 

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Handbuch zum Download:

 

Auch zum GMI Mikrowechselrichter gibt es ein eigenes Kapitel inkl. Erfahrungsbericht und Optimierungs-Modifikationen -> 24 WVC / SG / GMI Mikroinverter

 

1.3 Wechselrichter mit 600W für Balkon-Anlagen / Balkonkraftwerke

Die oberhalb vorgestellten Modelle sind alle auch prädestiniert für den Einsatz von sog. Balkonkraftwerken / Balkonsolar-Anlagen / Solarkleinanlagen / Steckerdolaranlagen (die unterschiedlichen Bezeichnungen meinen alle dasselbe).

Balkonsolar

Erklärung Balkonsolar:

->Stecker-Solar: Solarstrom vom Balkon direkt in die Steckdose @ Verbraucherzentrale

 

 

Da die meisten der o.g. Modelle keine CE-Kennzeichnung haben und daher nicht verwendet werden können, falls Du vorhast eine solche Anlage von einem Elektriker installieren zu lassen oder offz. anzumelden (wozu man die Modellbezeichnung der verwendeten Komponenten alle angeben muss)

findest Du der Vollständigkeit halber hier eine Auflistung verschiedener Wechserlrichter mit 600W (= Grenze für Balkonsolar) und mit CE

-> Übersicht über Wechselrichter für Anlagen bis 600Wp @ Photovoltaikforum

 

2. Grid Tie inverter mit Limiter

Das sind Wechselrichter, die Strom ins Hausnetz einspeisen und zudem in der Leistung limitiert werden können.

Sinn macht das vor allem bei zwei Szenarien:

  1. wenn man eine Null-Watt-Einspeisung realisieren möchte, also wenn man genau den EIgenverbrauch durch Solarenergie abdecken will, darüber hinaus aber nichts ins öffentliche Netz einspeisen. Dazu braucht der Wechselrichter die Information, wie denn der (permanent schwankende) Haushaltsverbrauch gerade ist um sich in seiner Leistung entsprechend anpassen zu können
  2. wenn man einen Batteriespeicher benutzt. Da Batteriespeicher immer sehr teuer und daher begrenzt ist möchte man keinen Strom verschwenden und auch hier nur genau so viel ins Hausnetz einspeisen, dass der EIgenverbrauch genau gedeckt ist; darüber hinaus soll kein Strom ins öffentliche Netz eingespeist werden. Auch hier muss der Wechselrichter wissen, wievielStrom er einspeisen muss und sich entsprechend regulierend anpassen.

Wechselrichter mit Limiterfunktion sind in der Regel arg teuer. Nachfolgend werden zwei preiswerte Lösungen vorgestellt

2.1 Sun GTIL2 1.000W / 2.000W

Der Klassiker unter den günstigen Grid tie Invertern mit Limiter ist der "Sun GTIL2" (GTIL = Grid Tie Inverter with Limiter)

Sun GTIL2 01

Es gibt ihn in zwei Varianten

Einen Testbericht inkl. Bezugsquellen dazu habe ich hier geschrieben Akkus & PV - SUN GTIL2 1000 2000 MPPT Grid Tie Batterie Wechselrichter mit Limiter

Beide Modelle arbeiten nach demselben Prinzip.

Entweder man schließt an den Eingang eine Batterie an oder PV-Module. Beides zur selben Zeit geht nicht.

Der Limiter ist eine Stromklemme, die man nachträglich am Sicherungskasten an eine der drei Haupt-Phasen klemmt und die den Verbrauch an dieser Phase dem GTIL2 zurück meldet. Nun kann man den Wechselrichter so einstellen, dass er immer nur genau so viel Strom ins Hausnetz einspeist, wie verbraucht wird.

Sun GTIL2 0

Achtung: 

der GTIL2 arbeitet nur einphasig, d.h. er kann nur auf einer der drei Phasen einspeisen, und auch nur auf einer Phase messen.

Es ist möglich, drei Geräte zu kaufen und so alle drei Phasen damit abzudecken, aber dann ist man preislich in einem Bereich, wo sich ein Hybridwechselrichter lohnen könnte, s. weiter unten bei Punkt 3.

 

Downloads zum SUN GTIL2:

 

 

Möchte man den GTIL2 mit Batterie betreiben benötigt man einen zusätzlichen Solar-Laderegler, hier am Schema der JN-MPPT-Mini

Anschlussplan Grid Tie Inverter Limiter Batterie PV

 

 

Limiter manuel steuern

Bastler haben den SUN GTIL2 so umgebaut, dass sie manuel und ohne Messklemme die Einspeisemenge steuern können, s. z.B. hier ->Ansteuerung GTIL2 @ Balkonsolar Forum

 

 

 

2.2 SoyoSource 1.200W

Von SoyoSource gibt es einen Wechselrichter, der ganz ähnlich ist wie der SUN GTIL2.

Soyo Source GTIL 1200W 01

Er leistet reale 900W Dauerleistung und es gibt ihn in fünf Varianten

Kosten:

Der Preis liegt dabei bei unter 120€ + etwa 50€ Versand + Zoll = alles zusammen um 200€

 

Wie beim SUN GTIL2 auch kann man entweder Solarmodule direkt anschließen oder ihn für Batteriebetrieb nutzen.

Soyo Source GTIL 1200W 02

 

Soyo Source GTIL 1200W 03

 

Und wie beim SUN GTIL2 auch besitzt der SoyoSource eine Stromklemme als Limiter, um auch einen Null-Watt-Einspeisebetrieb zu ermöglichen.

Positiv:  man kann mehrere Geräte parallel betreiben, d.h. an derselben Phase anschließen um die Einspeiseleistung so zu erhöhen.

 

Ich benutze zwei der Modelle mit Spannungsbereich 55V-90V / 48V im Batteriebetrieb, wobei die Batteriespannung sehr flexibel einstellbar ist und ich sogar bis 64,8V gehe (16s100p System mit 16x 4,05V = 64,8V Gesamtspannung).

Die beiden Wechselrichter sind bei mir an der Powerwall in der Garage, um die Wallbox und damit auch das Elektroauto Aiways U5 mit sauberem Solarstrom zu versorgen.

Bild von Tesla Powerwall DIY elektroauto aiways U5 elektromobilität überschussladung wallbox solar photovoltaik speicher akku batterie 18650

In meiner Konfiguration durch den Parallelbetrieb schießen die beiden Wechselrichter beim Laden des E-Autos 1.800W aus der Powerwall zu.

 

Bilder und Bericht von der Installation des Systems:

 

Ich habe zum SoyoSource 1.200W einen Testbericht veröffentlicht -> Akkus & PV - SoyoSource 1200W MPPT Grid Tie Batterie Wechselrichter mit Limiter

PS:  es gibt noch eine Variante mit 1.000W

Ebenfalls gibt es noch eine ganz ähnliche Variante mit 500W sowie eine mit 600W wobei die beiden kleineren ohne Limiter kommen aber mit einer per Drehpoti einstellbaren Ausgangsleistung

 

Handbuch zum Download

 

 

 

mit Smartmeter von Discovergy: jederzeit Verbrauch und Solar-Einspeisung im Blick; sogar auf der Webseite (links oben)

 

2.3 Sonstige / Markenwechselrichter

Von den gängigen Markengeräten wie Victron, SMA, Kostal, Fronius gibt es auch Modelle mit Limiterfunktion.

Hier im Einzelnen in der Artikelbeschreibung darauf achten. Meist ist dann von einem "Energy Meter" oder "Smart Meter" oder von einem "S0-Zähler" die Rede.

Das ist die bessere / genauere Variante eines Limiters. Anstatt einer einfachen Stromklemme wird ein zusätzlicher Stromzähler im Sicherungskasten benötigt, der den aktuellen Stromverbrauch an den Wechselrichter meldet, der meist per Modbus verbunden wird.

Da die Geräte der o.g. Hersteller mit Limiterfunktion schnell sehr teuer werden lohnt es sich den nächsten Punkt als Alternative durchzulesen.

 

 

 

3. Hybridwechselrichter

Die Bezeichnung Hybridwechselrichter meint hier die Kombination aus Solar-Laderegler und Batterie-Wechselrichter in einem Gerät.

Hybrid Wechselrichter Anschluss Schema

 

Bei den bekannten Markenherstellern wie Kostal, SMA, Fronius etc. gibt es natürlich auch Hybridwechselrichter, aber diese Modelle sind idR besonders teuer, arbeiten zudem oftmals mit Hochvolt-Baterien, die ebenfalls sehr teuer sind und für den DIY / Selbstbau definitiv nicht zu empfehlen sind weil lebensgefährlich.

Aus diesem Grund sind gerade im Bereich Selbstbau die Modelle von MPP Solar / Infinisolar äußerst interessant.


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3.1 MPP Solar / Infinisolar / EASun / Effekta / FSP / Primo / Axpert -> Voltronic

Im Selbstbau / DIY-Bereich findet man häufiger Geräte von MPP Solar, Infinisolar, EASun etc.

Bei genauerem Hinschauen vertreiben die oben genannten Marken alle weitestgehend identische Wechselrichter-Modelle. Das kommt daher, dass das Original vom ein und demselben Hersteller stammt, von Voltronic aus China -> https://voltronicpower.com/

Einige der o.g. Marken bauen die Voltronic-Modelle in Lizenz (z.B. MPP Solar aus Taiwan), andere vertreibt Voltronic selbst unter diesen Markennamen (Infinisolar, Axpert).

Zudem findet man auf eBay und Aliexpress auch auf den ersten Blick identische Modelle mit weiteren Markennamen oder sogar noname. Bei diesen besonders aufpassen, da sie in der Regel unlizenzierte Billig-Nachbauten sind mit zweifelhafter Qualität, keinerlei Erfahrungswerten und ohne Support, z.B. hier:

Infinisolar Fake 1

 

und hier

Infinisolar Fake 3

 

Alle in der Überschrift genannten Markennamen sind bekannt und gebräuchlich, aber gerade mit MPP Solar und Infinisolar gibt es sehr viel Erfahrung und auch die Rückmeldungen & Erfahrungsberichte im Netz sind vielfältig und durchweg gut.

Nicht alle aber viele der Modelle von MPP-Solar / Infinisolar sind zudem VDE-konform und dürfen nach deutschem Recht verwendet werden - was bei den allermeisten der günstigen Wechselrichter aus China nicht der Fall ist.

Ergänzung: einzig die Modelle der MPI Serie sind VDE-konform und verfügen über die notwendigen AR-N 4105 Zertifikate

 

 

Ich verweise hier mal noch auf die Bezugsquellen für die beiden Hersteller.

MPP Solar: 

Infinisolar:

 

In der Regel sind die Geräte über Cercastock teurer als die vergleichbaren Modelle von MPP Solar, dafür hat man einen europäischen Händler mit europäischem Produkthaftungsrecht.

Bei MPP Solar bekommt man deutlich mehr Informationen / Updates / Downloads / Handbücher etc. über deren Webseite sowie einen guten technischen Support per Mail, was bei Infinisolar fast komplett fehlt.

Dafür wird der Schadensfall bei MPP-Solar idR so reguliert, dass man die Wahl hat, das defekte Gerät auf eigene Kosten nach Taiwan zu senden, oder ein Austauschteil (meistens irgendeine defekte Platine) zugeschickt bekommt, was man dann selbst einbauen muss.

 

Vorteil bei allen Geräten ist: 

Nachteil bei allen Geräten

 

Da ich je ein Gerät von Infinisolar und eines von MPP-Solar im Einsatz habe möchte ich meine Erfahrung mit den beiden gerne teilen.

 

3.2 Infinisolar E5.5 KW

Bei Infinisolar ist die "E" Serie identisch mit der "MPI" von MPP Solar und als einzige geeignet für den netzparallelen Betrieb

Die Übersicht der Modelle ist bei MPP-Solar am besten und gilt auch für die Infinisolar.

Übersicht MPP SOlar Infinisolar MPI

 

 

Die größte Einschränkung des E 5.5 zu den anderen Modellen (die auch den Haupt-Preisunterschied ausmachen dürfte): die maximale Ladeleistung in die Batterie bzw. den Akku beträgt nur 60A. Selbst das Modell mit 4KW hat 80A Ladeleistung und nur das Einstiegsmodell mit 3KW hat weniger.

Im Betrieb heißt das:  wenn man im Sommer in möglichst kurzer Zeit möglichst jeden Sonnenstrahl in den Akku laden muss damit er voll wird (weil er sehr groß ist) dann hat man hier einen Flaschenhals.

Die beiden anderen abgespeckten Punkte:

Ansonsten ist der Wechselrichter mit 5,5KW und sogar bis zu 6,5KW PV-Anschlussleistung richtig leistungsfähig und bietet dieselben Funktionen wie die anderen / teureren Modelle, weswegen ich den auch seit Sommer 2020 in Betrieb habe.

Bild von Infinisolar E 5.5 KW wechselrichter

 

der Wechselrichter kann per Menü + Display, aber auch per Windows Software (USB oder Com-Port) eingestellt werden

Bild von Infinisolar software monitoring solarpower

 

Hier ein paar Fotos samt Infos vom Einbau / Inbetriebnahme des Infinisolar Wechselrichters

 

Handbuch als Pdf zum Download:

 

 

Das besondere am Infinisolar E 5.5KW wie auch an der gesamten E-Serie bzw. der MPP Solar MPI-Serie ist, dass diese Wechselrichter für den netzparallelen Betrieb geeignet sind.

D.h. man kann sie parallel zur bestehenden Strominstallation im Haus dazu klemmen, ohne irgendwelche Leitungen umklemmen zu müssen.

Der Wechselrichter ist mittels Software sehr einfach und äußerst flexibel einstellbar. Das wichtigste sind die verschiedenenen, möglichen Arbeitsmodi und Priorisierungen der Leistung. Klingt kompliziert, ist es aber nicht.

Im Grunde kann und muss man hier einstellen, wenn ein Verbrauch am Haus ansteht (z.B. Waschmaschine läuft) woher der Strom nun kommen soll.

Dazu dann noch Priorisierungen, falls z.B. keine Sonne da ist, was passiert dann, Strom aus dem Netz oder der Batterie?

Oder wenn die Batterie leer ist und die Sonne geht auf was soll der Wechselrichter zuerst bedienen, den Stromverbrauch am Haus, oder soll er zuerst die Batterie aufladen?

Bei mir ist das so geregelt:

  1. decke den Strombedarf am Haus mittels Solarmodulen ab
  2. falls dann noch Strom übrig ist -> lade damit den Akku
  3. falls dann noch immer Strom übrig ist bzw. Akku voll -> speise ins Netz ein
  4. falls keine Sonne scheint -> entnimm Strom aus den Akkus um den Hausverbrauch zu decken
  5. falls keine Sonne scheint und Akku leer -> na dann mach eben garnix

Das gute beim Netzparallelbetrieb ist ja, dass keinerlei Einschränkungen entstehen, wenn weder Sonne noch Akkustrom vorhanden sind.

Dann wird das Haus eben ganz normal aus dem Netz gespeist, ohne irgendetwas umzuschalten und ohne, dass irgendetwas dabei nicht funktionieren könnte.

Nachteil dabei ist eben, dass man zwingend einen zusätzlichen Stromzähler zur eigenen Verwendung braucht.

Bild von Eastron SDM630

Das ist ein Eastron SDM630 auch Energy Meter / Smart Meter / S0-Zähler genannt. Er verfügt über einen Modbus-Kommunikationsport und kann so mit dem Wechselrichter verbunden werden.

Der hat dann mit dem Energieversorger / Netzbetreiber nichts zu tun, kostet auch nur einmalig Geld (knappe 100€) und dient dazu, dem Wechselrichter den aktuellen Strombedarf des Hauses mitzuteilen.

Beispiel Waschmaschine: 

heizt diese gerade das Wasser auf 60°C hoch wird sie ca. 2.800 Watt verbrauchen -> das meldet der Zähler dem Wechselrichter zurück, und wenn gerade keine Sonne scheint dann speist er die benötigten 2.800W aus dem Akku ins Hausnetz, sodass in der Summe kein Strom vom Energieversorger bezogen werden muss.

Da in der Summe also 0 Watt Verbrauch herauskommt und dementsprechend auch 0 Watt eingespeist werden spricht man von einer 0-Watt Einspeisung.

Ob der Wechselrichter bei Sonnenschein ins öffentliche Netz einspeisen soll oder nicht kann man getrennt einstellen und macht dann Sinn, wenn man die PV-Anlage offz. gemeldet hat und eine EEG Einspeisevergütung erhält.

