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Eigenbau PV-Batterie (Niedervolt) - Erfahrungen ?

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  •  Gawan
  •   Gold-Award
14.9. - 13.10.2021
91 Antworten | 8 Autoren 91
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Hallo,

hat jemand von euch seine PV-Batterie selber gebaut ?

Erste Frage: Ich bin aktuell auf der Suche nach einem BMS BMS [Batteriemanagementsystem]/Balancer das mir meine 24 Zellen (zu je 2,3V) zuverlässig ausgleichen kann. Leider starten die meisten (auf Amazon) erst bei 3.0V los mit dem Ausgleichsbetrieb und tun dementsprechend nichts in meiner Batterie.

Zweite Frage: Hat jemand Erfahrung damit welche Abweichungen man einem solchen Speichersystem zumuten kann ? Wenn die Betriebsspannung zwischen 2,0 und 2,7 Volt liegt, ist das dann langfristig/kurzfristig ein Problem wenn zwischen zwei Zellen 0,2V Differenz besteht (2,4 zu 2,6 Volt) ?

lG
Gawan

  •  Gawan
  •   Gold-Award
19.9.2021  (#41)

zitat..
Puitl schrieb:

Ja verstehe ich komplett 😊
Wie verhalten sich die Zellen bei Kurzschluss??

Ich hab einen voll geladen (eigentlich überladen) auf 2,8V und dann voller Freude Sylvester 2020 im Garten einen Kurzschluss verursacht. Die 20 Meter Sicherheitsabstand waren recht sinnlos, man hat GAR NICHTS gesehen, wirklich nichts. Ich hab das Paket dann zur Sicherheit dort liegenlassen und habs erst am nächsten Tag gesichtet. Außer, dass ein Streifen von vllt. 2cm der äußeren Ummantelung angeschmolzen war, ist nichts passiert. Kein Austritt von Flüssigkeit, keine schwarzen Stellen, nichts. Die Zelle war komplett intakt, aber halt energetisch tot.
Ich möchte das nochmal wiederholen und mit einer Wärmebildkamera filmen - gibt aber noch keinen Termin :)

Wir haben dann im Frühling eine zweite voll geladene mit der Kreissäge zerschnitten (die größere Herausforderung war, das mit genug Sicherheitsabstand zusammenzubringen) und wieder: nichts
Hier ist zwar jetzt etwas Flüssigkeit ausgetreten die ich wohl eher nicht trinken würde, aber das wars. Es hat zwar beim Schneiden kurz mal gefunkt wenn das Blatt durch die Anode/Kathodenschicht gegangen ist, aber thermisches Durchgehen verhindert hier offenbar die Beimischung von Titanat.

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  •  Gawan
  •   Gold-Award
19.9.2021  (#42)

zitat..
uzi10 schrieb:

warum gibts dann keine fertigen lto Akku-kits für den heimgebrauch?
voll arg wie der lipo am anfang abgeht, erschreckend als Feuerwehrmann und Elektriker

Ich kenne bis auf die Titan-One-Batterie keine (und das ist auch ein Bausatz)
Es gibt aber auch kaum 48V Wechselrichter. Im Wohnmobil- bzw. Bootbau kommen die aber recht oft zum Einsatz, oder auf Almhütten ohne Strom die im Winter -30°C überstehen müssen). In der Schweiz ist dieser Markt größer als bei uns.

Die Dinger haben halt einige Nachteile:
- Gewicht (fast 2 kg je Zelle --> 20 kWh = 500kg, LiIon hat weniger als die Hälfte)
- Preis
- Spannung (je Zelle nur 2,3, d.h. du benötigst 22-24 in Serie, dadurch Platzbedarf)

LiIon-Akkus haben eine 3-5fach höhere Energiedichte und sind daher wesentlich günstiger.

Der wirklich günstige Gesamtpreis meiner eigenen Anlage basiert in erster Linie auf dem Arbeitseinsatz. Wenn du dir die LiIon-Zellen einzeln kaufst und alles drumherum selber baust sind die vermutlich auch deutlich günstiger.

