Autarkie mit Solarstrom erreichen!Informationen rund um Photovoltaik Themen…
Andreas Spiess hat auf seinem YouTube Kanal ein gut gemachtes Video veröffentlicht, wie man für den eigenen Haushalt eine Energiespar Strategie entwickeln kann.
In einer unterhaltsamen Art und Weise definiert er vier Gruppen von Verbrauchern und disskutiert die Erstellung einer Strategie basierend auf Verbrauchsmessungen.
Sehr empfehlenswert und hilfreich. Daher von hier der Verweis auf den Vlog von Andreas.
DANKE!
Nach dem ich gestern das neueste Video von Andreas Spiess bezüglich seiner Erfahrungen mit PV und Batteriespeicher angeschaut habe, und er stolz erwähnt hat, dass er schon mehr als 1 MWh Strom erzeugt hat, habe ich bei mir in der Statistik nachgeschaut…
Stand 12.September 2022 haben wir mit unserer Anlage 1,347MWh Strom erzeugt!
Cool!
Im Moment experimentiere ich mit Home Assistant, dem Auslesen der Daten auf API Basis aus der Sonnen Batterie und dem SolarEdge Wechselrichter und der Erstellung von Automationen mit Node Red.
Ausserdem bastel ich an einer “Solar-Ampel” auf Basis eines e-Ink Displays und einem ESP32 – Damit die Familie auch weiss, ob es sich lohnt, den Geschirrspühler oder die Waschmaschine laufen zu lassen!
Dazu später mehr unter IoT.
Die PV-Anlage und der Batteriespeicher sind fertig und in Betrieb genommen. Die Umbauten auf dem Sicherungstableau hielten sich in Grenzen und wir hatten lediglich für 6h in 1.5 Tagen keinen Strom.
PV-Planer, Spengler, Holzbauer und Elektoinstallateur haben gut zusammen gepasst und gut zusammen gearbeitet. Allen Beteiligten nochmals meinen Dank an der Stelle.
Die Anlage ist jetzt seit 36h in Betrieb und in der ersten Nacht hat die Batterie sich bis auf 50% Enthalden. Wir haben nichts optimiert oder abgeschaltet sondern normal gewaschen etc.
Die maximale Leistung lag heute bei 16.43kWh – die Peakleistung wäre 19.4kWh. Mein Sicherheitskonzept funktioniert und nun kann ich mich an die Optimierung und das Dashboard machen!
Dazu wird es dann im Abschnitt IoT sicher etwas zu lesen geben.
Ein gutes Gefühl!
Die Lieferung für den Batteriespeicher ist angekommen. Zu guter Letzt scheint alles so aufzugehen, dass wir die PV-Anlage so wie geplant aufstellen können.
Die Lieferung ist GROSS!
300kg und die Grösse einer Europalette und fast 2m Höhe. Den Platz muss man haben… Glücklicherweise kann man bei uns direkt mit dem Palettenroller zum Ausstellort fahren.
Rückblickend muss ich sagen, dass ich, wenn alle Dinge gleichzeitig gekommen wären, in Platzprobleme gelaufen wäre. Der Gesamt-Flächenbedarf waren 8 Europlatten!
Stay tuned…
Ich habe kein “Unboxing” Video oder sowas gemacht. Dazu fehlt mir die Zeit.
Die Montage Anleitung ist ein 25MB grossen PDF mit 108 Seiten. Sie ist sehr detailiert und gut gemacht, könnte aber evtl. noch ein paar mehr Fotos oder Detail-Zeichnungen haben.
Ich habe die eingehend VOR der Montage gelesen und mich mit dem Vertraut gemacht, was da kommt…
Die Batterie wird aus verschiedenen Modulen gebildet und auf einem Grundrahmen montiert. Bei mir im Keller ist die Wand an der die Batterie montiert werden soll, isoliert.
Ich musste also erst feststellen bzw. sicherstellen, dass die Vierkanthölzer, die die OSB-Platten tragen so gut verschraubt sind, dass 300kg Gewicht daran fixiert werden können.
Danach habe ich das grösste Päckchen ausgepackt und den Grundrahmen gemäss Anleitung mit den Füssen versehen.