Akkustrom einzuspeisen macht nicht nur keinen Sinn, es ist in Deutschland auch nicht erlaubt, hier MUSS also eine 0-Watt Einspeisung zumindest für den Akkubetrieb eingehalten werden.

Damit man den SDM630 Energy-Meter an den Wechselrichter mittels Modbus anschließen kann benötigt man übrigens die "Modbus Erweiterungskarte" für um 90€

Bild von MPP solar infinisolar voltronic modbus karte

Alle Wechselrichter der E-Serie bzw. der MPI Serie haben einen Erweiterungssteckplatz, in den man verschiedene Arten von Erweiterungskarten einstecken kann. Für den Netzparallelbetrieb benötigt man zwingend die Modbus-Karte.

Hier findest Du eine Anleitung zum Einstellen von SDM630 sowie auch der Modbuskarte -> 11 Null-Watt-Einspeisung

 

 

 

 

3.3 MPP Solar MPI 10k

MPP SOlar MPI 10k Wechselrichter inverter netzparallel grid tie

Das Flagschiff der Serie netzparalleler Wechselrichter. Seit Ende 2020 gibt es von Infinisolar noch ein 15KW Modell, bei MPP Solar ist bei 10 KW Schluss.

Das Besondere hier:  die 10k bzw. 15k Modelle sind die einzigen, die dreiphasig angebunden sind.

Ansonsten ist die Technik weitestgehend gleich.

 

Hier ein paar Bilder und Eindrücke vom Einbau:

Infinisolar 10k Anschluss Terminals wechselrichter photovoltaik solar

 

Handbuch als Pdf zum Download sowie Bezugsquellen samt Zubehör findest Du hier:

 

 


 

20 Löten - Anleitung für Akkus

Achtung:

Das Löten von LiIon Akkuzellen ist nicht ungefährlich. Bei zu viel Hitzeeintrag in die Zelle kann diese explodieren, also nicht einfach mit irgendeinem Lötkolben drauflos Löten und ewig auf der Akkuzelle herumkokeln sondern die nachfolgenden Punkte beachten.

 

Zum Einstieg noch zwei gute Videos zum Thema Löten von Akkuzellen:

 

Punktschweißen vs. Löten

 

Kapazitätsverlust durch Löten? (18650 Powerwall)

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 

Was viele beim Punktschweißen auch unterschätzen ist der enorme Zeitaufwand, um gebrauchte Zellen für das Schweißen vorzubereiten. Beide Pole müssen sauber, glatt und komlett freivon Rückständen der alten Schweißstellen und Nickelstreifen sein, sonst kann man keine neuen Nickelverbinder aufschweißen.

 

Beim Löten entfällt das. Mit dem richtigen Lötdraht und Lötkolben musst Du weder vorher schleifen / Dremeln noch reinigen, und auch die Busbar nicht vor-verzinnen, diese Schritte könntest Du Dir sparen.

Wenn Punktschweißen oder ein andere Weg zu löten für Dich klappt - kein Problem, ich will hier niemanden missionieren, aber ich habe demnächst Akkzuelle Nr. 10.000 durch, und da lautet das Motto:  was man an Einzelschritten einsparen kann - einsparen.


Deswegen hier eine Anleitung, wie ich es mache:

 

1. Zellen vorbereiten

2. Zellen vorlöten

Fluitin

Rauchabsaugung Löten

 

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Ersa 150S

 

 

 

3. Sicherungsdraht verlöten

Lötstation

 

4. Busbars verlöten

 

 

5. Sicherungsdraht abknippsen

nachdem alles gelötet ist den überflüssigen Sicherungsdraht zwischen den Zellen mit einem Mini Seitenschneider abknippsen (-> 5€ auf eBay) überflüssig = so, dass jede Zelle nur einen Weg zur Busbar hat und nicht mit zwei Enden verbunden ist, da er sonst nicht durchbrennen wird.
Elektronik Seitenschneider

Die Schritte 3 bis 5 siehst Du hier:

 

Hier noch ein langweiliges, ungeschnittenes Video vom kompletten Lötvorgang eines 10p AKkupacks, bei dem man mal ohne Zeitraffer die Arbeitsgeschwindigkeit abschätzen kann.

DIY 18650 Powerwall - 100p Akkupack löten mit Busbars und Sicherungsdraht

 

 


 

21 Schlüsselanhänger aus 18650

 

Was tun mit defekten / schwachen Zellen außer zum Wertstoffhof bringen?

Eine Möglichkeit:  Schlüsselanhänger machen.

18650 Schluesselanhaenger 14

 

 

Zuerst mittels Last oder Widerstand dafür sorgen, dass die Zellen auch wirklich komplett leer sind.

18650 Schluesselanhaenger 01

 

da ich zwei Zellen parallel an einem 5W Widerstand habe und dieser dann sehr heiß wird habe ich noch einen Aluminiumkühlkörper aufgelegt

18650 Schluesselanhaenger 02

 

 

18650 Schluesselanhaenger 03

 

nach zwei Tagen Entladen dann um ganz sicher zu gehen nochmal eine Woche kurzgeschlossen. Danach sind die Akkus zu 100% tot und es kann in der Hosentasche zusammen mit Kleingeld oder Schlüsseln nichts mehr passieren

18650 Schluesselanhaenger 04

 

die Hülle kann man auch dran lassen, ich wollte einen Schlüsselanhänger, bei dem die Zellen nackt / silbrig sind

18650 Schluesselanhaenger 05

 

minimale Nickelreste sind OK, das ist sogar hilfreich beim späteren Löten

18650 Schluesselanhaenger 06

 

nun einen ordentlich großen Tropfen Lötdraht auf den Boden

18650 Schluesselanhaenger 07

 

 so

18650 Schluesselanhaenger 08

 

 als Schlüsselanhänger habe ich diese einfachen Schlüsselketten / Schlüsselringe von eBay für rund 3€ für 5 Stück

18650 Schluesselanhaenger 09

 

 

 

das äußerste Kettenglied vorverzinnen

18650 Schluesselanhaenger 10

 

 dann den Lötklecks wieder verflüssigen und das Kettenglied komplett eintauchen

18650 Schluesselanhaenger 11

 

 so hält das nun bombenfest

18650 Schluesselanhaenger 12

 

 geht auch ruckzuck. Mit einem Zellhalter (50er Pack 5x4 auf Aliexpress) kann man auch gut arbeiten da die Zelle dann beim Löten nicht wackelt

18650 Schluesselanhaenger 13

 

 fertig

18650 Schluesselanhaenger 14

 

18650 Schluesselanhaenger 15

 

 


22 Sicherheitskonzept

Lithium Akkus und generell der Umgang mit Batterien und hohen Strömen ist nicht ganz ungefährlich.

Zur Brandgefahr von LiIon Akkus geistern oft auch viele unbestimmte Schreckensszenarien in den Kopfen der Menschen herum.

Hinzu kommen dann auch entsprechende Berichte in den Medien.

LiIon Feuer

 

Hier mal zwei abschreckende, aber sehr interessante Beiträge zur Brandgefahr von Akkus:

->  Unberechenbar? Wenn Akkus und Batterien zur Gefahr werden | Exakt - Die Story | MDR @ Youtube

 

 

oder auch hier:

Moin,
hier im Nachbarort hat es gestern dann mal offensichtlich Ratlosigkeit gegeben:


"Brennende Lithium-Ionen-Akkus im Keller eines Einfamilienhauses sorgen für langen Einsatz"

Zeitungsartikel mit Bild vom Einsatz


Gruß
Jan

-> zum Ursprungsthread @ PV-Forum

 

 

Klar ist: 

Hier hilft kein Kleinreden, kein "Augen zu und durch" oder "mir wird das schon nicht passieren".

 

Aber:

Nicht selten ist den Menschen unklar, was genau passieren kann und wieso es passiert, geschweige denn, ob und wie man einen Schadensfall im Vorfeld verhindern könnte.

 

Das einzige was hilft:

sich vor Baubeginn mit der Thematik LiIon / Akku / Strom / Brandgefahr intensiv auseinanderzusetzen und danach erst zu entscheiden, ob man eine  Powerwall aus LiIon Zellen bauen möchte oder nicht - und dann dementsprechend Vorkehrungen zu treffen.

Die mit großem Abstand allermeisten Akkubrände passieren übrigens nicht bei Selbstbau, sondern im Bereich Unterhaltungselektronik.

 

Hier möchte ich so gut mir möglich ist einige Tipps und Informationen bereit stellen, um die DIY 18650 Powerwall soweit irgend möglich ungefährlich zu konstruieren.

Gleich Vorweg: 

es gibt keine 100%-ige Sicherheit, ein Restrisiko bleibt immer. Aber wenn DU die nachfolgenden Punkte beherzigst bleibt es äußerst gering.

 

Es gibt bestimmt noch andere, weitgehendere Methoden, aber ich für mich habe folgendes Sicherheitskonzept erarbeitet:

 

 

 

Sicherheitskonzept - Kurzform

Zunächst als Übersicht eine Kurzfassung meines Sicherheitskonzetes. Ausführlicher und mit vielen Details dann weiter unten.

 

1. Unfallvermeidung im Vorfeld

 

2. Unfallvermeidung im Betrieb

Mehrere Sicherheitsmechanismen parallel

3. Unfallminimierung im Ernstfall

Sollte im laufenden Betrieb eine Zelle schadhaft werden (durch Alterung, Produktionsmangel) und im schlimmsten Fall sich so stark erhitzen, dass sie Feuer fängt dann wäre der Worst-Case ein Thermal Runaway, also eine Kettenreaktion, bei der die benachbarten Zellen ebenfalls erhitzt werden und Feuer fangen.

Ich setze hier an zwei Punkten an:

Sicherheitskonzept - ausführlich

Bild von Innenwiderstand messen mohm vapcell


 

 

1. Unfallvermeidung im Vorfeld

1.1  alle Zellen einzeln auf Herz und Nieren testen in einem mehrstufigen Testverfahren und erst dann verwenden, wenn alle Werte einwandfrei sind

Bild von

  1. Sichtprüfung:  äußerlich erkennbare Schäden wie Undichtigkeit / Elektrolytverlust, Löcher im Zellenboden durch Entfernen der Nickelstreifen, Rost (auch kleinste Roststellen), Dellen / Knicke im Zellmantel -> solche Zellen werden gnadenlos aussortiert und wandern zum Wertstoffhof
  2. Spannungsprüfung: Tiefenentladung (= 2,5V und niedriger) schädigt Li-Ion Zellen. Hier kommt es auf die Dauer der Tiefenentladung an, je länger desto schädlicher. Ich entsorge solche tiefentladenen sowie 0-Volt-Zellen, bei denen ich nicht weiß, wie lange sie schon tiefenentladen sind. Dazu gehören generell alle Zellen aus Laptopakkus. Viele Powerwall-Bastler lassen einmal getestete Zellen noch rund 4 Wochen ruhen und prüfen die Spannung danach erneut um einen Spannungsverlust zu messen. Ich mache das nicht da der Aufwand bei über 10.000 Zellen einfach zu hoch ist, und ich minimal abfallende Spannungen vertreten kann da ich in all meinen Systemen aktive Balancer verbaut habe, die das ausgleichen.
  3. Innenwiderstand:  alle Zellen werden mit einem speziellen Messgerät auf ihren internen Widerstand hin geprüft s. hier im Menü Punkt 17 Innenwiderstand Ri
  4. Kapazitätstest:  alle Zellen werden einzeln auf ihre Rest-Kapazität hin geprüft. Zellen mit weniger als 70% ihrer ursprünglichen Kapazität haben bereits zu viel geschuftet und werden entsorgt, die guten Zellen werden nach ihrer Kapazität in 50mAh-Schritten in Boxen sortiert s. 15 Ladegeräte + Kapazitätstester
  5. Heater:  das sind Zellen, die beim Ladevorgang Energie in Hitze umwandeln anstatt in Aufladung. Das kann dazu führen, dass sie so heiß werden, dass sie Feuer fangen. Man erkennt sie während des Kapazitätstests wenn die dort sehr heiß werden, aber idR auch während der Innenwiderstandsprüfung durch einen hohen Wert meist weit über 100mOhm. Hilfreich ist hier auch eine Wärmebildkamera, um Heater zu identifizieren, s. auch -> 10 Werkzeuge + Messgeräte

18650 akku batterie powerwall infrarot wärmebildkamera

 

 

 

1.2  Kabel, Verbinder, Elektronikbauteile so dimensionieren, dass immer Leistungsreserven da sind und sich nichts erhitzt

Ich benutze immer einen Online-Rechner um verlässliche Angaben zu erhalten, wie dick die Kabel und Busbars ausgelegt sein müssen, um die geplante Stromstärke zu verkraften ->  Kabellängen & Kabelquerschnitts Rechner @ elektroinstallation-ratgeber.de

Ich habe ein 48V Akkusystem und hauptsächlich Akkupacks mit 60 Zellen parallel. Die Einzelzellen möchte ich mit maximal 1A belasten, also ist 60A das absolute Maximum insgesamt - und das auch nur kurzfristig. Laut dem Online-Rechner ist ein 16mm² Kupferkabel für 60A ausreichend solange man nicht mehr wie 3,5m Kabellänge hat.

Kabellquerschnitt

Dasselbe gilt für die Kupfer-Busbar, die muss dann entsprechend denselben Durchmesser haben wie die Verbindungskabel zwischen Akkupack und Wechselrichter / Solar-Laderegler.

Bei den Verbindern:  keine Lüsterklemmen, keine Kabel einfach nur verdrillen oder sonstwie zusammenfriemeln sondern vernünftige Ringkabelschuhe und Verschraubungen nutzen.

Bild von

 

 

 

1.3  die Akkupacks in einem Bereich benutzen, wo sie kaum Leistung bringen müssen (0,5A je Zelle) und schonen / ohne Erwärmung betrieben werden

  1. Stromstärke: ja, 18650er Zellen können idR 10A und auch mehr leisten. Aber:  nicht dauerhaft und nicht, ohne sich dabei zu erhitzen. Noch dazu benutze ich gebrauchte Zellen, daher halte ich mich an die Vorgabe:  maximal 1A Lade- und auch Entladestrom je Zelle, und das auch nur kurzzeitig. Für den Dauerbetrieb strebe ich 0,5A je Zelle an. In diesem Bereich erwärmen sich die Zellen auch bei langer Lade- und Entladedauer nicht was ein Plus an Sicherheit und an Lebensdauer mit sich bringt da hohe Temperaturen schlecht sind für LiIon.
  2. Spannungsbereich:  noch wichtiger als die Stromstärke ist die Spannung der Zellen. Üblicherweise geht der nutzbare Spannungsbereich von LiIon Zellen von 2,6V bis 4,20V. Voll geladen hat eine LiIon-Zelle 4,20V und je leerer sie wird, desto weiter sinkt ihre Spannung. Im Bereich um 3,7V hat sie am meisten Energie. Doch der Betrieb an der oberen sowie unteren Spannungsgrenze stresst die Zellchemie und lässt sie altern. Deswegen benutze ich in der Powerwall einen eingeschränkteren Spannungsbereich von 3,30V - 4,05V das stresst die Zelle weniger und erhöht die Lebensdauer. Hinweis an dieser Stelle:  absolut tödlich für LiIon und häufigste Brandursache ist ein "Überladen" also eine Spannung über 4,20V
  3. Temperaturbereich: LiIon mag es nicht kalt. Und auch nicht heiß. 25°C sind die optimale Betriebstemperatur. Bei Temperaturen um +5°C und darunter sinkt die Kapazität sowie auch die Ladeleistung und Entladeleistung. Das Gute:  wenn es wieder wärmer wird steigen die Werte wieder und die LiIon Zellen haben dadurch keinen Schaden genommen. Anders bei Hitze. Temperaturen um 70°C und mehr schädigen LiIon nachhltig

Temperatur Battery charge discharge cycle test under different temperature conditions a capacity

 

Temperatur discharge voltage temperature

 

Temperatur Storage test under different temperature conditions a capacity b capacity retention

 

Bildquellen:  Thermal management investigation for lithium-ion battery module with different phase change materials

 

 

 

2. Unfallvermeidung im Betrieb

Nach der Vorsortierung der Zellen kann es dennoch im laufenden Betrieb zu Ausfällen und Fehlern kommen, sei es durch Versagen oder einfach durch Alterung der Zellen. Aus diesem Grund setze ich auf mehrere Sicherheitsmechanismen parallel

2.1  Einzelabsicherung auf Zellebene (Sicherungsdraht)

Jede Zelle sichere ich einzeln ab mittels Sicherungsdraht / Fuse wire. Und zwar in 0,2mm Stärke = 5A Absicherung. Ich benutze diesen hier -> eBay-Link (seit Brexit leider mit extrem teurem Porto, aber es gibt kaum Alternativen).