Mich haben vor allem die Sicherheit und die extreme Langlebigkeit überzeugt (der Hersteller wirbt mit 30.000 Zyklen, objektivere Stellen sprechen von 10.000 was immer noch fast 30 Jahre sind)
Und ganz ehrlich ... das Basteln und zum optimalen Endergebnis hin-experimentieren macht definitv Spaß :D

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  •  Puitl
  •   Silber-Award
20.9.2021  (#43)
Zu den Nachteilen:
Größe &  Gewicht sind für einen Hausspeicher in 50% der Fälle egal.
Preis müsste man auf die Lebensdauer hochrechnen, glaub das er dann sogar wieder günstiger ist als LiIon.
Und: Die Titanat-Zellen (& auch LiFePo`s) sind von den Inhaltsstoffen her viel umweltfreundlicher als klassische LiIon-Zellen.

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  •  Puitl
  •   Silber-Award
20.9.2021  (#44)

zitat..
Gawan schrieb:

Es gibt aber auch kaum 48V Wechselrichter.

Was ist die übliche Speicher-Spannung? Man könnte mit mehr/weniger Zellen diese ja auch mit Titanat-Akkus erreichen!?

Ein Redox-Flow Speicher wär auch was gaaaanz interessantes für zuhause:
https://voltstorage.com/vanadium-redox-flow-stromspeicher-technologie/

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  •  Gawan
  •   Gold-Award
20.9.2021  (#45)
Normalerweise betreibt man am PV-WR eine Hochvoltbatterie mit 500-1000V (https://www.primesolar.eu/shop/byd-b-box-hv-h10-2/#!/pt-spt)
Hat glaub ich den Grund, dass die SPannung die gleiche ist wie von den Panels und somit keine Transformation mehr nötig ist

https://www.memodo.de/stromspeicher-vergleich

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
20.9.2021  (#46)

zitat..
Gawan schrieb: Hat glaub ich den Grund, dass die SPannung die gleiche ist wie von den Panels und somit keine Transformation mehr nötig ist

Eher nicht. Die MPP-Tracker stellen die strings auf ihre optimale Spannung, die Ladespannung ist durch die Zellen definiert, beides gleichzeitig geht nicht.

Der Grund für die höhere Akkuspannung ist die Effizienz der Umrichter, die eingesetzten IGBTs haben Kanalwiderstände, die Verlustleistungen proportional mit dem Quadrat des Stroms (P=I²R) erzeugen. Das selbe gilt für die Speicherdrosseln.

Das ist auch der Grund warum die WR WR [Wechselrichter] bei höheren string-Spannungen effizienter sind.


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  •  Puitl
  •   Silber-Award
20.9.2021  (#47)
👍
Und wie sieht's auf der Akku-Seite aus?
Den preislichen Effizienz-Vorteil eines Hochvoltakkus fressen wahrsch. die Mehrkosten für BMS BMS [Batteriemanagementsystem] und Balancer wieder auf oder?

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
20.9.2021  (#48)
Ich würde sagen, dass sich das preislich nicht viel nimmt. Die geringeren Ströme, bei gleicher Leistung, vereinfachen das balancing (und die Verkabelung).

Neben Verlusten in der Energieausbeute, hat man auch ein 'thermisches' Interesse die Effizienz hoch zu halten. Bei 10kW sind halt 1% ca. 100W und die müssen aktiv weggekühlt werden.

Aber, just my 2ct, hab sowas auch noch nie 'in Echt' gemacht.

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  •  Gawan
  •   Gold-Award
20.9.2021  (#49)
Die BYD B-Box HV H10.2 kommt für 10kWh auf 6500 EUR, der Eigenbau LTO-Akku kostet inkl. Zubehör knapp unter 6000 EUR.

Mich haben aber neben dem kleine Preisvorteil in erster Linie die Langlebigkeit (Fakto mind. 3) und Brandsicherheit überzeugt.

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
21.9.2021  (#50)

zitat..
taliesin schrieb: die eingesetzten IGBTs haben Kanalwiderstände, die Verlustleistungen proportional mit dem Quadrat des Stroms (P=I²R) erzeugen

Pfuh, stimmt schon wieder nicht ... zuerst denken, dann tippen. Beim IGBT ist ja gerade der Vorteil, dass die Verluste linear mit dem Strom steigen ...

Ändert aber nichts Grundsätzliches.