Wie man sehen kann läuft hinter der Batterie noch eine Wasserleitung und eine Abwasserleitung duch. Ich musste also noch 75mm Distanz zur OSB Wand überbrücken.
Netterweise passen die Rastermasse für die tragende Struktur mit denen der Batterie zusammen. So konnte ich die Querhölzer und die Grundplatte gemeinsam mit 6x120mm Schrauben in der dahinter liegenden Struktur verschrauben.
Die Grundplatte ist ein grosses U-Förmiges Blech mit diversen Löchern, die mit L-Förmigen Blechen verschraubt ist. Damit kann man die Neigung korrigieren und sicherstellen dass die ganze Sache grade steht.
Als nächstes wird das 5-Adrige Kabel verlegt. Ich habe mich nach den Vorgaben der Montageanleitung für ein 5 x 10qmm Kabel entschieden.
Ausserdem brauchen wir noch ein zwei Netzwerkkabel und einen Internet-Anschluss. Die Inbetriebnahme erfolgt über ein App.
Wenn der Elektriker das am Sicherungskasten angeschlossen hat, kann man die weiteren Komponenten einbauen.
Auf die Grundplatte werden nun noch das Bodenblech, die Batteriefächer und die Halter für die Abdeckung geschraubt. Dann werden alle Montagelöcher und Durchbrüche mit den mitgelieferten Stopfen verschlossen.
Der Batteriespeicher hat eine eigene Leistungseinheit, in der Wechsel-/Gleichrichter und Batteriemanagement verbaut sind. Die ganze Sache hängt zuoberst an der Grundplatte und der Kühlkörper ragt durch den grossen Ausbruch nach hinten. Es dürfen keine Kabel an den Kühlkörper stossen!
Das 5 x 10mm2 Kabel ist extrem steif und sperrig. Es ist nicht einfach, dieses Kabel durch das Loch in der Wand oder in Kabelkanäle einzufädeln! Der Beiliegende Klappferrit ist mit 16mm Durchmesser zu klein für ein 5 x 10mm2 Kabel! Ich habe einen neuen bei z.B. Distrelec gekauft.
Wichtig ist, dass die Leistungseinheit nach den Landesvorschriften und dem Schema an den Sicherhungskasten angeschlossen ist und vorallem auch den Potentialausgleich mit allen anderen Komponenten hat. Also ein Erdungskabel von den Solarpanelen, dem Wechselrichter, dem Sicherhungskasten und dem Batteriesystem.
Neben dem störrischen 5-Adrigen Kabel sind also noch ein Potentialausgleich zu verlegen plus zwei CAT6 Patchkabel. Eines für den Internet-/ Netzanschluss und eines für den Modbus zum Energiemessgerät im Sicherhungskasten.
Stay Tuned…
Die Batterien werden so auf den Tablaren platziert, dass die Anschlüsse einerseits zueinander und andererseits nach rechts zeigen. Man sollte also vorher die Kiste entsprechend drehen, um die Module gleich richtig hochheben zu können. Ca. 30kg sind das pro Modul.
Anschliessend werden die Batterien mit Blechen und langen Schrauben (Gewindestangen) gesichert.
Wiederaufladbare Batterien haben es – egal welchen Typs – gern “überwacht”. Also hat die Leistungseinheit ein Batterie Management System (BMS). Dieses BMS wird mit Patchkabeln nach einem bestimmten Schema verkabelt.
Morgen noch mal die Kabel überprüfen und mit Kabelbindern fixieren und aus dem Weg räumen.
Wenn die Anschlüsse zum Sicherungskasten und der Potentialausgleich montiert sind, kann man die Batterien an die Leistungseinheit anschliessen.
VORHER NICHT!
Alles in allem macht das Batteriesystem einen recht durchdachten und aufgeräumten Eindruck. Mal sehen, was ich mit der Software erleben werde.
Das Batteriesystem kann noch mit einer Notabschaltung versehen werden. Ich glaube ich mache der Feuerwehr die Freude und werde einen NOT-AUS Taster im Zählerschrank montieren.
