Neues vom Solarspeicher-Projekt.
Nachdem der Solarspeicher auf der Makerfaire regen Zuspruch und Interesse fand, hab ich ihn jetzt noch etwas “aufgehübscht” und ihm eine Vollverkleidung verpasst. Hier ein paar aktuelle Fotos.
Gesamtansicht: die Seitenplatten sind aus hartgeschäumten Polystyrol und lassen sich mit einem Inbus-Schlüssel lösen und abnehmen. Vorne ist das OSEG Logo zu sehen und oberhalb davon das Funktionsfeld, mit SBMS4080, das auch als Benutzerinterface dient, sowie einem 230V AC Lastausgang.
Auf der Rückseite erkennt man auch die Rückansicht des Inverters (Victron Phoenix 350/12V), sowie die diversen AnschlussKlemmen, als da wären (von links nach rechts): links aussen, schwarz, der PV-Eingang. Hier können bis zu 800Wp bzw. 40A Solarpanels drangehangen werden. Gleich daneben ist ein AC-Eingang (weisse Klemmen, schwarzes Kabel mit AC-Stecker), mit dem es folgende Bewandnis hat: Die Solarbox ist grundsätzlich für mobilen Betrieb ausgelegt, kann aber auch, falls Netzstrom verfügbar ist, damit gekoppelt werden, so dass der Verbraucher lückenlos versorgt werden kann (z.B. Kühlschrank). Sobald die Akkus leer sind, wird automatisch umgeschaltet auf Netzstrom. Sobald die Akkus dann am nächsten Tag (oder auchmehrere Tage später) wieder eine Mindest-Ladung erreicht haben, wird wieder auf Inselbetrieb zurückgeschaltet.
Das Rückseite vom Inverter ist in blau zu sehen. Im Outdoor-Betrieb kann hier direkt der AC-verbraucher angeschlossen werden und im netzgekoppelten Betrieb wird der Anschluss mit dem roten Stecker abgegriffen und auf die Relais-Weiche bzw. auch den vorderen Lastausgang geschaltet.
Ganz rechts ist nochmal ein Lastausgang als weisse Anschlussklemme. Dieser Ausgang ist auch mit der Schuko-Dose auf der Vorderseite verbunden und kann stationär genutzt werden, indem eine etwaige Kabelleitung an der Wand damit verbunden wird.
Vorne das SBMS4080 mit Anzeige der aktuellen Last auf dem Display und Tastenbedienfeld. Rechts davon ist eine Platine mit einem Kabeladapter, für die Balancer-Leitungen. Bei LiFePO4-Akkus muss immer grundsätzlich jede Zelle einzeln überwacht und von Zeit zu Zeit ausbalanciert werden. Das geschieht über dieses Kabel, welches mit den einzelnen Zellen der Akku-Bank verbunden ist.
Die Hauptanschlüsse (rote Kabel) auf dem SBMS4080 sind die gleichen wie bei jedem anderen Laderegler auch: PV-Eingang, DC-Lastausgang und Akku-Hauptleitung.
Ausserdem hängt noch ein Kabel am seriellen tx/rx-Ausgang des SBMS4080, auf welchem dieses laufend Logging-Daten ausgibt. Es ist verbunden mit einem ESM8266-Modul mit NodeMCU und LUA, welches die Logging-Daten im lokalen WLAN bereitstellt. Damit ist der Solarspeicher auch InternetOfThings-fähig.
Hier das ESM8266-Modul in Großaufnahme. Dank der speziellen NodeMCU-Firmware kann es standalone betrieben werden, d.h., ohne einen zusätzlichen Arduino. Das bietet sich immer dann an, wenn die Anwendung nur ein oder zwei Sensoren erfordert.
Ich habe mir für das Modul einen kleinen Adapter aus Lochrasterplatine gemacht, der auch zwei Anschlüsse für die Stromversorgung beinhaltet. Der ESM8266 benötigt 3.3V, die kann er über den einen Anschluss per Batterie erhalten, so wie auch auf den Bildern dargestellt, oder eben auch mit einem 3.3V-Netzteil. Das mag zwar wegen der Wandlungsverluste etwas verschwenderisch sein, aber zumindest ist ja schon eine AC-Steckdose fürs Netzteil vorhanden 
Die Logging-Daten können nun von einem beliebigen Server, irgendwo im lokalen im Netz (z.B. ein RaspberryPi) oder auch im Internet (z.B. ThingSpeak), laufend abgefragt und in einer Datenbank abgelegt werden. Aus der Datenbank wiederum werden minütlich Kurvendiagramme generiert, die auf einer kleinen Webseite betrachtet werden können, so das man ein aktives Monitoring dessen hat, was gerade im Solarspeicher passiert, wie z.B. den Ladungszustand der einzelnen LiFePo4-Zellen.
Man kann im folgenden Bild erkennen, das die Zellen sehr gut ausbalanciert sind, denn bis auf die Erholungsphase liegen sie eng beieinander. Bei voreingestellten 3.0V erfolgt der Low-Voltage-Cutoff und bei 3.4V die anschliessende Weidereinschaltung. Die 3.4V wurden aber an dem Tag nicht ganz erreicht, anders als am Tag davor.
Das sieht man auch recht gut im folgenden Diagramm. Die lila Kurve zeigt den PV-Eingang, gelb die Verbraucher-Last und grün den Akku-Strom, alles in Ampere. Es scheint an dem Tag kaum Sonne, nur um die Mittagszeit kommen ein bischen was rein, erreicht aber kaum mehr als 5A.
Am Tag vorher war dagegen viel Sonne und erreicht mit bis zu 18A so um 12:00 Uhr rum fast das theoretische Maximum. Zu diesem Zeitpunkt reicht die Sonneneinstrahlung, um sowohl den Verbraucher zu versorgen, als auch den Akku wieder vollzuladen (der allerdings auch vom Vortag her noch nicht ganz leer war). Insgesamt beliefert das System den Verbraucher an dem Tag bis zu 10 Stunden lang ununterbrochen.
Bis dann so kurz nach 20:00 der CutOff kommt. Ab da wird der Verbraucher dann mit Netzstrom versorgt, und zwar solange, bis wieder im Verlauf von einem oder mehreren Tagen der Akku wieder voll ist.
Das System ist bislang aus Budgetgründen noch nicht voll ausgereizt. Ich teste momentan mit 400Wp-PV-Panels, das kann noch auf 800Wp verdoppelt werden. Und Akkukapazität kann natürlich beliebig viel sein, z.B. wären bis zu 2.4KWh eine großzügig ausgelegte Empfehlung, aber ich betreibe hier momentan nur ein fünftel davon, also rund 0.5 KWh. Ich hab allerdings das System auch an einem Verbraucher hängen, der rund um die Uhr, also 24/7 mit Strom versorgt werden muss, also auch zu Zeiten, wenn die Sonne scheint und somit fungiert der Verbraucher zumindest in der ökonomischen Betrachtungsweise wie eine Art großer Akku.
Das ist übrigens auch der Grund, warum das Projekt “BaseLoad”, also Grundlast heisst: Eine permanente Grundlast ist rechnerisch wie eine Batterie.