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  •  Puitl
  •   Silber-Award
21.9.2021  (#51)

zitat..
taliesin schrieb:
Ändert aber nichts Grundsätzliches.

Nur bisschen besser 😁

@gawan:
Den hab ich auch schon angeschaut, hat eben LiFePo - also preislich NICHT vergleichbar.
Das Verhalten der LTO bei Kurzschluss/Zerstörung ist halt schon der Hammer 👌


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  •  Gawan
  •   Gold-Award
22.9.2021  (#52)

zitat..
Puitl schrieb:

taliesin schrieb:
Ändert aber nichts Grundsätzliches.
Nur bisschen besser 😁

@Gawan:
Den hab ich auch schon angeschaut, hat eben LiFePo - also preislich NICHT vergleichbar.
Das Verhalten der LTO bei Kurzschluss/Zerstörung ist halt schon der Hammer 👌

Nein, da hast du völlig recht - aber die meisten mit denen ich bisher diskutiert hab, hat das Argument mit der dreifachen Lebensdauer des Akkus nicht überzeugt. 30 Jahre sind halt schon lang um es sich vorzustellen. Und ob es wirklich 30 sind muss sich auch erst herausstellen (oder 100 Jahre wie vom Hersteller angegeben :D)

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
22.9.2021  (#53)
Die Sache mit der Lebensdauer ist an sich ziemlich relativ. Die Batterietechnologie ist aktuell extrem im Umbruch, das wird die nächsten Jahre/Jahrzehnte vermutlich andauern. Ich würde vermuten, die LTO-Zellen werden in <10 Jahren technisch überholt sein.

Wenn du in 10 Jahren einen Akku um ein Viertel des Preises mit doppelter Kapazität und halbem Volumen bekommst, interessiert dich die Lebensdauer deines jetzigen einfach nicht mehr.

Das muss nicht heißen, dass die akt. Entscheidung für einen LTO-Akku falsch ist, aber Prognosen über mehr als 10 Jahre sind eigentlich zum Scheitern verurteilt.

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  •  Puitl
  •   Silber-Award
22.9.2021  (#54)
Doch die Lebensdauer interessiert mich auch dann noch, ich hab ja bereits dafür bezahlt und will das es möglichst lange hält.
Wenn ich immer aufs bessere warte dann....eh schon wissen :)

Man könnte natürlich jetzt auch mal die um einiges günstigeren LiFePo Zellen nehmen und mal schaun was es in 10 Jahren wieder am Markt gibt.

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  •  chrismo
  •   Gold-Award
22.9.2021  (#55)

zitat..
Gawan schrieb: 30 Jahre sind halt schon lang um es sich vorzustellen. Und ob es wirklich 30 sind muss sich auch erst herausstellen (oder 100 Jahre wie vom Hersteller angegeben :D)

Wie ist denn da Lebensdauer definiert? Wie lange der Akku noch xx% der Nennkapazität bietet?

Selbst 30 Jahre finde ich extrem lange, wenn ich vergleiche, wie oft wir unsere LiPo Akkus in der Firma erneuern müssen.

Die würden zwar prinzipiell noch funktionieren, blähen sich aber nach einigen Jahren auf und werden aus Sicherheitsgründen entsorgt.

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  •  Gast-Karl
  •   Gold-Award
22.9.2021  (#56)
Habe mir 2008 für mein Selbstbau E-Bike LiFePo4 Rundzellen von A123 gekauft. Sind schon ein paar tausendmal geladen worden und funktionieren immer noch sehr gut. Hab leider damals keine Kapazitätsmessung gemacht, sodass ich den Leistungsverlust nicht kenne. Habe aber auch täglich 2x balanced geladen (zuhause und in der Firma).
LiPo, die etwas leichter sind, halten bei weitem nicht so lange (aufblähen...). Hab aber nur im Modellbau damit Erfahrung, wo die Belastungen weit höher sind.

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  •  Gawan
  •   Gold-Award
23.9.2021  (#57)

zitat..
chrismo schrieb:

──────
Gawan schrieb: 30 Jahre sind halt schon lang um es sich vorzustellen. Und ob es wirklich 30 sind muss sich auch erst herausstellen (oder 100 Jahre wie vom Hersteller angegeben :D)
──────

Wie ist denn da Lebensdauer definiert? Wie lange der Akku noch xx% der Nennkapazität bietet?