Nach dem alle Anschlüsse, Kabel und die PowerProtect 8000 Box angeschlossen waren, konnte der PV-Planer die Batterie in Betrieb nehmen, nach dem der Wechselrichter angeschlossen und in Betrieb genommen war.
Die Geräte verfügen über eine – nur lokal erreichbare – Webschnittstelle, die einen Inbetriebnahmeassistenten bereitstellen.
Die Batterie erwacht mit einigem Relais-Geklicke zum Leben und die “Sonne” beginnt zu pulsieren.
Nach dem Aufsetzen der Haube ging die Batterie endgültig in Betrieb.
Das Verhalten der Batterie und der Solaranlage kann über die Webschnittstellen der Hersteller oder deren Apps visualisiert werden. Auf dem Smartphone ist zu sehen, dass der Strom für den Laptop, auf dem ich diese Zeilen schreibe, aus der Batterie kommt.
Ein tolles Gefühl.
Wenn ich eine PV-Solaranlage montieren will, brauche ich Werkzeug. Eigenes und ggf. auch Werkzeug, dass ich mieten/leihen kann oder sollte.
Eine grosse Schlagbohrmaschine lohnt sich sicher nicht zu kaufen – die sollte man sich leihen, denn es braucht nicht sehr viele Löcher, aber wenn, dann grosse Löcher. Im Gegensatz dazu ist ein eigener und qualitativ guter Akku-Schrauber eine wichtige Anschaffung.
Imbusschlüssel-Satz
Bei den Imbusschlüsseln sollte man solche kaufen, die an einem Ende eine Art Ball haben. Damit kann man dann auch Schrauben anziehen, die nicht ganz senkrecht erreichbar sind. Es gibt auch Schlüssel, die länger sind und einen Griff haben. Wichtiger ist aber das Ballförmige Ende. Qualität zahlt sich auch hier aus. Es sind 180 Imbusschrauben bei mir in der Unterkonstruktion verbaut worden.
Gliedermassstab
Gemeinhin auch Zollstock genannt. Es braucht mehr als einen. Ich habe zwei zerbrochen.
Stahlmassband (8m und 20m)
Die beiden Bandlängen sind ein wichtiges Werkzeug! Meine Profile waren maximal 5.75m lang und die Diagonalen auf dem Dach über 13.5m – hier lohnt sich also die 20CHF Investiton je Bandmass.
Digital Multimeter
Wichtig beim Digital Multimeter ist, dass es für CAT III (1000V) geeignet ist!
Handsäge
Um auf dem Dach mal eben schnell ein Holz abzusägen ohne Strom zu verlegen oder ein Akkuwerkzeug zu kaufen, lohnt sich der Kauf einer “Japanischen Zugsäge”. Es muss nicht die Ausführung für den Möbelschreiner sein. Es reicht die Baumarktsäge.
Metallsäge
Elektroschraubenzieher Set
Bei Arbeiten mit Strom ist ein Isolierter Schraubenzieher Pflicht!
Ratsche (Ratschenkasten)
Zangen
Es macht Sinn, zwei oder drei der Seitenschneider zu kaufen. Das spart Suchen und Laufen und ggf. vom Dach zu klettern.
Kappsäge
Die Säge oben hat einen Laser, der den Sägeschnitt auf die Fläche projeziert. Hilfreich beim Einmessen.
Akkuschrauber
Billig-Baumarkt oder Profiqualität? Hier scheiden sich die Geister. Ich habe vor 10 Jahren nach etlichen Billig-Geräten auf Markita gewechselt. Selbst für den alten 12V Schrauber bekomme ich immer noch Batterien – im Gegensatz zu den Billig-Schraubern.
Heute habe ich noch einen weiteren 18V Akkuschrauber mit mehreren Akkus, der Kompatibel mit anderen Geräten von Markita (Oberfräse, Stichsäge, Handkreissäge, …) ist und sehr schnell lädt.
Hier lohnt sich der Kauf einer Marke, die länger am Markt ist bzw. bleibt (Markita, Bosch, Metabo, Ryobi, …) – auf meinem Dach sind weit über 1500 Schrauben verarbeitet, wenn man alle paar Minuten einen leeren Akku bzw. keinen Akku mehr hat, kommt man nicht wirklich voran.