Bild von

Prinzipiell geht jeder 0,2mm Kupferdraht, das Problem ist nur dass man hier entweder nur Bastel- / und Schmuckdraht findet = nur kurze Längen, oder Trafodraht um Spulen zu wickeln = emailliert (isoliert mit Lack) was sich nicht ohne weiteres löten lässt.

Bei Sicherungsdraht ist zu beachten, dass die Ampèrezahl bei der er durchbrennt variiert mit der Länge des Drahtes, s. auch hier -> Diy Tesla Powerwall ep15 Testing Cell Level Fuse Wire Part 2 Shocking Results @ Youtube, Average Joe

 

Das ist auch einer der Hauptgründe, weswegen Punktschweißen / Spotwelding für DIY Powerwalls nicht in Frage kommen sollte, da man hier keine gescheite Einzelabsicherung machen kann s. auch hier -> 20 Löten - Anleitung für Akkus

 

 

2.2  DC-Sicherungen zwischen Akku und Wechselrichter

Trotz Zell-Einzelabsicherung mit Sicherungsdraht ist eine Sicherung zwischen dem kompletten Akkupack und dem weiteren System enorm wichtig, denn im Falle eines Fehlers / eines Kurzschlusses fließen hier bei 60 Zellen und 5A Sicherungsdraht für einen kurzen Moment 60 x 5A = 300A (= genug um 15mm Stahl zu schweißen) x 48V = 14.400 Watt.

Das will man nicht haben, also ist eine zusätzliche Sicherung sinnvoll. Beim geplanten 60A maximaler Leistungsentnahme benutze ich einen 63A Sicherung. Und zwar weder eine KFZ-Flachsicherung noch einer Keramiksicherung die durchbrennt und erstrecht keine schaltbare 12V KFZ-Sicherung so wie hier

KFZ 12V Sicherung schaltbar

Solch eine Sicherung mit 100A hatte ich ganz zu Anfangs verbaut und die ist bei 25A Dauerstrom bereits so heiß geworden, dass man sie kaum noch anfassen konnte.

 

Deswegen benutze ich nur noch Sicherungsautomaten speziell für DC / Gleichspannung und zwar diese von FEEO

 

DC Sicherung Feeo

Die sind sehr hochwertig gebaut, mit CE Zertifikat und bis 500V Gleichspannung ausgelegt. Wichtiger Unterschied gegenüber AD-Sicherungen:  diese hier haben einen speziellen Innenaufbau mit Funkenstrecken-Schutz. PS:  die nutze ich auch als 16A Variante an den PV-Modulen. Diese haben idR um 10A Leistung und man kann sie damit dann auch einfach abschalten, für Wartungsarbeiten o.ä.

 

 

2.3  BMS mit Über- und Unterspannungsschutz auf Einzelzellebene, Überlast- sowie Übertemperaturschutz

Wer behauptet, man könne bei LiIon auf ein BMS verzichten hat keine Ahnung und ist maßlos leichtsinnig. Punkt, da gibt es keine sinnvolle Diskussion und auch keinen Spielraum.

Immer dann wenn Li-Ion Zellen in Reihe geschaltet werden MUSS ein BMS = Battery Management System verwendet werden -> s. 13 BMS + Balancer

Bild von

Hauptgrund:  Schutz vor Überladung. Zwar kann man im Wechselrichter bzw. im Laderegler die maximale Ladespannung einstellen, z.B. bei einem 14s System wären das 14x 4,20V = 58,8V aber das ist nicht ausreichend.

Folgendes Szenario:

Wenn beispielsweise ein Zellpaket deutlich fitter ist als die anderen 13 (oder weniger schnell altert als der Rest) dann wird es nach einem Entladezyklus, welcher planmäßig bei 3,3V endet vielleicht noch 3,8V haben. Erstmal unkritisch. Das gefährliche geschieht beim Laden.

Das Laden endet dann, wenn die Zellen 4,20V erreicht haben. Rechnet man da die 0,5V des einen fitten Packs dazu hat man ein Problem, denn dieses wird dauerhaft bis 4,70V überladen, bis (vielleicht) mal die Gesamt-Abschaltspannung von 58,8V erreicht wird. Und genau bis das passiert hast man sehr wahrscheinlich einen Thermal Runaway also eine Kettenreaktion, bei der die überladenen, überhitzten AKkus sich entzünden und alle benachbarten Zellen anstecken.

Und genau das verhindert ein BMS da es die Einzelzellspannungen überwacht und den Ladevorgang frühzeitig unterbricht, sobald ein einzelnes Zellpaket (hier in dem Fall das eine fitte Akkupack mit 0,5V höherer Spannung) die Grenze von 4,20V erreicht.

Ein gescheites BMS hat zudem noch weitere Schutzmechanismen:

Ein BMS sitzt immer im Minus-Strang zwischen Powerwall und Wechselrichter und unterbricht den Kontakt im Fall eines Fehlers.

Ich benutze ein BMS mit all diesen Schutzfunktionen und zudem integriertem aktiven Balancer sowie App ->  14 aktiv Balancer BMS

 

2.4  Wechselrichter mit Über- / Unterspannungsschutz sowie Überlastschutz auf Packebene
Ein weiterer Schutz der gesamten Powerwall sind die Optionen, die Wechselrichter und Laderegler idR bieten

 

2.5  Absicherung AC-seitig

Der Wechselrichter selbst ist natürlich mittels separatem Sicherungsautomaten an das Hausnetz angeschlossen.

Also immer nur leicht höhere Absicherungswerte als die maximale Einspeiseleistung des Wechselrichters bzw. sogar darunter, der E 5.5k packt AC-seitig bis zu 25A aber dafür ist meine Stromleitung nicht ausgelegt, also habe ich ihn per Software begrenzt auf 20A.

 

3. Unfallminimierung im Ernstfall

Sollte im laufenden Betrieb eine Zelle schadhaft werden (durch Alterung, Produktionsmangel) und im schlimmsten Fall sich so stark erhitzen, dass sie Feuer fängt dann wäre der Worst-Case ein Thermal Runaway, also eine Kettenreaktion, bei der die benachbarten Zellen ebenfalls erhitzt werden und Feuer fangen.

Ich setze hier an zwei Punkten an:

 

3.1  Separatoren zwischen den Akkupacks

Damit sich eine Kettenreaktion nur auf das betroffene Akkupack beschränkt und nicht auf andere Packs übergreifen kann verwende ich Fermacellplatten in 10mm Stärke (feuerfest > 1.000°C) zwischen den Akkuppacks, darüber, darunter und auch seitlich.

Bild von 18650 Powerwall brandchutz feuerschutz

Falls es dann trotzdem zu einem Übergreifen auf ein benachbartes Akkupack kommen sollte dann allenfalls stark zeitverzögert, wodurch ein Thermal Runaway verhindert oder zumindest stark abgeschwächt wird.

Mehr Bilder vom Aufbau der Powerwall mit Fermacell Separatoren hier -> KW06 - DIY 18650 Powerwall Spind 3

 

3.2  feuerfestes Gehäuse

Falls alle bis hierher genannten Maßnahmen von der Vorauswahl der Zellen, über die verschiedenen Absicherungen und technischen Schutzeinrichtungen erfolglos bleiben, dann sind die Akkuzellen dennoch in einem feuerfesten Metallgehäuse untergebracht.

Hier können die Akkus dann gefahrlos ausbrennen und fertig.

Ich habe zwei Arten von feuerfesten Gehäusen gebaut. Mit Metallkisten und mit Spinden, wobei die Art im Grunde identisch ist und sie sich nur in der Größe unterscheiden.

Da dünnses 2mm Metall alleine nicht sicher genug ist um einem Lithiumbrand mit 1.000°C stand zu halten (und falls doch dann würde es root glühen und trotzdem alles drumherum in Brand setzen) habe ich das Gehäuse zunächst von innen isoliert und zwar mit Mineralwolle von Isover in 40mm und mit WLG32.

Bild von

Die ist einerseits feuerfest bis > 1.000°C und schützt damit das Metallgehäuse, zudem schirmt es die Hitze vom Metallgehäuse durch die Isolierfähigkeit auch ab. Also ist das Metallgehäuse doppelt geschutzt. Die o.g. fermacellplatten hingegen sind zwar feuerfest, aber durch die fehlende Isolierung wird Hitze sehr schnell durch sie hindurch wandern.

Deswegen habe ich mich auch für Mineralwolle in WLG32 entschieden. Das ist die beste aktuell verfügbare Wärmedämmung welche somit vergleichsweise wenig Hitze durchlassen wird.

Leider ist WLG32 in 40mm Stärke sehr unüblich und daher in der Regel in keinem baumarkt vor Ort verfügbar. Im Internet lohnt es sich oftmals auch, für eine Rolle zu bestellen (um 65€ pro Rolle inkl. Versand = ausreichend für einen 3er-Spind und zwei Metallkisten).

Randnotiz:  mehr Infos zu Dämmung und Mineralwolle auch hier in unserem Energiekonzept

 

 

 

1.) Metallkiste für 14s60p System

Bild von feuerfeste Metallkiste DIY powerwall solarakku brandschutz

Bilder vom Bau:  Teil 1 - Teil 2 - Teil 3 - Teil 4 - Teil 5

PS:  die Lüfter + Kühlkörper sind überflüssig, wenn man max. 1A Lade- / Entladestrom pro Zelle einhält

 

 

2.) Spind für entweder 2x separate 14s60p Systeme oder 1x 14s120p System je Abteil

Bild von Spind metallschrank feuerfest brandschutz solarakku battery speicher diy 18650 powerwall

Bilder vom Bau:  Teil1 - Teil 2 - Teil 3 - Teil 4 - Teil 5 - Teil 6

 

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23 Akkus Beschaffung - wie und wo?

Diese Fragen möchte ich versuchen, nachfolgend zu klären.

Bild von

 

Vorab:

Es geht entweder schnell und teuer oder mit viel Zeit und Geduld, dafür günstig bis kostenlos.

Wer das hier liest und am liebsten morgen fertig sein will muss seine Akkuzellen kaufen. Hier gibt es auch keine wirklich günstige Quellen, da die Preise auf dem Markt bei allen Händlern in etwa gleich sind.

 

Nun aber der Reihe nach

  1. Kaufen - Neu
  2. Kaufen - gebraucht & getestet
  3. Laptopakkus
  4. eBike-Akkus

 

 

 

1. Kaufen - Neu

Die bequemste Möglichkeit ist es sicherlich, neue Zellen zu kaufen.

Bei "echten" Online-Shops, die sich auf Akkus spezialisiert haben wie beispielsweise

kostet z.B. eine Samsung INR18650-35E (3.500mAh) zwischen 9€ und 11€

Bei einer typischen Powerwall mit 14s60p Bauweise und insgesamt 840 benötigten Zellen ist man hier schnell bei 8.400€ Kosten - für eine Speicherkapazität von effektiv 8,7 KWh = 965€ pro KWh Speicher.

Das ist sehr viel und man kommt etwa gleich teuer weg, wenn man sich einen fertigen Solarspeicher von einem namhaften Hersteller kauft.

 

Eine preiswertere Alternative bei Neukauf ist der Shop nkon.nl aus Holland

Dort kostet z.B. die o.g. Samsung 35E nur 4,95€ Einzelpreis. Noch dazu kommt, dass es bei nkon gute Staffelpreise gibt, man bei Bestellungen in der Größenordnung einer Powerwall sehr schnell sehr viel günstiger ist. So kosten die 35E ab 600 Stück "nur noch" 3,75€ / Stück.

Bei anderen Modellen sind die Staffelpreise teilweise noch besser.

 

Achtung:

Vorsicht vor noname Zellen mit riesigen Kapazitätsangaben.

Auf eBay, Amazon und Aliexpress gibt es Unmengen verschiedener Lithiumzellen mit Phantasie-Angaben.

Diese sind in der Regel aus chinesischer Fertigung und sind - Betrug, Abzocke, Beschiss. Hierzu habe ich extra 62 Chinaakkus (20 unterschiedliche Modelle von 10 Herstellern) bestellt und einen großen Test durchgeführt.

akku batterie Test China AKkus ultrafire trustfire gtf gtl dolidada skywolf

-> China-Akkutest

 

 

Definitiv abraten würde ich auch von Bestellungen von neuen Marken-Zellen über eBay und gerade eBay-Kleinanzeigen.

Nicht nur dass die Preise dort meist stark überteuert sind, viel schlimmer ist, dass sich dort viele unseriöse Händler herumtreiben, die

Also wenn eBay dann bitte ganz genau in der Artikelbeschreibung lesen, woher die Zellen stammen, wie alt sie sind und darauf achten, wie die Rezensionen des Verkäufers ist.

 

Hinweis:

Auch bei fabrikneuen Zellen ist es so, dass die Werte leicht schwanken. Kapazität und Innenwiderstand sind hier nicht exakt gleich weswegen man auch beim Kauf von neuen Zellen diese nicht einfach so auf die Akkupacks aufteilen, sondern vorher trotzdem auch zumindest die Kapazität messen sollte.

 

 

2. Kaufen - gebraucht & getestet

Eine Alternative zum Kauf neuer Zellen ist es, gebrauchte / recycelte Zellen zu kaufen, die bereits auf ihren Zustand hin getestet wurden.

100 18650 Karton

 

Preislich lohnt es sich hier manchmal (eher selten) von Privat zu kaufen auf eBay.de und eBay-Kleinanzeigen, wobei auf eBay.de mittlerweile der Handel mit losen 18650er Zellen verboten ist und es daher nur wenige Auktionen bei eBay.de gibt.

Bei eBay-Kleinanzeigen gibt es immer einige private Angebote. Meistens aber nur kleinere Mengen ( 20 - 50 Zellen) was einen nicht wirklich besonders viel weiter bringt.

Der Vorteil liegt sicher darin, dass man weiß, welche nutzbare Kapazität die Zellen noch haben. Das ist allemal sicherer, als ein Blindkauf von beispielsweise defekten Laptopakkus.

Allerdings sollte man auch hier vorsichtig sein, denn man weiß ja nie, in welchem Umfang, unter welchen Bedingungen, mit welchen Messgeräten und mit welcher Sorgfalt die Privatverkäufer die Zellen tatsächlich geprüft haben.

 

Gewerbliche Verkäufer die mit gebrauchten und getesteten Zellen handeln gibt es auch, aber nur zwei, die mir bekannt sind.

 

Wesellcells ist noch relativ neu und mir sind keine Käufererfahrungen bekannt. Die Preise dort sind auch eher als hoch einzustufen.

Energycells gibt es auch noch nicht so lange, jedoch gibt es hier bereits einige Erfahrungsberichte, teilweise sehr gemischte. Hier auf secondlifestorage gibt es einen sehr informativen Thread zu Energycells -> My experience buying already checked and selected cells

Positiv zu erwähnen ist, dass die Zellen von Energycells bei meinen beiden Bestellungen immer sehr sauber ankamen, die Nickelstreifen also zu ca. 98% abgeschliffen wurden. Das gibt es sonst nirgends. Das ist für mich zwar nicht wirklich entscheidend da ich die Zellen zum Zusammenbauen löte, aber für diejenigen, die ein Punktschweißgerät benutzen wollen ist das äußerst wichtig.

Vorteil bei den beiden gewerblichen ist, dass man dort auch größere Mengen laufen kann, die zudem gleichbleibend gut getestet sind; man hat also eine gewisse Sicherheit. Bei Energycells kann man zudem auch beim Kauf von zwei oder drei 100er Kartons über den Preis verhandeln mittels "Preisvorschlag".

Trotzdem wird es auch hier recht schnell ein teures Projekt, wenn man seine Powerwall mit fertig getesteten Zellen bauen möchte.

Ein 100er Karton geprüfter Zellen mit 2.000 - 2.399mAh Kapazität kostet bei Energycells um 75€ inkl. Versand also 75 Cent pro Zelle (ohne Rabatt durch Kauf mehrerer Kartons).

 

 

 

3. Laptopakkus

Eine gute Möglichkeit, eine Powerwall einerseits kostengünstig zu bauen und zudem auch Zellen weiter zu verwenden, die ansonsten recycelt werden würden sind gebrauchte / defekte Laptopakkus.