Selbst 30 Jahre finde ich extrem lange, wenn ich vergleiche, wie oft wir unsere LiPo Akkus in der Firma erneuern müssen.

Der Hersteller gibt an 80% Kapazität nach 30.000 Ladezyklen. Bei einem vollen Zyklus pro Tag sind das um die 100 Jahre. In anderen Quellen (objektiveren) findet man 10.000 Zyklen bis 80%. 

D.h. auf 30 Jahre kommt man fast sicher und im schlimmsten Fall fällt halt mal eine Zelle wirklich aus - die ist bei mir in 5 Minuten und um ca. 40 EUR getauscht.


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  •  Gawan
  •   Gold-Award
23.9.2021  (#58)

zitat..
taliesin schrieb:

Die Sache mit der Lebensdauer ist an sich ziemlich relativ. Die Batterietechnologie ist aktuell extrem im Umbruch, das wird die nächsten Jahre/Jahrzehnte vermutlich andauern. Ich würde vermuten, die LTO-Zellen werden in <10 Jahren technisch überholt sein.

Wenn du in 10 Jahren einen Akku um ein Viertel des Preises mit doppelter Kapazität und halbem Volumen bekommst, interessiert dich die Lebensdauer deines jetzigen einfach nicht mehr.

Das muss nicht heißen, dass die akt. Entscheidung für einen LTO-Akku falsch ist, aber Prognosen über mehr als 10 Jahre sind eigentlich zum Scheitern verurteilt.

Das seh ich ganz anders. 
Ich kaufe mir ja den LTO Akku zum aktuellen Preis heute und der rentiert sich sehr schnell - egal ob morgen die extrem billige Mega-Batterie kommt oder nicht, die kaufe ich mir ja dann nicht  nochmals neu und ersetze meine bestehende Lösung.
Der Akku den ich jetzt hab erfüllt genau meine Bedürfnisse und wird erst getauscht wenn er tatsächlich mal defekt sein sollte. Wenn das 30 Jahre sind ... umso besser.

Es ist ja nicht wie bei einem PC / Laptop oder Mobiltelefon bei dem nach wenigen Jahren die Leistung nicht mehr für aktuelle Anwendungen ausreicht und das deshalb fast getauscht werden MUSS.

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  •  taliesin
  •   Gold-Award
23.9.2021  (#59)

zitat..
Gawan schrieb: das deshalb fast getauscht werden MUSS.

Stimmt natürlich ein wenig. Aber wenn man jetzt den billigeren LiFePO4 nimmt und in 10 Jahren um ein Viertel des Preises einen 100-fach 'kapazitiveren' 'Warp-Reaktor' einbaut, kann es wirtschaftlich trotzdem die sinnvollere Lösung gewesen sein.

zitat..
Gawan schrieb: 30 Jahre sind halt schon lang um es sich vorzustellen.

Eben deshalb ...

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  •  New_Projekt
  •   Gold-Award
24.9.2021  (#60)

zitat..
Gawan schrieb: Der Hersteller gibt an 80% Kapazität nach 30.000 Ladezyklen. Bei einem vollen Zyklus pro Tag sind das um die 100 Jahre. In anderen Quellen (objektiveren) findet man 10.000 Zyklen bis 80%. 

Denke, so einfach ist das nicht.
Du lässt die kalendarische Alterung völlig ausser acht.
Diese kalendarische Alterung wirkt sich xmal negativer auf die Lebensdauer aus, als Ladezyklen.

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  •  Puitl
  •   Silber-Award
24.9.2021  (#61)

zitat..
New_Projekt schrieb:

Denke, so einfach ist das nicht.
Du lässt die kalendarische Alterung völlig ausser acht.
Diese kalendarische Alterung wirkt sich xmal negativer auf die Lebensdauer aus, als Ladezyklen.

Und genau die soll bei den LTO um ein vielfaches besser sein. Müsst nochmal nachlesen aber hat iwas mit der Beschichtung zu tun.
Auch die Selbstentladung soll dadurch nochmals geringer sein.


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