Schlagbohrmaschine
Je nachdem, wie man die Kabel bzw. Rohre führen kann bzw. muss, ist der Kauf einer eigenen Schlagbohrmaschine nicht notwendig. Die kann man mieten oder sich von der Selbstbaugenossenschaft leihen.
Wenn man selbst kauft, sollte es eine grössere Maschine sein. Da Markita seit einigen Jahren in die Baumärkte drängt, gibt es hier immer wieder passende Angebote. Sonst auch mal auf dem Second-Hand Markt (ricardo.ch) schauen.
Die Leistungs- und Gewichtsunterschiede zwischen den Schlagbohrmaschienen sind erheblich. Wer mal versucht hat, mit einer zu kleinen Bohrmaschine ein Loch in Beton zu bohren, weiss, wovon ich rede.
Löten ist kein Hexenwerk. Alles was es braucht sind Lot (Zinn), Flussmittel und eine Wärmequelle.
Diese ziemlich kleine Lötlampe reicht vollkommen aus, um alle Rohrleitungen in der Warmwassersolaranlage zu löten, wenn es geschützt ist (kein Wind).
Vom Dach geht es in einem dicken Alu-Rohr mit allen Kabel und dem Potentialausgleichskabel aussen an der Hauswand runter in den Keller.
(FOTO)
Hier enden die Kabel in entsprechenden Steckern und werden mit der Generator-Anschlussbox verbunden. Diese Box hängt in der Nähe/neben dem Wechselrichter.
Nach dem der Panzerschlauch ins Haus geführt wurde habe ich in mit Schnappern und Schellen an der Wand fixiert. Da ich die DC Kabel kurz halten will, habe ich mich entschieden, den Wechselrichter und die Generator-Anschlussbox neben dem Fenster zu montieren, über dem die Kabel ins Haus gelangen.
Die Masse habe ich aus dem Datenblatt des Wechselrichters und der Platz für beide Boxen war so bemessen, dass die genau neben dem Ausgleichsgefäss der Heizung passen und dazwischen noch die Leitung zum AC-Sicherungskasten geführt werden kann.
Das Kabelende und der Panzerschlauf auf der DC-Seite werden noch gekürzt.
Auf dem Bild sind Rote, Blaue und Weisse bzw. Grün/Gelbe Kabel zu sehen. Weiss und Grün/Gelb ist der Potentialausgleich und den habe ich schon bis zum Sicherungskasten gezogen.
Blau und Rot sind DC.
Wenn der Wechselrichter da ist, geht es weiter.
Zusammen mit der grossen Lieferung der Sonnen-Batterie ist auch der Wechselrichter angekommen…
Der Wechselrichter wird an einer ziemlich stabilen Blechplatte mit 4 Schrauben montiert. Ich habe das Blech ausgerichtet (Wasserwaage) und dann die Löcher angezeichnet und gebohrt.
Fixiert wird das Blech mit 6x80mm Schrauben in entsprechenden Dübeln.
Um die Anlage gefahrenfrei betrieben zu können müssen die Einzelnen Komponenten mit dem gleichen Potential verbunden sein. Dazu dient ein fast (Klein-) fingerdickes Erdungskabel.
Die Kabel müssen mit Hülse versehen darin festgeschraubt werden.
Die Installationsanleitung besteht aus einem 12MB grossen und 111 Seiten starken PDF. Diese sollte man unbeding vorher lesen, verstehen und nur die Dinge Umsetzen, zu denen man eine Ausbildung hat oder weiss, wie es geht!
Zur Erinnerung: Ohne die Optimizer wären ca. 960V DC-Spannung auf jedem String und auch 240V AC-Spannung sind nicht ohne! Installation sind nur durch eine Fachperson vorzunehmen. Keine Gewährleistung/Haftung von meiner Seite!
Auch beim Wechselrichter brauchen wir 5x10mm2 Leitungsquerschnitt und ein Netzwerkkabel und einen Internetanschluss.
Ein wichtiges Element bei der Modulverlegung ist die Anzahl der Strings, in denen die Module platziert werden.
Ein String (Eng) oder Strang (DE) ist die Kette der Module, die den Eingang des Wechselrichters speisen. Die Anzahl der Module bestimmt die Leerlaufspannung des Strings.