In 95% aller Laptopakkus sind 18650er LiIon Zellen verbaut (im Grunde sind nur in den ganz flachen Businessnotebooks manchmal flachere "Pouch"-Zellen verbaut).

Bild von laptopakkus recyceln zerlegen upcycling

Im Schnitt sind 6 Zellen in jedem Laptopakku verbaut. Manchmal auch 8, 9 oder 10, selten auch nur 4.

 

Laptopakkus kaufen

Man findet auf eBay.de und eBay-Kleinanzeigen unzähliche Angebote mit defekten Laptopakkus. Meist bis um 10 Stück zusammen, selten auch mal ein Konvolut mit 20 Stück.

Defekte Laptop-Akkus zusammen zu kaufen halte ich persönlich für absoluten Quatsch. Erstens sind diese Angebote in der Regel viel zu teuer (aufgrund der geringen Mengen und der daraus resultierenden hohen Portokosten im Verhältnis), zum anderen gibt es auch andere Wege um an Laptopakkus ran zu kommen, mehr dazu weiter unten.

Wenn Kauf dann sollte der Preis bei maximal 2€ pro Akku liegen, inkl. Versand etc. Alles darüber ist zu teuer und auch das ist schon viel. Wenn man damit rechnet, dass etwa 50% der verbauten Akkus benutzbar sind sind wir bei einem Preis von 2€ für 6 Zellen, davon 50% benutzbar = 67 Cent pro Zelle und damit kaum unter dem, was Energycells für bereits fertig geprüfte Akkus nimmt.

 

Laptopakkus kostenlos

Am besten mal Telefon zücken und / oder Mail aufsetzen und

durchtelefonieren bzw. anschreiben, ob sie alte Laptopakkus zum Abgeben haben.

Stell Dich darauf ein, dass 1. die meisten absagen und 2. wenn zusagen dann nicht verschicken, Du sie also abholen musst.

Außerdem Wertstoffhöfe in Deiner erreichbaren Umgebung abklappern. Nicht anrufen, da bekommt man durchweg Absagen, sondern vorbeifahren, am besten wenn nicht so viel los ist, nett fragen. Hier das hatte ich mal woanders geschrieben:

Ich habe nun auch ein paar Mal bei defekten Laptop-Akkus auf eBay mit geboten, aber die Preise gehen (mir) schlussendlich zu hoch.

Letzte / Diese Woche habe ich insgesamt drei Wertstoffhöfe in meiner unmittelbaren Umgebung angefahren, durch das Zerlegen von Akkus fällt eh immer Zeugs zum Entsorgen an.

Wertstoffhof 1: die hüten alles, was Lithium hat wie einen Goldschatz. Die Fässer stehen direkt am Pförtnerhaus, Kameras, und ein Ordnungshüter. Da hab ich gar nicht erst gefragt.
WH 2: "Ach übrigens, habt ihr Laptopakkus, die ich haben könnte?" Mitarbeiter schaut sich verschwörerich um "Ja, komm am besten Morgen, heute hat es viele Augen. Ach was solls, park einfach da hinten, direkt vor den Fässern". Ergebnis: 35 Akkus für nen 10er in die Kasse, mit der Gewissheit, dass ich nächsten Monat wieder da hin kann und er mir bis dahin die anfallenden Akkus auf Seite legt.
WH3: "Ach übrigens, habt ihr Laptopakkus, die ich haben könnte?" "Keine Ahnung, und selbst wenn dann dürfe..." "Ach fast vergessen, ich hätte da noch was anderes zu entsorgen" (zückt 6er Trägerchen Bier). "Klar haben wir Laptop Akkus, da hinten stehen die Fässer, bedien Dich" Wieder rund 35 Akkus
WH4 in meiner Nähe steht noch aus, da schaue ich nächste Woche mal vorbei, wenn ich wieder genug Schrott zum Entsorgen zusammen habe.

 

Schlussendlich habe ich alle ein bis zwei Monate vier Wertstoffhöfe zum Abklappern und bei jedem gibt es immer rund 30 - 50 Akkus. Die Bezahlung ist gleich geblieben:  6er Pack Bier / 10€ in die Kasse / Fresspaket mit Süßkram & Chips für den, der weder Alk noch Geld annehmen will

Bild von

 

Tipp: 

es lohnt sich auch mal bissel Zeit für Recherche zu investieren, ob es in der Nähe einen Recyclinghof für Gewerbekunden gibt, also wo Firmen und Handelsketten ihren Elektroschrott abgeben. Wenn man dort Zugang bekommt kann man leicht 200 Laptopakkus pro Monat abholen. Hier auch auf jeden Fall persönlich vorbeifahren, wenn man anruft kommt man im Büro raus und das bringt nix, wenn dann muss man direkt mit den MA vor Ort schnacken.

 

Anleitung Laptopakkus zerlegen

Wie man Laptopakkus am besten öffnet und zerlegt findest Du hier als bebilderte Anleitung mitsamt Video

-> Laptop Akkus zerlegen

 

 

 

Hinweis:

Wieso ist das so schwierig, defekte Akkus aufzutreiben?

Ganz einfach, weil es gesetzlich nicht erlaubt ist. Nicht für Dich, der Akkus haben möchte, sondern die Batterieverordnung verbietet es Händler, Baumärkten, Wertstoffhöfe, Fahrradläden - egal wem - als defekt deklarierte Akkus irgendwem anders zu übergeben als einem zertifizierten Betrieb für Recycling. Das schließt auch den Versand mit ein, defekte AKkus dürfen nicht per Paket versendet werden.

Aus diesem Grund wird man im Internet auch keine Namen finden von Firmen, die doch mal ein paar Akkus rausgeben, damit diese keine negativen Folgen zu befürchten haben.

Ein wichtiger Punkt sollte daher auch sein, dass Du mit solchen Akkus auch verantwortungsvoll umgehst, sie nicht irgendwo hin in den Wald wirfst und die tatsächlich defekten Akkus wieder ordnungsgemäß zum Wertstoffhof bringst.

 

 

4. eBike-Akkus

Eine weitere Möglichkeit, gebrauchte Akkuzellen kostenlos zu erhalten sind aus eBike-Akkus

Bild von Bosch Powerpack eBike Pedelec Akkupack geöffnet

 

Drei Vorteile gegenüber Laptopakkus:

  1. pro eBike-Akkupack zwischen 40 und 60 Zellen auf einen Schlag
  2. die verbauten Zellen haben im Schnitt eine größere Kapazität als Laptopakkus
  3. oftmals sind nur ein oder zwei Zellen kaputt und der Rest noch in gutem Zustand, oder es ist sogar nur das BMS kaputt und alle Zellen sind noch gut

 

defekte eBike-Akkus kaufen:

Noch mehr als bei Laptopakkus ist ein Kauf allerdings viel zu teuer. Minimum 50€ eher 100€ wird für ein ungetestetes Akkupack auf eBay verlangt. Das entspricht einem Preis von bis zu 2€ je Zelle wobei hier auch die Möglichkeit besteht, dass das komplette Akkupack zerstört ist z.B. durch Wasserschaden, weil es schon sehr lange tiefenentladen gelagert wurde, oder die Zellen sind einfach durch Vielfahren ausgelutscht.

Daher würde ich eher vom Kauf defekter eBike-Akkupacks abraten.

 

alternativ:

Es lohnt sich auf jeden Fall, Fahrradläden in der näheren und auch weiteren Umgebung anzufragen, ob sie defekte Akkupacks haben und diese für ein Powerwall-Projekt hergeben würden.

Zwar ist es meiner Erfahrung nach noch schwerer, einen Laden zu finden der die Akkus auch bereit ist herzugeben (s. Batterieverordnung weiter oben) , allerdings wenn ein Bikeshop bereit dazu ist hat er in der Regel 10 oder mehr Akkus rumliegen, das sind schonmal Minimum 400 Zellen, eher mehr. So hat man mit einer einzigen Zusage und einem "Abholtermin" bereits die Hälfte der benötigten Zellen für eine 14s60p Powerwall mit rund 6 KWh zusammen.

Bild von

 

Also:  idealerweise die Fahrradläden in der Nähe abfahren und persönlich vorsprechen. Erklären, was man vor hat, ggf. Adresse / Namen als Sicherheit da lassen, versichern, dass man die Akkus nicht in den Wald wirft o.ä.

Zusätzlich Fahrradläden in der weiteren Umgebung abtelefonieren oder Mail schicken, so kann man auch sein geplantes Projekt kurz beschreiben, ggf. mit zwei, drei Bildern dazu.

Und gerade zu Corona-Zeiten fahren viele Leute enorm viel Fahrrad und kaufen sich auch neue eBikes, entsprechend hoch ist aktuell das Aufkommen defekter Akkus. Es lohnt sich also, einen guten Fahrradladen-Kontakt auch aufreht zu halten, mit ziemlicher Sicherheit kannst Du dann nach ein paar Monaten nochmal hinfahren und weitere defekte Akkus abholen.

 

Hier mal ein paar eBike-Akku-Eindrücke von meinem Projekt:

Bosch Powertube 500 625 horizontal vertikal eBike Akku 18650 Batterie Solarspeicher

 

 

Anleitung eBike-Akku zerlegen

Hier findest Du noch eine bebilderte Anleitung zum Zerlegen von eBike-Akkus und zwar für über 20 verschiedene Modelle

Bild von eBike battery zerlegen recyceln upcycling

-> eBike Akku zerlegen

 

 

eBike Akkus halb-zerlegt kaufen

Ich kenne eine einzige halbwegs preiswerte Quelle um gebrauchte / defekte eBike-Akkus zu kaufen, und zwar beim Akku-Repairservice DEA - Deutscher eBike Akkuservice

Das ist eine Firma, die ausgelutschte eBikeakkus wieder fit machen. Die ausgebauten Packs sind daher in der Regel eher so mittelprächtig von der Kapazität her und keine wo nur das BMS defekt, die Zellen aber noch super Kapazitäten haben, dafür bekommt man dort auch keine defekten / verrosteten / Kurzschlusszellen.

Die verkaufen entweder als 100er Pack zu 25€ oder mittlerweile eher sogar nur noch als 400er Pack für 100€

Über deren Shop und dann unter "Gebrauchtgeräte" 

https://shop.deutscher-akkuservice.de/Gebrauchtgeraete/

Wenn dort keine Akkuzelllen eingestellt sind haben die gerade keine zu verkaufen. Die sammeln immer eine gewisse Menge bis es sich für rentiert, also muss man öfter mal rein schauen - und dann schnell sein.

So sieht dann eine Lieferung aus. Gemischt aus teilzerlegten eBikeakkus, teilweise auch schon fertig zerlegte Einzelzellen.

Umgerechnet 25 Cent / Zelle ist ein guter Preis dafür, dass man keine defekten dabei hat, wenn man mit Kapazitäten mit im Schnitt um 2.000 - 2.200mAh einverstanden ist.

Bild von eBike Akkus zellpakete

 

 

 

 

Das waren sie, meine Informationen zu den Quellen rund um Akkuzellen.

Wenn man ein bisschen Zeit investiert und bereit dazu ist, ein paar Kilometer zu fahren dann hat man gute Chancen, sehr viele gute Akkuzellen vor der Schrottpresse zu retten und sich damit eine kostengünstige DIY 18650 Powerwall zu bauen.

Ohne Aufwand geht das leider nicht, es seidenn man ist bereit, die Zellen alle zu kaufen und dementsprechend sehr viel Geld auszugeben.

 

5. mehr Tipps

Falls Du noch mehr Infos brauchst, wo und wie man an gebrauchte / defekte Akkus kommt lies Dir diese beiden Threads in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community aufmerksam durch - und beteilige Dich daran.

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 

 

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24 WVC / SG / GMI /PVGS Mikroinverter

Die hier beschriebenen Wechselrichter sind allesamt reine Netzwechselrichter / Einspeisewechselrichter / Grid Tie inverter / Modulwechselrichter - was alles das Geiche meint:  ein Wechselrichter, der aus PV-Gleichspannung eine 230V Wechselspannung erzeugt und direkt in ein bestehendes Hausnetz einspeist, ohne die Möglichkeit einer Notstromversorgung oder Inselbetrieb.

 

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter

2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

 

 

1. WVC / SG Mikrowechselrichter

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Eine sehr preisgünstige Variante für Grid tie inverter und Modulwechselrichter sind die Mikroinverter der WVC bzw. der SG Serie.

 

Hier auf dem Bild ein SG-Modell mit nur einem PV-Eingang (200 - 350W)

 

SG WVC Microwechselrichter GTI grid tie inverter

 

1.1 Kurzübersicht

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Die Geräte stammen alle aus China und es gibt keinen originären Hersteller, die Modelle werden von mehreren Fabriken gebaut, mit identischem Aufbau, nahezu identischen Preisen und dann direkt vertrieben. Ab und zu kommen auch neue Modelle hinzu, auch Weiterentwicklungen finden noch statt.

So ist die WVC-Serie die Grundserie, während die SG-Serie darauf aufbaut und nur minimale Verbesserungen gegenüber der WVC-Serie hat

 

Beim SG sind Schwachpunkte überarbeitet. Beispiel sind die MC4 Anschlüsse lose (Sie sind nun Wasserfest und können nicht abbrechen).Das Gehäuse ist besser gegen Nässe geschützt. Das Layout entspricht der neuesten Generation der WVC´s. Wobei ein SG 1000, ein 1200 und 1400 die gleichen Grundplatinen enthält. Nur die Powermosfett wurden ja nach Leistung besser gewählt.

Quelle:  User "Carwie" @ photovoltaikforum.com

 

hier eines der Top-Modelle mit vier PV-EIngängen (1.000 - 1.400W)

SG 1400

 

Bei der SG-Serie gibt es auch eine optionale Drahtlosverbindung zum Monitoring der Inverter mittels PC-Software, wofür man allerdings die separate Databox benötigt für um 50€

SG Microinverter Databox Wifi 433MHz

Data Box erhältlich auf:

 

-> Amazon Prime jetzt 30 Tage gratis nutzen <-

Hinweis: Wir sind Teilnehmer des Partnerprogramms u.A. von Amazon und benutzen Affiliate Links in unseren Beiträgen zu Produkten, die wir getestet haben und selbst benutzen. Wenn Du darauf klickst kostet Dich das nichts extra aber wenn dadurch ein Kauf zustande kommt erhalten wir eine kleine Provision. Das hilft uns, die laufenden Serverkosten dieser Webseite zu bezahlen.  Danke, für Deine Unterstützung  😀

 

 

Die verbindet sich per 2,4G zu den Invertern (eine Databox kann mehrere Inverter bedienen) und man muss sich dann per PC und USB mit der Databox verbinden, um diese per Software auszulesen,

das sieht dann so aus:

Bild von wvc sg micro inverter data box logging monitoring software

 

Praktisch: Kaskadierbarkeit 

Bei den WVC wie auch den SG Modellen gibt es einen AC Ein- sowie einen Ausgang, sodass man mehrere Wechselrichter hintereinander schalten kann und bloss den ersten oder letzten Wechselrichter in der Reihe dann am Ende an das Stromnetz anschließen braucht.

Bild von

Leider sind diese Stecker dann auch der Haupotgrund für die fehlende Zulassung der Mikro Wechselrichter in Deutschland, s. Punkt weiter unten "3.) Zulassung"

 

1.2 Modelle

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Bei der SG-Serie gibt es folgende Modelle:

Wobei ein 1400W Modell (4x PV-Eingang) aus zwei 700W Modulen besteht, ebenso besteht ein 1200er aus zwei 600ern.

 

Hier das ist das Innere eines WVC 1200

WVC 1200 3

Bild:  crispyduck @ PV-Forum

 

wobei es hier auch unterschiedliche Revisionen gibt, hier das ist auch ein WVC 1200

WVC 1200 2

Bild:  oOo @ PV-Forum

 

Hier das ist ein WVC 700

WVC 700

Bild:  prekwos @PV-Forum

 

 

1.3 Zulassung

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Die Wechselrichter der WVC sowie der SG-Serie haben in Deutschland keine Zulassung, d.h. sie können weder als Balkonkraftwerk noch sonstwie offiziell angemeldet werden.

Dagegen sprechen hauptsächlich die beideitigen 230V-Anschlüsse, die zwar rundherum sehr gut isoliert sind, deren Pole man aber ungeschützt anfassen kann und dann dementsprechend einen Schlag bekommt, falls man das tut.

