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Akkus - 11 Null-Watt Einspeisung

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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: 

  • preiswert
  • einfach in der Umsetzung
  • keine Abnahme durch Elektriker & Netzbetreiber notwendig

Nachteile:

  • Kein Notstrom durch 230V Stromnetz. Wenn Sonne weg + Batterie leer = Feierabend

 

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"

Vorteile:

  • nutzbar, um das kpl. Haus über eigenen Solarstrom laufen zu lassen
  • wenn Sonne weg + Akku leer = Wechselrichter schaltet Netzstrom durch
  • noch preiswert (um 500€ für ein 3KW Wechselrichter)

Nachteile:

  • falls das kpl. Haus über den WR angeschlossen wird ist die maximale Stromleistung begrenzt auf das, was der WR leisten kann (i.d.R. zwischen 3KW und 5KW) --> Backofen + Herd gleichzeitig geht nicht, bei Verbrauchern wie FÖn, Wasserkocher, Waschmaschine, Geschirrspüler etc. muss man immer schauen, was sonst noch gerade so im Haus angeschaltet ist
  • wenn der WR mal kaputt geht ist das kpl. Haus ohne Strom da alles durch ihn hindurch geht --> manueller Umschalter ist zu empfehlen
  • muss vom Elektriker + Netzbetreiber abgenommen werden, da es per Gesetz keine Inselanlage ist, wenn eine physische Verbindung zum Netz besteht, ganz gleich ob eingespeist werden kann oder nicht. Im Netz findet man einige Berichte von Menschen, die eine solche ANlage nicht anmelden - wohl auch, da es nach außen hin nicht zu erkennen ist da technisch kein Strom eingespeist werden kann. Durch den Energieversorger sichtbar ist lediglich, dass der Stromverbrauch sinkt

offgrid

 

 

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/

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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. Bei MPP-Solar ist das die MPI Serie

Vorteile:

  • flexibelstes Modell da das Hausnetz unangetastet bleiben kann und WR + PV-Anlage zusätzlich / parallel angeklemmt werden
  • keine Belastungsgrenze durch den WR

Nachteile:

  • teuer (um 1.000€ für ein 3KW Modell)
  • muss zwingend vom Elektriker + Netzbetreiber abgenommen werden. Kann man auch nicht "heimlich" laufen lassen da eine Stromeinspeisung ins öffentliche Netz zumindest bei einem Zweirichtungszähler direkt auffällt

 

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

  • SDM630 Modbus
  • SDM630MCT

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, beide Varianten kosten in Deutschland etwas über 100€

Direkt aus China über z.B. Aliexpress kostet der SDM630 etwa um 70€.

 

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 70€ 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

-> Download Pdf (~2MB)

 

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" (das als Suchbegriff bei Amazon / eBay eingeben dann findet man die)

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/

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