Meine Module haben eine Leerlaufspannung von 37.38V. Wenn man jetzt die Anzahl der Module mit der Leerlaufspannung multipliziert, ergibt sich die Stringspannung.
Beispiel:
24 x 37.38V = 897.12V
bzw.
25 x 37.38V = 934.5V
Diese Stringspannung muss zur maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters pro Stringeingang passen. Zusammen mit der Stromstärke (A) ergeben sich hier Leistungen von über 22000 Watt!
Aus Sicherheitsgründen verbaue ich sog. Optimizer (Leistungsoptimierer), die im Fehlerfall die Ströme und Spannungen auf ein Minumum reduzieren und so eine Gefährdung (Feuerwehr, Eigentümer, Vandalismus) eigentlich recht gut ausschliessen.
Die Module werden in zwei Strings verlegt, die auch mit der Rückleitung der Pole keine grosse Schlaufe bilden sollten, um die Blitzschlagneigung zu reduzieren. Auf der Linken Dachseite werden im String 1.1 – 24 Module installiert und im String 1.2 sind es 25 Module.
Verlegung der Optimizer und Anschliessen der Module stehen für Freitag auf dem Program.
Die Optimizer werden gemäss Stringplan unter den Modulen platziert und miteinander verbunden. Sie haben ein langes Kabel, was zum Optimizer des Nachbarmodules geführt wird.
Danach werden die ID-QR Codes der Optimizer eingesammelt und auf den Plan geklebt. Nun hat man die Position des Optimizers/Solarmoduls auf dem Dach.
Beim Verlegen der Kabel wird darauf geachtet, dass keine grossen Schlaufen gebildet werden. Hier könnten Induktions-Spannungen bei Blitzschlag auftreten.
Anschliessen werden noch alle Profile mit einem Potentialausgleichskabel (Erdung) versehen.
Dann werden die ersten Module eingelegt.
Mit drei oder vier Personen ist das gut zu schaffen und es zeigt sich, ob man sauber und ordentlich die Vorbereitungen durchgeführt hat.
Für die Verlegung der Solarmodule und die Vorarbeiten haben wir 7 Stunden benötigt. Dabei wurden 49 Module und 49 Optimizer verlegt.
Das Verlegesystem von Solarstand ist super – bis auf einen Punkt. Wenn man eine Aussparrung wegen einem Dachfenster oder eine Asymetrie hat, fehlt ein logischer und guter Endanschlag.
Normalerweise wird das PV-Modul mit einem 90° Winkel, der ins schwarze Einlegeprofil passt gegen verschieben gesichert.
Bei Aussparrungen und Asymetrien geht das aber nicht! Entweder muss ich das Profil ca. 5cm überstehen lassen, was eine seitliche Verscheibbarkeit der Profile nachsichzieht oder eine Andere Löungs suchen.
Das Problem ist die Imbusschraube, die verhindert, dass man den Winkel einschieben kann, bzw. dass man das Profil mit eingeschraubten Winkel montieren kann.
Die Lösung wird wohl ein Teil aus dem 3D Drucker sein.
Entweder mache ich eines selbst und lackiere es oder ich lasse es bei Shapeways in Edelstahl oder Alu drucken…
Am Samstag habe ich begonnen das Inndachsystem von SolarStand zu montieren.
Wer diese Webseite verfolgt und das Inndachsystem selbst montieren möchte sollte unbedingt die gültige Montageanleitung von SolarStand lesen und durcharbeiten/durchdenken und die Lernvideos auf Youtube anschauen. In dieser Anleitung sind auch die von den Solarmodulen abhängigen Masse hinterlegt bzw. wie man diese errechnet.
Also selbst lesen und denken und nicht einfach loslegen.
Wer hier was falsch macht, kann nachher alles wieder runternehmen, den Solarmodule lassen sich nicht biegen. Die sind starr!
Es beginnt damit, dass man aus der Dachmitte die Positionen der Vertikalen Entwässerungsprofile festlegt. Damit man das immer gleich macht, sollte man sich die notwendigen Masse auf eine Latte übertragen (pro Mass eine Latte).