Zum anderen sind die Wechselrichter zwar angeblich IP65 wassergeschützt, aber das stimmt nicht, die sind allenfalls feuchtigkeitsgeschützt. Regen und Spritzwasser halten sie definitiv nicht aus also unbedingt so installieren, dass sie von Regen und Spritzwasser geschützt sind.

Anonsten arbeiten die Wechselrichter sehr gut und auch zuverlässig, tun dasselbe wie SMA und andere Modulwechselrichter und teilweise sogar mehr (WLan, Kaskadierbarkeit), nur eben zum halben Preis.

 

 

1.4 Händlerempfehlungen

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Die Mikrowechselrichter kann man zwar auch über eBay und Amazon kaufen, aber wie bei fast allen Elektroniksachen rund um den Photovoltaik- und Akku DIY-Bereich ist der Kauf über Aliexpress fast immer günstiger.

Da es bei ALiexpress einige schwarze Schafe gibt hier mal ein paar Händler, mit denen ich in der Vergangenheit gute Erfahrungen gemacht habe.

Achtung:  das ist keine Garantie, dass es bei jeder Bestellung gut läuft, aber zumindest bei mir hat alles gut geklappt, teilweise auch mehrfach

 

 

 

 

Reklamationsfall:

 

1.5 Optimierungs-Modifikationen

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Bei den WVC sowie auch bei den SG Modellen kann bzw. je nach Gegebenheiten vor Ort sollte man zwei Modifikationen durchführen.

  1. Kühlkörper -> Verbesserung der Kühlung
  2. Kondensatoren -> Verbesserung bei Verschattung

 

Hier ein Übersichtsschema der beiden Modifikationen

Modifikationen

Bild:  CarWie @ PV-Forum

 

 

 

1.5.1. Kühlkörper

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Die Mikrowechselrichter sind passiv gekühlt, kommen also ohne Lüfter daher. Das ist einerseits gut, weil sie dadurch geräuschlos sind - zudem kann dann auch kein Lüfter kaputt gehen.

Schlecht ist das jedoch, wenn der Wechselrichter oft auf Anschlag läuft oder / und an einem warmen Ort (Dachboden, direkte Sonneneinstrahlung, südliches Klima) installiert wird.

Hier empfiehlt es sich, zusätzliche Kühlkörper zu montieren, um die Abwärme besser abtransportieren zu können.

Bild von wvc 600 1200 sg serie 700 1400 micro inverter mikrowechselrichter kühlkörper

 

die unbehandelte Aluseite des Micro Inverters gibt die meiste Wärme ab, also sollte hier ein zusätzlicher Kühlkörper angebracht werden. Zuerst alle Aufkleber abfummeln und gründlich reinigen.

Bild von

 

Achtung:  den Aufkleber auf der schmalen Kante (der mit dem Strichcode) auf keinen Fall abfummeln, dort ist die ID des Micro Inverters aufgedruckt die man zwingend benötigt, um eine WLan-Verbindung zur Data Box herstellen zu können. Ohne diese ID ist eine Verbindung nicht möglich.

Bild von

 

als Kühlkörper empfiehlt sich einer mit möglichst großer Fläche und groben Kühlrippen, damit er passiv funktioniert (feine, enge Kühlrippen wie bei einem CPU-Lüfter am PC eignen sich nur in Verbindung mit einem Lüfter).

Ich selbst nutze hier Aluminium Kühlkörper in den Maßen 90x90x15mm

Die gibt es recht preiswert entweder

Hier am Beispiel des SG700 musste ich ein Loch in den Kühlkörper bohren, da er ansonsten auf einer der Schrauben aufgelegen hätte

Bild von aluminium kühlkörper

 

wie nun befestigen?

Entweder komplett mit Wärmeleitkleber oder, so habe ich es gemacht, mit einer Kombination aus Wärmeleitkleber und Wärmeleitpaste

Bild von wärmeleitkleber wärmeleitpaste

 

da Wärmeleitpaste sehr billig ist, Wärmeleitkleber aber sehr teuer habe ich nur fünf Kleckse des Klebers auf den Kühlkörper aufgetragen und...

Bild von

 

den Rest der Fläche dann mit Wärmeleitpaste bestrichen

Bild von

 

Kühlkörper von Hand anpressen

Bild von

 

idealerweise auf der anderen Seite des Gehäuses dasselbe nochmal.

Achtung:

darauf achten, wie rum Du den Wechselrichter nachher montieren willst. Idealerweise senkrecht an der Wand hängend und dann so, dass die Kühlrippen ebenfalls senkrecht stehen, damit sie mittels Kamineffekt die Abwärme auch gut an die Umgebungsluft abgeben können. Das musst Du Dir also vorher schon überlegen, bevor Du die Kühlkörper anklebst

Bild von

 

 

 

in meinem Fall sind dann später die Kabel seitlich links und rechts, die Kühlrippen stehen also senkrecht und können so die Wärme optimal abgeben

Bild von

 

damit das Ganze auch hält die beiden Kühlkörper mittels Schraubzwingen über Nacht oder besser für 24 Stunden zusammenpressen.

Bild von

 

Brettchen unterlegen, damit die Kühlrippen nicht verbogen werden

Bild von

 

beim großen SG 1400 dasselbe Spiel

Bild von SG 1400 grid tie modulwechselrichter micro inverter wvc

 

da der SG1400 im Grunde zwei SG700 in einem großen Gehäuse ist benötigt man auch dementsprechend vier Kühlkörper

Bild von

 

wie bereits beschrieben mittels Wärmeleitkleber + Wärmeleitpaste anbringen. Auf jeden Fall auf der Aluseite des Gehäuses...

Bild von

 

...und idealerweise auf der Rückseite ebenfalls

Bild von kühlung kühlrippen kühlkörper wvc 600 1200 sg 700 1400 wechselrichter

 

Bild von

 

unbedingt mit Schraubzwingen anpressen, nur von Hand oder mit ein bisschen Gewicht a la 5 Bücher drauflegen wird das auf Dauer nicht halten.

Zudem wird es keinen guten Kontakt zwischen Kühlkörper und Gehäuse geben und dadurch wird auch kein guter Wärmetransport möglich sein.

Bild von

CPU-Kühler am PC sind auch angepresst und nicht bloss halbherzig draufgedrückt

Bild von

 

Montage:

Durch die Kühlkörper haben wir ggf. erstmal Schwierigkeiten, den Wechselrichter zu montieren, da nun der Abstand zwischen den Montagelaschen und der Wand zu groß ist.

Aber das ist kein Problem, hier brauchen wir nur einen Abstandshalter. Hierzu habe ich ein Stück 60x40mm Vierkantholt genommen

Bild von

 

idealerweise hätte ich den Wechselrichter "auf dem Kopf stehend" montiert, also um 180° gedreht, sodass das Holzstückchen unten ist und die warme Luft besser nach oben weg kann, aber hier hatte ich zu spät daran gedacht und die Verkabelung drumherum bereits so gelegt, dass ich den WR nicht mehr drehen konnte.

Beachte das bei der Montage also auch.

Bild von

 

 

 

beim SG700 ist bei 60mm Abstand noch ausreichend Platz zur dahinterliegenden Wand

Bild von

 

der SG1400 sitzt dann press auf

Bild von

 

fertig. So werden die Wechselrichter auch im Sommer und bei hoher Belastung zur Mittagszeit besser gekühlt

Bild von kühlung kühlkörper wvc sg mikrowechselrichter grid tie inverter

 

Achtung:

trotzdem brauchen die Wechselrichter auch weiterhin Frischluft für eine ausreichende Kühlung, also bitte auf keinen Fall in eine geschlossene Box / Kiste stecken, oder einen kleinen Gartenschuppen, der in der Sonne steht und sich aufheizt sondern immer dafür sorgen, dass auch Frischluft ran kann

Bild von

 

Übrigens:  Falls Du ein ähnliches Projekt planst und Dich mit gleichgesinnten Bastlern und Experten austauschen magst zum Thema Akku / Powerwall und Photovoltaik / Balkonsolar dann schau mal in diesem deutschsprachigen Forum mit netter, kleiner Community rein -> https://forum.drbacke.de/

deutsches Lithium 18650 DIY Powerwall Forum DrBacke Andreas Schmitz Balkonsolar

 

1.5.2 Kondensatoren

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1. WVC / SG Mikrowechselrichter
1.1 Kurzübersicht
1.2 Modelle
1.3 Zulassung
1.4 Händlerempfehlungen
1.5 Optimierungs-Modifikationen
1.5.1. Kühlkörper
1.5.2 Kondensatoren
1.6 Data-Box & Software
1.7 Downloads
1.8 mehr Infos


2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Die WVC und SG Mikro Wechselrichter haben ein Problem bei Verschattung.

Zwar besitzen sie einen guten MPPT Tracker, der permanent den optimalen Leistungspunkt der angeschlossenen PV Panels sucht und das tun sie auch bei Verschattung z.B. durch Wolken,

allerdings ist der MPPT-Tracker sehr langsam, sodass auch bei einer kleinen Schäfchenwolke die Leistung erstmal komplett einbricht und auch wenn die Wolke schon weg ist rund zwei Minuten braucht um sich wieder "zu erholen".

Das ist erstmal nicht besonders schlimm und wohl dem Gesamtpreis der Wechselrichter geschuldet, teurere Modelle arbeiten an dieser Stelle einfach schneller.

Aber es gibt eine Möglichkeit, diesem Effekt bei kurzen Verschattungen entgegen zu wirken, und zwar indem man einen Kondensator am PV-Eingang parallel anschließt.

Effekt:

Bei einer Wolke sinkt die Spannung vom PV-Modul, der MPPT-Tracker würde hier erstmal auf 0 Watt schalten und einen neuen Leistungspunkt suchen. Aber:  bei einem parallel geschalteten Kondensator puffert dieser nun den Spannungsabfall am PV-Eingang ab und der langsame MPPT-Tracker bekommt von der Schäfchenwolke quasi gar nichts mit, arbeitet also mit voller Leistung ganz normal weiter.

 

Hierzu benötigen wir:

Einen Elektrolytkondensator mit mind. 10.000yF und mind. 50V (besser 63V) sowie zwei MC4 Y-Kabel und zwar je Eingang

Bild von elektrolytkondensator 10000uf 63v

 

Die Kondensatoren kosten um 4€ pro Stück und gibt es auch etwas preiswerter im 5er Pack

Bild von

Natürlich passen auch Modelle mit 100V und größerer Kapazität z.B. 15.000yF und sie müssen auch nicht speziell für Audiozweck sein

 

zuerst die beiden Füßchen des Kondensators mit Lötdraht vorverzinnen

Bild von

 

dann am Y-Kabel einer der beiden Stecker abschneiden, abisolieren und ebenfalls vorverzinnen

Bild von

 

Schrumpfschlauch über das Kabel drüberstülpen und danach festlöten

Bild von

 

 

 

dabei unbedingt auf die richtige Polung achten, so wie hier im Bild muss das dann aussehen.

Seitlich am Kondensator ist der Minuspol gekennzeichnet, hier mit einem goldenen Streifen, in dem lauter Minuszeichen drin sind. Oft ist das Ganze auch in Silber oder Weiß gehalten.

In meinem Fall kommt der rechte Teil an den Wechselrichter dran und der linke Teil an die PV-Module

Bild von

 

falls Du keinen farbig passenden Schrumpfschlauch zur Hand hast dann markier Dir die Kabelenden irgendwie mit farbigem Klebeband o.ä. passend, damit Du diesen Adapter später nicht falsch herum einbaust und der Kondensator damit verpolt ist und platzt

Bild von

 

Bild von

 

die beiden Kabelenden am Kondensator kann man noch mit zwei Kabelbindern fixieren, damit die Füßchen nicht abgeknickt werden während der Montage der Kabelstrippen

Bild von

 

Halterung:

damit die Kondensatoren später nicht blöd rumbaumeln habe ich mir eine ganz einfache Halterung beuat, aus einem Brett-Abfallstückchen

Bild von

 

die 10.000yF Kondensatoren haben genau 30mm Durchmesser. Also habe ich mit einem 30mm Forstnerbohrer (ein Set kostet unter 15€ auf eBay, in jedem Baumarkt) passend dazu ein Loch in das Brett gebohrt

Bild von

 

Bild von forstner bohrer 30mm loch tischbohrmaschine

 

 

 

Bild von

 

passt genau rein, ohne dass der Kondensator wieder von alleine rausfällt

Bild von

 

mittels Winkelchen seitlich montiert

Bild von

 

Tadaa

Bild von

 

Bild von

 

Bild von

 

Fertig  😀

 

Hier geht es übrigens zu dem Beitrag mit dem kompletten Umbau der Wechselrichter und der Installation der Photovoltaikanlage -> 2021 - KW11 - PV Holzunterstand klein

 

1.6 Data-Box & Software

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2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Die neueren Modelle der WVC und SG Serie haben beide eine wireless Verbindung integriert. Allerdings kann man nicht direkt per WLan darauf zugreifen sondern benötigt immer ein zusätzliches Gerät..

Beim WVC ist das das "WVC Modem", bei der SG Serie heißt das dann "Data Box".

Die Geräte sind untereinander nicht kompatibel, d.h. mit dem WVC Modem kann man nicht auf die SG-Serie zugreifen und umgekehrt.

 

Für die WVC Micro Inverter gibt es sogar zwei unterschiedliche Modems.

 

WVC Modem 433MHz + RS232

WVC Modem 433MHZ RS232

Dieses Gerät kommuniziert mittels 433MHz Funktechnik mit einem oder mehreren WVC Wechselrichtern, man muss es dann mittels einem Cmm-Kabel / RS232 Schnittstelle an einen PC anschließen um darauf zu zugreifen.

Manchmal hat dieses Modem auch noch eine Antenne hinten angeschraubt.

Charakteristisch für das RS232 Modem ist die aufgedruckte Bezeichnung "TXD" und "RXD"

Das Gerät kostet rund 70€ auf

 

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WVC Modem 433MHz +Wifi

WVC Modem 433MHZ Wifi

Die zweite Variante kommuniziert ebenfalls mit 433MHz mit einem oder mehreren Wechselrichtern, aber anstatt der RS232 Schnittstelle hat es Wifi, also WLan integriert und man kann direkt per Laptop darauf zugreifen

WVC Modem 433MHZ RS232 Schema

Dieses Gerät kostet um 90€

 

 

 

SG-Serie Data Box

Bei den SG-Wechselrichtern benötigt man zwingend die sog. Data Box

Bild von sg grid tie mikro wechselrichter inverter data box wlab wireless

Ähnlich wie bei den WVC kommuniziert die Data Box mit einem oder mehreren Wechselrichtern mittels 433MHz. Die Box selbst wird dann per USB an einen PC angeschlossen um Zugriff darauf zu haben.

Die SG-Serie Data Box kostet um 40€

 

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Im Innern sieht die Data Box übrigens so aus:

Bild von wvc sg micro inverter data box wlan

 

 

SG-Serie Wechselrichter mit Data Box & Software verbinden

Vorab:  man benötigt im Grunde weder Data Box noch Software zum Betrieb der Wechselrichter. Die Software erlaubt es nur, verschiedene Werte anzeigen zu lassen.

Es ist eine reine Monitoring Software, d.h. man kann auch nichts an den Wechselrichtern verändern.

Ein großes Manko ist zudem, dass es lediglich eine Echtzeitausgabe gibt, d.h. man kann nur die Daten einsehen, seitdem die Software gestartet wurde, nicht aber Daten aus der Vergangenheit. Möchte man also eine Langzeitaufzeichnung z.B. für statistische Auswertung oder einen Verlauf des Ertrags sehen, muss man permanent einen PC mit der Software laufen haben.

Zum Betrieb brauchst Du dann:

Beides findest Du zum Downloaden auch im nächsten Kapitel weiter unten.

 

  1. USB Treiber installieren
  2. Data Box mit USB Kabel mit dem PC verbinden
  3. etwas warten, nun sollte die Data Box erkannt und automatisch installiert werden
  4. die Monitoring Software "NETMS 6.2" installieren und starten

Der Startbildschirm sieht dann immer so aus:

Bild von wvc sf data box software monitoring

 

nun im Menü oben auf "Stations" klicken.

In diesem Tab muss man nun zuerst manuel den / die Wechselrichter eintragen, damit sie von der Software gefunden werden.

Dazu rechts oben im Feld "New Inverter" bei "Inv. ID" nun die Nummer eintragen, die...

Bild von wvc sf data box software monitoring

 

 

...am Wechselrichter auf dem Aufkleber steht, hier im Beispiel also die 55000331

Bild von

 

dann speichern und es sollte der Wechselrichter gefunden werden. Das war's.

Bei mehreren Wechselrichtern dann nochmal genau dasselbe Vorgehen.

 

 

 

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2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Handbücher:

 

Software & Treiber für Databox:

 

 

 

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2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie

 

Hier noch ein paar Diskussionsthreads im Photovoltaik-Forum zu den WVC und SG Mikrowechselrichtern 

 

Nachtrag vom 23.10.2021:

Youtuber VoltAmpereLux hat in einem Video uA einen SG 600 und einen GMI 300 auf die Stromqualutät hin überprüft und die Sinuskurve gemessen, sehr aufschlussreich

 

 

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2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
2.7 Erfahrungsberichte / Tests
2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI
2.7.2 weitere Tests

2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

 

Der GMI ist der günstigste Einspeisewechselrichter, den es aktuell gibt.

GMI Serie grid tie micro inverter 05

GMI Serie grid tie micro inverter 04

 

Es ist ein Mikroinverter oder auch Modulwechselrichter, er ist also dafür ausgelegt, um ein Modul zu bedienen.

 

 

2.1 Modelle

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2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

 

Die GMI Wechselrichter sind erhältlich in folgenden Varianten:

Baulich sind die Geräte von außen fast komplett identisch,lediglich die Größe des Gehäuses ist unterschiedlich bei den drei Leistungsklassen.

Allen Modellen gleich ist, dass sie immer nur ein MC4 Paar zum Anschluss eines Panels besitzen.

Die GMI Inverter sind daher ideal als Mikrowechselrichter / Modulwechselrichter oder als Balkonsolar / Balkonkraftwerk.

Es sind reine Einspeisewechselrichter, können also nicht im Inselbetrieb mit Batterie / Akku genutzt werden.

 

2.2 Preise

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2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

 

Hier meine Bezugsquellen für die Modelle:

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2.3 technische Daten & Ausstattung

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2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
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2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI
2.7.2 weitere Tests

2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Der GMI hat im Grunde absolut keine Ausstattung

Man kann ihn lediglich

Das hält den Preis niedrig und senkt auch die Fehleranfälligkeit, man kann bei der Installation und Bedienung faktisch nichts falsch machen.

 

Das spiegelt sich dann wieder bei den technischen Daten, die ebenfalls sehr überschaubar sind

 

GMI Serie grid tie micro inverter 01

 

Bild von

 

Bild von

 

Hier ein paar Bilder vom Innern:

GMI Serie grid tie micro inverter 06

 

eine neue pcb board mutter bord von gmi main 0

eine neue pcb board mutter bord von gmi main 2

eine neue pcb board mutter bord von gmi main 3

 

 

 

2.4 Handbuch / Datenblatt

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2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Beides hier als Download direkt von mir

 

 

 

 

2.5 Wasserdicht

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2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Laut Herstellerangaben ist der Wechselrichter wasserdicht. Wie grundsätzlich alle Elektrogeräte aus China...

Und wie grundsätzlich bei all diesen Geräten gilt:  sie sind es natürlich nicht

Der GMI besitzt keinerlei Dichtungen, ist also absolut und in keinster Weise wasserdicht. Also bitte ausschließlich regen- und spritzwassergeschützt verwenden.

Man kann ihn ruhig draussen montieren, z.B. unterhalb der Solarmodule oder unter einer Überdachung, im Gartenhaus o.ä.

 

 

2.6 Überhitzung

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2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Ebenfalls typisch für Elektrogeräte mit Leistungselektronik aus China ist, dass sie thermisch eine Katastrophe sind, d.h. es wurde an der Kühlung gespart.

So auch hier beim GMI. Er verfügt weder über Lüfter noch über gescheite Kühlrippen, um die Abwärme an die Umgebungsluft abgeben zu können.

Das führt dazu, dass er unter Last schnell überhitzt und dann die Leistung drosselt.

So schafft z.B. der GMI 260 / 300 / 350 ohne Zusatzkühlung dauerhaft etwa 200W.

 

Abhilfe:

 

Wie beim SG-Serie oberhalb auch habe ich meine beiden GMI mit zusätzlichen Kühlkörpern aus Aluminium ausgestattet

Bild von

 

die Kühlkörper idealerweise so groß wie die Gehäusefläche wählen, Maße s. Skizze weiter oben

Bild von

 

das Gehäuse des GMI ist nicht komplett glatt. Das ist nicht optimal für einen Kühlkörper, aber es geht

Bild von

 

auf der Vorderseite ist ein Aufkleber, der die Wärmeabfuhr sogar stark verschlechtert, da er einen zusätzlichen Wärmeübergang schafft

Bild von

 

also erstmal den Aufkleber ab, das geht zum Glück easy und rückstandsfrei

Bild von

 

dann brauchen wir wie beim SG-Wechselrichter auch Wärmeleitkleber und Wärmeleitpaste. Den Wärmeleitkleber trage ich in der Mitte auf dem schmalen, glatten Steg auf. Die Rillen bestreiche ich großzügig mit Wärmeleitpaste, damit diese beim Andrücken des Kühlkörpers möglichst ausgefüllt werden und die Wärme gut wandern kann

Bild von

 

Kühlkörper ausrichten und andrücken. Das Ganze auf beiden Seiten

Bild von

 

dann über Nacht mit Schraubzwingen (und Holzbrettchen zum Schutz der Kühlrippen) verspannen.

Bild von

 

Achtung:  beim Festziehen verrutschen die Kühlkörper gerne mal, also nachkontrollieren und ggf. wieder gerade rücken

Bild von

 

fertig sieht er dann so aus

Bild von

 

bei der Montage später dann darauf achten, dass er senkrecht ist, also die Anschlusskabel nach oben oder nach unten zeigen, sodass die Luft optimal an den Finnen des Kühlkörpers vorbei nach oben steigen und die Wärme mitnehmen kann

Bild von

 

PS:  die Status-LED die hier zu sehen ist stellt die einzige Anzeige dar.

Bild von

 

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2.6.1 Nachtrag:  erste Erfahrungen im laufenden Betrieb

Die Kühlkörper alleine sind nicht ausreichend, um den GMI ausreichend zu kühlen.

Ich habebei  meinen GMI 300 nach einer Stunde Dauerlast, während er auch die Leistung gedrosselt hat, die obere Gehäusehälfte abgenommen (4 Schrauben) und die Temperaturen im Innern gemessen.

Das heißeste Bauteil ist die Hochfrequenzspule. Nachdem das Alugehäuse noch 30°C hatte lag die Temperatur an der Spule noch immer bei 60°C

Bild von GMI 260 300 350 500 600 700 temperatur überhitzung kühlung

 

Zumindest bei meinem Modell besteht bei der Spule kein guter Wärmekontakt zum Alugehäuse, weswegen sie ihre Hitze also nicht gescheit loswerden kann. Bei mir klebt da ein etwa 8mm dicker Schaumgummi zwischen Spule und Gehäuse. Ich hab noch nie was von "Wärmeleitschaumgummi" gehört, deswegen funktioniert das wohl auch nicht so gut.

Lösung:

Bild von

 

Lüftungslöcher seitlich in die obere Gehäusehälfte bohren (8mm Löcher) und einen kleinen Step-Down Spannungswandler...

Bild von

 

... an den PV-Eingang anschließen um damit einen Lüfter zu versorgen

Bild von

 

sobald nun die Sonne scheint und Spannung von den PV-Modulen ankommt schaltet sich der Lüfter automatisch ein. Geht die Sonne weg, ist der Lüfter aus

Bild von

 

 Zur Anzeige der produzierten Leistung benutze ich übrigens ein kleines Wattmeter (Aliexpress / Amazon / eBay)

Bild von

 

nun mit Kühlkörper und Lüfter bleibt der GMI auch unter Volllast eisig kalt. Rund 20°C auf der Vorderseite

Bild von

 

und 30°C auf der heißeren Rückseite, wo die...

Bild von

 

 

 

...Leistungstransistoren angeklebt sind

GMI 350 Innenleben Unterseite

 

auch ein möglicher Umbau, den ich im Netz gefunden habe:

GMI 350 Lufter

wobei hier die Unterseite mit den Transistoren durch den Lüfter nicht mitgekühlt wird

 

 

 

Video von den den drei Tagen Testung und Umbau des GMI:

 

 

 

2.6.2 mein Fazit zur Temperatur

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2.2 Preise
2.3 technische Daten & Ausstattung
2.4 Handbuch / Datenblatt
2.5 Wasserdicht
2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
2.7 Erfahrungsberichte / Tests
2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI
2.7.2 weitere Tests

2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

 

 

Ich würde deswegen dringend davon abraten, den kleinen GMI Wechselrichter ohne zusätzliche Kühlung zu betreiben, da er auch dann, wenn er sich selbst in der Leistung drosselt, noch immer sehr ungesunde Temperaturen hat und so nicht lange leben wird.

Mit ein wenig Umbaumaßnahmen zur besseren Kühlung jedoch ist das ein sehr günstiger Wechselrichter, der seine Arbeit gut macht.

 

 

2.7 Erfahrungsberichte / Tests

2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter

2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter
2.1 Modelle
2.2 Preise
2.3 technische Daten & Ausstattung
2.4 Handbuch / Datenblatt
2.5 Wasserdicht
2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
2.7 Erfahrungsberichte / Tests
2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI
2.7.2 weitere Tests

2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Hier ist ein Test von mir mit vier unterschiedlichen GMI Modellen mit besonderem Augenmerk auf die tatsächliche Ausgangsleistung sowie Wärmeentwicklung.

Getestet wurden

 

Zum Testen der kleineren GMI 260 und 350 habe ich zwei PV-Module JA-Solar mit je 380Wp benutzt und parallel geschaltet, später um dann den GMI 700 voll auszulasten dann ein drittes Modul dazu geklemmt, ebenfalls parallel

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 01

 

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 02

 

 

 

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 03

 

zum Testen habe ich die PV-Module parallel angeschlossen, da die EIngangsspannung der GMI maximal 50V betragen darf.

Das Verlängerungskabel dient zur Einspeisung in das 230V Hausnetz

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 04

 

was ich mit diesem Test herausfinden möchte sind hauptsächlich zwei Dinge:

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 05

 

zum Messen der Leistung benutze ich diese einfache Wattmeter (Aliexpress / Amazon / eBay). Die funktioniert über AC, d.h. die Einspeiseseite des WR wird an das Display angeschlossen und daran dann ein Schuko-Stecker

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 07

 

von diesen Wattmetern gibt es einige unterschiedliche Modelle auf Aliexpress, die alle ähnlich aussehen. Bei diesem hier wird im Grunde der N (Nullleiter) durch das Gerät durchgeschleift und dabei die Leistung in Watt ermittelt. Ich habe auch andere Wattmeter, da wird der L (also Phase) durchgeschleift zum Messen, also Datenblatt beachten

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 06

 

preislich liegt so eine Anzeige bei etwa 10 - 12€ inkl. Versand (Aliexpress / Amazon / eBay)

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 08

 

 

Hier nun mein Test als Video

 

nach beendetem Test habe ich alle Wechselrichter mal aufgeschraubt um das Innere zu vergleichen

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 09

 

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 10

 

GMI 260

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 11

 

GMI 350 Nr. 1

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 12

 

GMI 350 Nr. 2

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 13

 

GMI 700

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 14

 

GMI 260 300 350 500 600 700 Grid Tie Microinverter Einspeisewechselrichter Test Erfahrung Nachteinspeisung 15

 

mein Fazit zur Leistung:

Die kleineren GMI 260, 300 und 350 sind intern allesamt identisch aufgebaut und leisten dauerhaft 300 Watt, vorausgesetzt die Kühlung ist so, dass sie die 50°C nicht überschreiten.

Der Kauf des teuren GMI 350 lohnt nicht da er die angegebene Leistung nicht bringt und ich empfehle hier, den günstigen GMI 260 zu kaufen.

 

Der große GMI 700 bringt die angegebene Leistung von 700W ebenfalls nicht sondern nur rund 600W.

Ich vermute, dass die größeren Modelle GMI 500, 600 und 700 ebenfalls intern identisch aufgebaut sind und einfach nur die doppelten Leistungskomponenten der kleineren GMI haben. Somit kommen dann auch die 600W tatsächliche Leistung zustande.

Deswegen auch hier:  ich würde tippen, dass der GMI 500 bei den großen Modellen das beste bei P/L ist.

Falls jemand ein GMI 500 und / oder 600 mal in Händen hat und die Leistung gemessen hat würde ich mich über eine Rückmeldung per Mail freuen  😀

Nachtrag 03.2022:   ich habe mittlerweile selbst einen GMI 500 sowie auch einen verwandten PVGS 500 s. nachfolgend ab Punkt 2.8 und es ist tatsächlich so:  die Leistung beträgt 600W bei den GMI 500, 600 sowie 700W

 

 

 

2.7.2 weitere Tests

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter

2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter
2.1 Modelle
2.2 Preise
2.3 technische Daten & Ausstattung
2.4 Handbuch / Datenblatt
2.5 Wasserdicht
2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
2.7 Erfahrungsberichte / Tests
2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI
2.7.2 weitere Tests

2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Youtuber VoltAmpereLux hat in einem Video uA einen SG 600 und einen GMI 300 auf die Stromqualutät hin überprüft und die Sinuskurve gemessen, sehr aufschlussreich

 

 

2.8 GMI 500 / 600 / 700

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter

2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter
2.1 Modelle
2.2 Preise
2.3 technische Daten & Ausstattung
2.4 Handbuch / Datenblatt
2.5 Wasserdicht
2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
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2.7.2 weitere Tests

2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Hier soll es nun einerseits um die größeren Modelle GMI 500 / 600 und 700 gehen und zwar hauptsächlich um Leistungsdaten und den Umbau mit Kühlkörper und aktivem Zusatzlüfter

GMI 500 Lüfter Kühlung

 

 

GMI 500 600 700 Daten 01

Problem bei allen Modellen der GMI Serie ist, dass sie keine ausreichende Kühlung besitzen und im Betrieb sehr schnell (innerhalb weniger Minuten) überhitzen, dadurch einerseits die Leistung reduziert wird und andererseits bei regelmäßiger Überhitzung die Geräte frühzeitig sterben.

 

Mittlerweile habe ich nun einen GMI 500, der laut Datenblatt 500W Leistung bringen soll, in der Praxis dann aber 600W liefert da die Modelle 500 / 600 und 700 komplett identisch sind.

GMI 500 600 700 Daten 02

 

Zu kaufen gibt es die hier:

MwSt ist mittlerweile bei Aliexpress bereits im Verkaufspreis inbegriffen, Zoll kommt unterhalb 150€ keiner mehr dazu, d.h. selbst bei Versand aus China ist der effektive Endpreis genau der, den ihr an der Kasse zahlt.

 

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Hinweis: Wir sind Teilnehmer des Partnerprogramms u.A. von Amazon und benutzen Affiliate Links in unseren Beiträgen zu Produkten, die wir getestet haben und selbst benutzen. Wenn Du darauf klickst kostet Dich das nichts extra aber wenn dadurch ein Kauf zustande kommt erhalten wir eine kleine Provision. Das hilft uns, die laufenden Serverkosten dieser Webseite zu bezahlen.  Danke, für Deine Unterstützung  😀

 

 

so kommt er an

Bild von

 

wie bei den kleineren Modellen mit 300W auch ist das einzige Zubehör das ANschlusskabel-Stück für den 230V Netzanschluss

Bild von

 

die Anschlüsse sind ebenfalls identisch zu den 300W Modellen. MC4-Stecker für ein Modul. Mittels Y-Adaptern kann man dann auch mehrere Module anschließen

GMI 500 600 700

 

 

 

Bild von

 

am anderen Ende sind die Befestigungslaschen zur Montage sowie die Status-LED. Blink- und Farbcodes sind im Handbuch hinterlegt, das auf ENglisch beigefügt ist.

Am Ende werde ich auch nochmal das Handbuch als Download verlinken.

Bild von

 

praktisch:  die wichtigsten technischen Daten sind bereits aufgedruckt

Wichtig hier zu wissen:  die maximale PV-Eingangsspannung beträgt 50V, die Leistung der angeschlossenen PV-Module (in Watt bzw. Wp) darf ruhig höher liegen, der Wechselrichter regelt dann bei 600W ab, aber die Spannung darf 50V nicht überschreiten und gerade bei niedrigen Temperaturen steigt die PV-Spannung an.