Jetzt kann man die Profile nach Masstabelle des PV-Planers zusägen und grob auf dem Dach verteilen und ineinander stecken.
Anschliessend spannt man sich eine Schnur um eine grade Linie zu bekommen, an der man die Profile ausrichtet. Ich habe dann die Befestigungspunkte festgelegt und mal einseitig festgeschraubt.
Wichtig ist, dass ALLE Gesamt-Längen der vertikalen Profile gleichlang sind und dass das Feld der Profile im rechten Winkel liegt und die richtigen Abstände zu einander haben und auch die Gesamt-Breite stimmt.
Der Sonntag stand ganz im Namen der Ausrichtung. Ich weiss nicht, wie oft ich die Diagonalen gemessen habe und ich die beiden Profile am Rand hin und her geschoben habe.
Am Ende des Tages hatte ich bei mehrfacher Messung die gleiche Länge in den beiden Diagonalen.
Warum ist das so wichtig? PV-Solarmodule kann man nicht biegen oder strecken. Die gesamte Installation ruht auf den Vertikalprofilen.
Da auf dem Bau eigentlich selten etwas grade oder parallel oder eben ist, hat man keinerlei Bezugsmasse von denen man ausgehen kann.
Wie schon gesagt, ich bin von der Dachmitte nach links und rechts vorgegangen.
Heute Abend habe ich alle Profile – nach dem es aufgehört hat zu regnen – verschraubt und die Sützlatten eingebaut, die es für die Schneelasten braucht.
Es standen das Verschrauben der letzten beiden Stützlatten auf dem Program sowie das Einschrauben der Fixierung pro Vertialprofil, damit nichts rutschen kann. Ausserdem habe ich mir ein Alu-Sägeblatt für die Kappsäge gegönnt und begonnen, die Einlegeprofile zuzusägen und zu montieren.
Nach dem der Spengler heute über den Tag die seitlichen Rinnen installiert hat, habe ich die weiteren Einlegeprofile zugesägt und kann die nun die montieren.
Die Einlegeprofile müssen exakt parallel zueinander montiert werden. Hier ist es sehr wichtig, dass die Distanzen zueinander passen und stimmt.
Die Profile und das Zuschneiden … DIY spart richtig Geld, aber zwischendrinnen habe ich gedacht, dass es kein Ende nimmt…
Nach dem die Holzbauer alle Arbeiten abgeschlossen haben ist als nächstes der Spengler mit den Einlaufblechen zur Dachrinne dran.
Wenn diese Bleche parat sind, können wir die Vertikale Entwässerung anbringen. Als Montagesystem verwenden wir das Indachsystem SolarStand der Firma Solarteam.
Wie in #12 schon geschrieben… Planung ist das halbe Leben oder Pläne sind zum ändern da.
Wir haben am Mittwoch das gesamte Material für die Anlagenteile auf dem Dach von dem Lieferanten bekommen, der uns Freitags letzter Woche informiert hat, dass er nicht liefern könne… .
Verstehen muss das Niemand – Hauptsache, das ich das Material habe, um das Dach fertig zu machen.
Es fehlen im Moment noch die Batterie und der Wechselrichter sowie die Module für die Warmwassersolaranlage.
Die gesamte Garage steht voll Material und man kann sich kaum bewegen. Aber das dauert ja nicht mehr allzulange. Ende Juli ist das Material auf dem Dach.
Logistik ist, wenn es trotzdem klappt. Ich habe mein Material bekommen, obwohl es NICHT lieferbar war und bei einigen Punkten auf der Packliste kam es zu erheblichen Abweichungen.
Also UNBEDINGT die Packliste mit der Bestellung vergleichen und überprüfen, auch den der Spediteur es eilig hat.
Statt der Bestellten 200 Kreuzverbinder habe ich 4 Kisten a 200 Kreuzverbinder erhalten, die nun wahrscheinlich auf einem anderen Dach fehlen… .
Ich kann nicht sagen, woran es liegt – am Shop oder am Logistik-Partner des Shops? Egal an wem es liegt, es gibt fertige Software-Lösungen, die Helfen, Waren zu verfolgen. Aber hier mischt sich jetzt Private und Beruf.