Deswegen ist es super, dass es neuerdings (seit dem Jahreswechsel 2021/2022) die PVGS Serie gibt, denn der Hauptunterschied ist, dass die Modelle bis 60V Eingangsspannung vertragen

Bild von

 

ähnliche Bauform wie bei den kleineren Modelle nur etwas dicker

Bild von

 

hier die Maße

GMI 500 600 700 Daten 03

 

die Unterseite ist frei von Aufklebern und eignet sich auch perfekt, um einen passiven Kühlkörper an zu bringen, da dort auch die MosFETs anliegen

Bild von

 

Schauen wir doch mal rein.

Zum Aufschrauben reicht es, wenn man beidseitig die zwei oberen Schräubchen rausdreht

Bild von

 

übersichtliches Inneres mit wenigen Bauteilen.

Die Leistungstransistoren sind wie gesagt an der Unterseite der Platine angebracht und liegen an der unteren Gehäusehälfte an. Das ist auch gleichzeitig die Haupt-Wärmequelle.

Bild von

 

Die anderen Wärmequellen sind die drei Spulen hier

Bild von

 

Bild von

 

Zur Verbesserung der Kühlung werde ich zwei Dinge tun:

  1. passiver Kühlkörper an der Unterseite des Gehäuses anbringen zur besseren Kühlung der MosFETs
  2. aktiver Lüfter in der Gehäuseoberseite zur Kühlung der Spulen

 

2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen

Hier kann man sicher unterschiedliche Modelle benutzen, ich habe mich für ein gängiges und daher recht günstiges Maßentschieden in 100 x 100 x 18mm

Kostet auf Aliexpress zwischen 3 und 4€ je nach Händler

Kuehlkoerper 100x100x18

um den Kühlkörper an zu bringen benutze ich eine Kombination aus Wärmeleitpaste und Wärmeleitkleber

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einige wenige Kleckse Wärmeleitkleber in den Ecken + Mitte reicht aus, den Rest mit Wärmeleitpaste bestreichen (das bekommst Du sicherlich ordentlicher hin als ich)

Bild von

 

Kühlkörper drauf, zart andrücken...

Bild von

 

...Holzbrettchen drauf, damit die Finnen nicht verbiegen und dann ordentlich beschweren + über Nacht durchhärten lassen

Bild von

 

 

 

2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

Während der Wärmeleitkleber trocknet können wir in Ruhe den Lüfter montieren

Bild von

 

Dazu benötigen wir einen standardmäßigen 50mm Lüfter. Nichts besonderes, lediglich darauf achten, dass es eine flache Bauform mit etwa 10mm Dicke.

Hier mal ein Beispiellink mit 10 Stück im Set, da sich einzelne Lüfter kaum lohnen (es gibt auch 5er Sets). Passende Lüftungsgitter hier

50mm Luefter

 

was brauchen wir noch? Eine 50mm Bohrkrone. Diese hier ist nix besonderes, war ein Set aus dem Lidl gibt's aber auch auf eBay. Die sind oftmals als "HSS Bohrkrone" für alle Materialien gekennzeichnet. Das ist natürlich Quatsch, denn die sind im Grundenur für Holz oder Kuntstoff geeignet. Aber da das Gehäuse des GMI Wechselrichters aus dünnem Aluminium ist, welches zudem relativ weich ist geht das hier auch problemlos.

Bild von

 

 

 

idealerweise ankörnen, wo Du bohren willst. Ideal ist mittig im Bereich der großen Spule da hier am meisten Platz ist

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idealerweise mit einer Tischbohrmaschine auf langsamster Geschwindigkeit sachte bohren

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den Gehäusedeckel dabei verkeilen oder einklemmen

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Bild von

 

mittlerweile habe ich drei Wechselrichtergehäuse gebohrt und die Bohrkrone ist noch immer scharf

Bild von

 

dann den Lüfter auflegen, die vier Befestigungslöcher mit einem Stift markieren und die Montagelöcher vorbohren

Tipp:  am besten "viel zu große" 6mm Löcher bohren denn da der Gehäusedeckel obenauf minimale Kühlrippen hat schafft man es nie, exakt zu bohren und durch die größeren Löcher gleicht sich das dann wieder aus, sodass die Bohrlöcher dann hinterher auch zum Lüfter passen

Bild von

 

wenn wir schon am Bohren sind:  seitlich im Vorderen Bereich jeweils vier Löcher mit dem 8mm Bohrer reinbohren. Dabei aufpassen, dass man nicht zu nah an die Kante kommt und die Führungsnut versaut, die die beiden Gehäusehälften zusammen hält

Bild von

 

achja, an dieser Stelle nochmal der generelle Hinweis:  auch ohne die eben gebohrten Zusatzlöcher sind die Wechselrichter der GMI-Serie in keinster Weise wasserdicht, auch wenn der Hersteller IP54 angibt. Er hat keinerlei Dichtungen oder sonstigen Feuchtigkeitsschutz. Überdacht oder unter den PV-Modulen montiert kann er im AUßenbereich eingesetzt werden, aber er muss sicher und Regen- sowie Spritzwassergeschützt montiert werden.

Daher machen ein paar extra Luftlöcher nun auch keinen Unterschied

Bild von

 

den Grat etwas glattfeilen

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als Schrauben passen M5 x 20mm, ob Inbus / Seckskant / Kreuz ist egal

Bild von

 

ich hatte nur diese M5 x 15mm zur Hand und die sind zu kurz, um noch Unterlegscheiben zu benutzen

Bild von

 

habe ich hier beim ersten Versuch nicht gemacht aber kann ich nur empfehlen:  ein separates 6mm Loch um das Lüfterkabel nach innen zu führen

Bild von

 

damit der 12V Lüfter nun mit Strom versorgt wird habe ich einfach einen kleinen DC-DC-Wandler gekauft. Den gibt's mit festen 12V oder 5V

wenn Du vor hast den GMI Wechselrichter

dann brauchst Du die Variante  mit 12V, damit der Lüfter normal = auf voller Leistung dreht

Wenn Du den GMI kühl aufhängst und / oder nicht permanent voll belastest dann reicht der DC-DC-Wandler mit 5V, dann dreht der Lüfter langsamer

Bild von

 

als Spannungsversorgung habe ich die beiden PV-Eingangskabel genommen und an den Knicken mit dem Cuttermesser ein Stückchen abisoliert sowie anschließend einen Tropfen Lötdraht aufgetragen

Bild von

 

dann ein Stück Litzenkabel (2x 0,5 oder 0,75mm²) aufgelötet

Bild von

 

von da aus an den Eingang des DC-DC-Wandlers (Tipp:  die Kabel etwas kürzer halten als auf diesem Bild, dann sind sie später leichter im Gehäuse zu verstauen)

Bild von

 

den Ausgang an den Lüfter und auf die Unterseite des DC-DC-Wandlers habe ich einfach einen ordentlichen Klecks Acryl (Silikon geht auch) aufgetragen

Bild von

 

ins Eck so wie auf dem Bild, dabei nicht allzu fest andrücken, damit die Unterseite der Platine keinen Kontakt zum Alugehäuse hat. Dann ebenfalls über Nacht durchhärten lassen

Bild von

 

wenn alles durchgehärtet ist sieht das dann so aus. Hier erkennt man auch gut, dass idh cid Kabel (hier mein erster Versuch) zu lange gelassen habe und die nun stören, deswegen:  kürzer abschneiden

Bild von

 

Deckel drauf - passt

GMI 500 600 700 Lüfter Kühlung

 

ob der Lüfter nun die warme Luft raus saugt (so wie hier auf dem Bild) oder andersrum montiert ist und frische Luft rein bläst sollte bei dieser Einbauart relativ egal sein

Bild von

 

Bei der Montage darauf achten, dass genügend Abstand zur dahinterliegenden Wand ist, sodass der Kühlkörper auch ausreichend Frischluft ab bekommt. Dazu am besten ein Stück Dachlatte / Brett / ein Holzklotz unter die Montagelaschen packen.

 

 

 

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter

2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter
2.1 Modelle
2.2 Preise
2.3 technische Daten & Ausstattung
2.4 Handbuch / Datenblatt
2.5 Wasserdicht
2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
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2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

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2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Wenn die GMI Wechselrichter einmal kaputt gehen dann ist meistens einer der Leistungstranistoren defekt.

Pro:

Contra:

 

Fehlerdiagnose:

Die GMI haben, wie jeder Solar-Wechselrichter, MosFETs auf der DC-Seite = am Eingang der PV-Module sowie andere MosFETs auf der AC-Seite = am 230V Spannungsausgang zum Netz hin.

 

Beide Arten können mal kaputt gehen und es gibt unterschiedliche LED-Codes der Status-LED dafür.

GMI Mikrowechselrichter Grid inverter Status LED

 

2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter

2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter
2.1 Modelle
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2.3 technische Daten & Ausstattung
2.4 Handbuch / Datenblatt
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2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
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2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI
2.7.2 weitere Tests

2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
2.9.1 die Status-LED leuchtet dauerhaft rot
2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

 

3 PVGS Serie

 

Dann sind die AC-MosFETs defekt und müssen ausgetauscht werden. Wenn Du möchtest kannst Du das auch zusätzlich überprüfen, indem Du den GMI vom Netz und von den PV-Modulen trennst und dann mit einem Multimeter den Widerstand am 230V AUsgang des GMI zwischen L und N misst. Dieser sollte, wenn der Wechselrichter in Ordnung ist, annähernd unendlich groß sein.

Bei einem Defekt an den AC-MosFETs schalten diese durch, es ist dann ein dauerhafter Kurzschluss und der Widerstand ist dementsprechend annähernd Null Ohm.also sehr, sehr klein.

Ersatz-MosFETs:

Diese MosFETs gibt es passend für alle GMI Modelle als Ersatz im Set mit der dazugehörigen Sicherung auf Aliexpress.

entweder bei Y&H Yong Hui oder bei Jesudom

 

Hier habe ich mal bei einem GMI 260 / 300 / 350 als Übersicht einskizziert, wo die MosFETs sitzen

GMI 260 266 300 350 MosFETs

Benötigtes Werkzeug:

Hier das empfohlene Werkzeug für die Lötarbeiten, das ich selbst auch benutze (falls Du sowas nicht bereits hast):

60 Watt Lötstation auf Aliexpress / Amazon / eBay

Bild von

Lötabsaugung / Rauchabzug auf eBay oder Aliexpress

Bild von Löten Rauchabzug

Löthilfe / Dritte Hand (auf schraubbare Klemme achten) auf Aliexpress / Amazon / eBay

Dritte Hand

abgewinkelte Spitzzange (= Telefonzange) mit 180 oder 200mm auf Amazon / eBay

Telefonzange

 

Entlötpumpe ideal um MosFETs auszulöten auf eBay / Amazon / Aliexpress

Entloetpumpe



Reparaturanleitung als Video:

Es gibt auch zu jedem der GMI Modelle eine Reparaturanleitung als Video in meiner Playlist auf Youtube

 

 

Falls der Wechselrichter nicht mehr zu reparieren sein sollte:

Hier meine Bezugsquellen für die verschiedenen GMI Micro Inverter

-> Amazon Prime jetzt 30 Tage gratis nutzen <-

Hinweis: Wir sind Teilnehmer des Partnerprogramms u.A. von Amazon und benutzen Affiliate Links in unseren Beiträgen zu Produkten, die wir getestet haben und selbst benutzen. Wenn Du darauf klickst kostet Dich das nichts extra aber wenn dadurch ein Kauf zustande kommt erhalten wir eine kleine Provision. Das hilft uns, die laufenden Serverkosten dieser Webseite zu bezahlen.  Danke, für Deine Unterstützung  😀

 

2.9.2 die Status-LED leuchtet dauerhaft garnicht

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1. WVC / SG Mikrowechselrichter

2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter
2.1 Modelle
2.2 Preise
2.3 technische Daten & Ausstattung
2.4 Handbuch / Datenblatt
2.5 Wasserdicht
2.6 Überhitzung
2.6.1 Nachtrag: erste Erfahrungen im laufenden Betrieb
2.6.2 mein Fazit zur Temperatur
2.7 Erfahrungsberichte / Tests
2.7.1 großer Test mit 4 unterschiedlichen GMI
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2.8 GMI 500 / 600 / 700
2.8.1 passiver Aluminium-Kühlkörper anbringen
2.8.2 Lüfter, DC-DC-Wandler & Belüftungslöcher

2.9 Fehlerdiagnose & Reparaturanleitung MosFETs tauschen
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3 PVGS Serie

 

Dann sind die DC-MosFETs defekt und müssen ausgetauscht werden. Wenn Du möchtest kannst Du das auch zusätzlich überprüfen, indem Du den GMI vom Netz und von den PV-Modulen trennst und dann mit einem Multimeter den Widerstand am PV-Eingang des GMI zwischen + und - misst. Dieser sollte, wenn der Wechselrichter in Ordnung ist, annähernd unendlich groß sein.

Bei einem Defekt an den DC-MosFETs schalten diese durch, es ist dann ein dauerhafter Kurzschluss und der Widerstand ist dementsprechend annähernd Null Ohm also sehr, sehr klein.

Ersatz-MosFETs:

Diese MosFETs gibt es passend für alle GMI Modelle als Ersatz im Set mit der dazugehörigen Sicherung auf Aliexpress.

entweder bei Y&H Yong Hui oder bei Jesudom

 

Hier habe ich mal bei einem GMI 260 / 300 / 350 als Übersicht einskizziert, wo die MosFETs sitzen

GMI 260 266 300 350 MosFETs

Benötigtes Werkzeug:

Hier das empfohlene Werkzeug für die Lötarbeiten, das ich selbst auch benutze (falls Du sowas nicht bereits hast):

60 Watt Lötstation auf Aliexpress / Amazon / eBay

Bild von

Lötabsaugung / Rauchabzug auf eBay oder Aliexpress

Bild von Löten Rauchabzug

Löthilfe / Dritte Hand (auf schraubbare Klemme achten) auf Aliexpress / Amazon / eBay

Dritte Hand

abgewinkelte Spitzzange (= Telefonzange) mit 180 oder 200mm auf Amazon / eBay

Telefonzange

 

Entlötpumpe ideal um MosFETs auszulöten auf eBay / Amazon / Aliexpress

Entloetpumpe



Reparaturanleitung als Video:

Es gibt auch zu jedem der GMI Modelle eine Reparaturanleitung als Video in meiner Playlist auf Youtube

 

 

Falls der Wechselrichter nicht mehr zu reparieren sein sollte:

Hier meine Bezugsquellen für die verschiedenen GMI Micro Inverter

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3 PVGS Serie

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie
3.1. Lüfter
3.2. Fazit
3.3. Handbücher

 

Die Mikrowechselrichter der PVGS Serie sind verwandt mit der GMI Serie (s. weiter oben)

PVGS 500 600 700

 

Der größte Unterschied zur GMI-Serie ist, dass die PVGS eine höhere PV-Eingangsspannung vertragen, nämlich maximal 60V anstatt der 50V bei der GMI Serie.

Die restlichen technischen Daten sind identisch, der innere Aufbau auch, ebenso die thermischen Probleme im Auslieferungszustand.

 

Von den PVGS gibt es drei Versionsreihen:

Die ganz kleinen haben einen kleineren PV-Eingangsspannungsbereich von 10,5 -30V

 

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PVGS 500 600 700 Datenblatt

 

PVGS 260 300 350 Datenblatt

 

 

Von den PVGS 500 habe ich mittlerweile nun auch zwei im Einsatz, geliefert werden sie so

PVGS Mikrowechselrichter

 

wie bei den GMI auch sind die technischen Daten obenauf geklebt

Bild von

 

hier sieht man den zweiten Unterschied zu den GMI:  die Befestigungslasche ist seitlich und nicht mehr bei den Anschlüssen - was nun eine einfachere Montage ermöglicht

Bild von

 

dritter und letzter Unterschied:  die MC4-Anschlüsse sind nun fest verschraubt und ohne Kabelstummel - was nicht so toll ist da die sehr eng sitzen und ein ABziehen der MC4-Kabel nun arg fummelig wird

Bild von

 

die äußeren ABmaße sind ansonsten identisch zu den GMI Modellen

Bild von

 

Status LED

Bild von

 

 

 

Bild von

 

Unterseite

Bild von

 

auch hier: zum Reinschrauben auf beiden seiten je die zwei oberen Schrauben lösen, dann kann man den Deckel abheben

Bild von

 

das Innere ist identisch aufgebaut wie beim GMI

Bild von

 

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sogar die Eingangsspannungskondensatoren sind lediglich bis 50V spezifiziert.

Ich als Laie kann also nicht erkennen, wo genau die technischen Unterschiede liegen. Aber da ich ein paar gebrauchte PV-Module habe, die mit 35V MPPT Spannung gekennzeichnet sind und bei kühlen 5°C Außentemperatur bereits 58V Leerlaufspannung haben - und dadurch bereits zwei meiner SoyoSource 600W Wechselrichter gekillt haben hab ich nun diesen PVGS Wechselrichter gekauft, der die 60V EIngangsspannung aushalten soll. Falls nicht, wird er getauscht aber bislang hält er mal gut durch

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3.1 Lüfter

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie
3.1. Lüfter
3.2. Fazit
3.3. Handbücher

 

Zwar habe ich beim PVGS auch einen passiven Kühlkörper aufgeklebt, aber davon habe ich keine Bilder gemacht. Da es aber dasselbe Prozedere ist wie beim GMI kannst Du einfach hier nachschauen.

Hier nochmal die Anleitung, wie man einen aktiven Lüfter nachrüstet, damit der Wechselrichter auch dauerhaft auf voller Leistung laufen kann ohne, dass er überhitzt.

Dieses Mal zuerst mit einem 8mm Bohrer je vier Löcher seitlich in die obere Gehäusehälfte bohren, und zwar im vorderen Bereich wo die Anschlüsse sitzen

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dann brauchen wir an Material:

 

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beim Bohren des 50mm Lochs den Gehäusedeckel verkeilen oder gut festhalten & die Bohrmaschine auf niedrigste Umdrehung einstellen

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Tipp1:  das Lüfterkabel nicht wie hier durch das große Loch führen = Lüfterblätter können daran schleifen, sondern ein extra Loch bohren und das Kabel dort durch ziehen

Tipp2:  die Löcher für die Lüftergitterbefestigung nicht mit 5mmsondern mit 6mm bohren, dadurch hat man etwas Spiel, um ein ungenaues Bohren bedingt durch die Kühlrippen aus zu gleichen

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mit dem Teppichmesser die beiden PV-Eingangskabel oberhalb etwas abisolieren

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einen Lötklecks drauf

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halbwegs kurze Kabel benutzen, damit diese später beim Zusammenbau nicht stören

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wenn der Wechselrichter später an einem warmen Ort sitzt und / oder regelmäßig mit voller Leistung läuft dann unbedingt den DC-DC-Wandler mit 12V Ausgangsspannung nehmen.

Bei kühlem Aufstellungsort und / oder wenn der PVGS nicht permanent ausgelastet ist reicht auch der DC-DC-Wandler mit 5V = der Lüfter dreht dann langsamer

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um den DC-DC-Wandler zu montieren benutze ich einen Klecks Acryl. Den Wandler sachte andrücken, sodass die Platine nicht an das Alugehäuse kommt

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beim Zusammenbau darauf achten, dass keine Kabel irgendwo eingeklemmt sind

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fertig

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Testlauf

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mit einem Stück Dachlatte als Abstandshalter zur Rückseite hin

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die Sonne ist noch nicht voll da, aber das Wattmeter zeigt schonmal über 430W

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der PVGS 500 sitzt nun im Gartenhaus von Heidi an den vier 190W Modulen

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Hier noch ein kurzer Testlauf mit eingebautem Lüfter

 

 

 

3.2. Fazit

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie
3.1. Lüfter
3.2. Fazit
3.3. Handbücher

 

 

 

 

 

 

3.3. Handbücher

Inhaltsverzeichnis:

1. WVC / SG Mikrowechselrichter
2. GMI Serie Grid Tie Micro Inverter

3. PVGS Serie
3.1. Lüfter
3.2. Fazit
3.3. Handbücher

 

 

 

 

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Schritt-für-Schritt zur 18650 Powerwall

In diesem Kapitel möchte ich Schritt für Schritt erklären, wie man sich einen Solarspeicher aus gebrauchten 18650 Lithiumzellen selbst bauen kann.

Um ein wenig vorzugreifen: es geht hier um eine Powerwall mit 48V Arbeitsspannung in 14S-Konfiguration, also mit 14 identischen Akkupacks, die in Reihe geschaltet werden und zusammen auf 48V kommen. Die grundsätzliche Bauweise siehst Du auf dem Bild, die tatsächliche Größe kannst Du frei nach Deinen persönlichen Bedürfnissen anpassen, Auswahlkriterien weiter unten.

Bild von 14s60p DIY Powerwall 18650

Die meisten Einzelschritte sind bereits im Vorfeld beleuchtet worden (s. Menü) aber mehr oder weniger gestückelt und unsortiert.

Hier möchte ich nun versuchen, eine gut verständliche Anleitung zum Nachbauen zu machen.

 

Um einen Überblick zu bekommen hier vorab die einzelnen Schritte, die nachfolgend weiter erklärt werden

Menü-Übersicht:

  1. 18650 Zellen sammeln
  2. Akkus zerlegen
  3. Zellen testen & sortieren
  4. Zusammenstellung der Akkupacks, Theorie & Praxis
  5. Akkupacks bauen - aber sicher
  6. Balancen der Packs und Zusammenbau der Powerwall
  7. Wechselrichter anschließen, Powerwall in Betrieb nehmen
  8. Internetseiten mit Infos rund um DIY Solar & Powerwall

 

 

 

 

1.) 18650 Zellen sammeln

Zunächst die Frage:  wieviele 18650 Zellen braucht man denn?

Das hängt im wesentlichen von drei Faktoren ab:

1.1 wieviel Speicherkapazität benötige ich?

Grundlastsystem

Um nur die Grundlast eines Haushaltes abzudecken reichen grob 3 KWh Speicher aus. Hierzu am eigenen Beispiel mal die Grundlast bestimmen (= der Stromverbrauch, der mindestens immer da ist, auch um 3 Uhr nachts, bedingt durch Kühlschrank, Kühltruhe, WLan-Router, Standby-Verbräuche etc.) und in der Zeit ohne Sonne aufsummieren.

Beispiel:  beträgt die dauerhafte Grundlast 200W, die eigenen PV-Module werden ab 19 Uhr und bis morgens um 9 Uhr nicht mit Sonne versorgt sind das 14 Stunden x 200W = 2.800 Wattstunden = 2,8 kWh. Und das ist dann genau der Stromverbrauch, den mann mittels einer Powerwall abdecken kann und künftig nicht mehr vom Energieversorger zukaufen muss.

Um von der Größe her ein wenig Puffer zu haben sollte man auf das 1,5-fache des ausgerechneten Bedarfes gehen, also in unserem Beispiel 4,2 kWh.

Das wäre dann die Mindestgröße, die Sinn macht

Eigenverbrauch maximieren:

Wenn die eigene PV-Anlage nicht ausreichend Leistung beringt, um größere Verbraucher abdecken zu können wie z.B. Waschmaschine, Geschirrspüler, Mikrowellenherd, Kaffeemaschine etc.pp. kann man auch den fehlenden Strom mittels Powerwall zuschießen um so den Eigenverbrauch zu steigern.

 

Hier beispielhaft ein paar Verbräuche in kWh

verbräuche haushaltsgeräte wh kwh

Screenshot Tabelle: blog.energiedienst.de

 

An dieser Stelle möchte ich auch unbedingt das Tool PVGIS der EU empfehlen, mit dessen hilfe man für seinen eigenen Standort die wichtigsten PV-Daten auf Basis vergangener Wetterdaten ermitteln und so sehr gut abschätzen kann, wieviel Stromertrag zu erwarten sind bei der geplanten Anlagengröße und Ausrichtung.

PVGIS

Um die Berechnungen inkl. Batterie durchzuführen im seitlichen Menü von "Grid connected" zu "Off-Grid" wechseln

 

 

 

1.2 wieviel Watt / maximale Stromstärke soll meine PW leisten können?

Auf die genaue Zusammenstellung & Bau der Akkupacks kommen wir zwar später im Punkt 6 nochmal genauer zu sprechen, trotzdem müssen wir uns schon gleich zu Anfangs entscheiden, wieviel Leistung (also nicht Wh sondern Watt) wir der Powerwall entlocken wollen.

Als Richtwert hat sich bewährt:  maximal 1A pro Zelle Dauerleistung (wenn möglich besser 0,5A)

Hintergrund:  18650 Zellen erwärmen sich mehr oder weniger stark, wenn sie dauerhaft mehr als 1A Leistung abgeben oder auch aufnehmen müssen.

Berechnung:  wir wollen beispielsweise Geräte mit zusammen max. 1.000W komplett über die Powerwall betreiben.

Darunter zählen z.B. Musikanlage, TV, Handyladegeräte, alle Lichter im Haus, PC / Laptop, Spielekonsolen, Abzugshaube, Mikrowellenherd.

Verbrauchswerte Haushaltsgeräte Leistung Watt

Screenshot Tabellenauszug von handwerkerratgeber.info

 

Minimale Auslegung:

Bei max. 1.000 Watt brauchen wir also bei einer Powerwall mit typischerweise 48V Arbeitsspannung (mit 12V oder 24V fange ich hier nicht an, das ist für Bastelkeller und Gartenhaus, aber nicht für Haushaltsgerätestrom geeignet) folgende Berechnung:

1.000W / 48V = 20,83A

Bei anvisierten max. 1A pro Zelle bedeutet das, dass wir mindestens 20 Akkuzellen je Akkupack benötigen.

Bei 14 identischen Akkupacks benötigen wir dann also 20 x 14 = 280 Akkuzellen insgesamt.

Die Stromstärke wird bei einer Reihenschaltung immer nur auf ein einzelnes Akkupack gesehen berechnet.

 

Kapazität grob überschlagen:  bei der Kapazitätsberechnung zählt man ebenfalls nur die Zellen eines einzelnen Packs zusammen.

Geht man von einer durchschnittlichen Kapazität von 2.000mAh = 2Ah pro Einzelzelle aus ergibt das bei unserem System mit 20 Zellen je Pack also 2 x 20 = 40Ah je Pack. Jedoch ist Ah eine ziemlich nichtssagende EInheit, denn diese hat immer nur Aussagekraft in Bezug auf die verwendete Spannung.

Viel besser weil universeller vergleichbar und spannungsunabhängig ist da die Einheit Wh (Wattstunden) oder entsprechend kWh (Kilowattstunden).

Zur Umrechnung bietet sich der Onlinerechner von df7sx.de an, wobei wir hier als Spannung dann die Gesamtspannung der Powerwall, also 48V eintragen:

Umrechnung ah wh kwh leistung batterie akku kapazität

Unsere Powerwall mit 20 Zellen je Pack / 14 Packs in Reihe = 280 Einzelzellen hat demnach zwar ausreichend Momentanleistung für 1.000W, aber nur 1,92 kWh.

Meiner Meinung und Erfahrung nach ist eine Verdopplung auf 40 Zellen je Pack die kleinste, sinnvolle Größe.

 

Mittlere Auslegung:

Mit einer Verdopplung der minimalen Auslegung auf 40 Zellen je Akkupack bekommen wir dann folgende Leistungsdaten:

 

Das ist dann schon ganz brauchbar und deckt auch die allermeisten Verbraucher ab. Die einzigen, die leistungstechnisch nichtkomplett bedient werden können sind dann:  Waschmaschine, Trockner, Geschirrspüler, Kaffeemaschine, großer Wasserkocher, Herd, Backofen, großer Fön, Wärmepumpe.

 

 

 

Maximale Auslegung:

Eine maximale Grenze was die Leistung in Watt anbelangt stellt in der Regel die in Haushalten übliche 16A Absicherung dar. Diese lässt Verbraucher mit maximal 3.700W zu. Zwar können in einem Haushalt in der Summe mehr als 3.700W gleichzeitig laufen, aber das liegt daran, dass mehrere Absicherungen auf die verschiedenen Räume aufgeteilt sind und mehrere Phasen.

Wenn man eine Powerwall an einem beliebigen Verteilerpunkt z.B. im Keller, in der Garage oder im Gartenhaus anklemmt hat man in der Regel jedoch nur eine Zuleitung mit einer einzelnen 16A Absicherung zur Verfügung, kann also auch nicht mehr als 3.700W ins Hausnetz einspeisen.

Um also dieses Maximum ausreizen zu können benötigen wir:

3.700W / 48V = 77A

Also 77 Zellen pro Akkupack. Da es die zum Bau der Akkupacks benötigten Zellhalter (50er Pack 5x4 auf Aliexpress) in 20er Schritten gibt bedeutet das dann in der praktischen Umsetzung

80 Zellen pro Akkupack. Damit könnten wir dann dauerhaft die vollen 16A / 3.700W abdecken.

Kapazität grob überschlagen:  80 x 2.000mAh = 160Ah = 7,68kWh

Damit lässt sich schon richtig viel machen und im Grunde den kompletten Verbrauch im Haus abpuffern.

Noch größere Packs bringen dann keinen Vorteil mehr bei der Momentanleistung, aber eben zusätzliche Kapazität.

 

um etwas vor zu greifen:

Es lassen sich auch mehrere Powerwalls parallel schalten um so beispielsweise auch nachträglich die Kapazität zu erhöhen.

Mein Vorschlag daher:

für den Anfang erstmal eine Powerwall mit 40 oder 60 Zellen parallel bauen und in Betrieb nehmen, das ist, gerade wenn man das zum ersten Mal macht, bereits aufwändig genug und man übernimmt sich nicht gleich zu anfangs. Bei Bedarf kann man dann später eine weitere Powerwall parallel dazu anschließen.

Ich selbst habe z.B. aktuell vier Powerwalls im Parallelbetrieb am Laufen und noch Platz für zwei weitere vorgesehen.

 

1.3 wieviele Zellen kann ich bekommen (abh. von Budget oder der Möglichkeit, kostenlos an gebrauchte Zellen zu gelangen)

Eine andere Herangehensweise ist natürlich die Größe der Powerwall davon abhängig zu machen, wieviele Zellen man überhaupt bekommen kann.

gebrauchte 18650 zellen aus laptop ebike akkus

 

Das bringt uns zu einem wichtigen und ganz zentralen Thema, zu dem es bereits ein eigenes Kapitel gibt mit folgenden Optionen:

  1. Kaufen - Neu
  2. Kaufen - gebraucht & getestet
  3. Laptopakkus
  4. eBike-Akkus

 

-> Akkus Beschaffung - wie und wo?

 

 

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2.) Akkus zerlegen

Menü-Übersicht:

  1. 18650 Zellen sammeln
  2. Akkus zerlegen
  3. Zellen testen & sortieren
  4. Zusammenstellung der Akkupacks, Theorie & Praxis
  5. Akkupacks bauen - aber sicher
  6. Balancen der Packs und Zusammenbau der Powerwall
  7. Wechselrichter anschließen, Powerwall in Betrieb nehmen
  8. Internetseiten mit Infos rund um DIY Solar & Powerwall

 

Wenn man es nun geschafft hat, ein paar gebrauchte Akkus zu organisieren, kann es an das Zerlegen gehen.

Hierzu gibt es auch bereits zwei separate Menüpunkte mit vielen Erklärungen und Beispielbildern:

 

-> eBike-Akkus zerlegen

Bild von eBike AKkus zerlegen

 

 

-> Laptop Akkus zerlegen

Bild von laptop akku zerlegen

 

Hier findest Du noch eine ganze Reihe nützlicher Werkzeuge, nicht nur zum Zerlegen er Akkus,

zudem auch einige Sicherheitstipps wie beispielsweise die "Sandgrube" bei einem Kurzschluss und/oder Akkubrand

-> Werkzeuge & Messgeräte

Bild von Werkzeuge

Hinweis an dieser Stelle:

Du musst nicht zwingend losrennen und alle Werkzeuge kaufen / auf Amazon bestellen, die ich benutze.

Erstens ist das nicht unbedingt die allerbeste Methode, wie man etwas macht sondern die Methode, die ich für mich selbst als beste herausgefunden habe. Aber vielleicht arbeitest Du auch lieber mit anderen Werkzeugen.

Zweitens sollten auch einige Werkzeuge, die ähnlich sind und die man schon hat auch ausreichen für den Anfang. Falls Du dann während des Arbeitens feststellst, dass ein Arbeitsschritt mühselig ist oder lange dauert, kannst Du immer noch nach und nach einzelne Werkzeuge austauschen und neu kaufen.

 

 

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