Eigenbau Powerwall aus 18650 Akkus

[E-lmo]

.....

Gibt es eine Zusammenfassung was man alles braucht um nen eigenen Batteriespeicher zu bauen? Bisher konnte ich noch nichts finden allerdings wurde sehr viel geschrieben... Ich hab zwei Fronius Wechselrichter, Inselbetrieb muss nicht sein, mir würd es nur um den Speicher als Zusatz gehen um mehr Autarkie zu erreichen.

Viele Grüße und weiter so

Der Inselbetrieb ist leider Vorraussetzung für die hier dargestellte Lösung.

[Alexgrosy]

Hallo!

Anbei noch das Python3 Script, welches den Wechselrichter über USB und das BHKW über RS232 ausliest und an emoncms übermittelt, falls hier jemand etwas nachbauen möchte.

Code: Alles auswählen

import time
import urllib.request
import os, ssl
import time
import usb.core, usb.util, usb.control
import crc16
import serial
if (not os.environ.get('PYTHONHTTPSVERIFY', '') and getattr(ssl, '_create_unverified_context', None)): ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context
apikey = "emoncmsapikeyderistnatürlichgeheim:)"

#Anfangen mit Wechselrichter auslesen

vendorId = 0x0665
productId = 0x5161
interface = 0
dev = usb.core.find(idVendor=vendorId, idProduct=productId)
if dev.is_kernel_driver_active(interface): dev.detach_kernel_driver(interface)
dev.set_interface_altsetting(0,0)

def getCommand(cmd):
        cmd = cmd.encode('utf-8')
        crc = crc16.crc16xmodem(cmd).to_bytes(2, byteorder='big')
        cmd = cmd+crc
        cmd = cmd+b'\r'
        while len(cmd)<8:
                cmd = cmd+b'\0'
        return cmd

def sendCommand(cmd):
        dev.ctrl_transfer(0x21, 0x9, 0x200, 0, cmd)

def getResult(timeout=100):
        res=""
        i=0
        while '\r' not in res and i<20:
                try:
                        res+="".join([chr(i) for i in dev.read(0x81, 8, timeout) if i!=0x00])
                except usb.core.USBError as e:
                        if e.errno == 110:
                                pass
                        else:
                                raise
                i+=1
        return res

sendCommand(getCommand("0"))
time.sleep(0.1)
sendCommand(getCommand('QMOD'))
time.sleep(0.05)
mode=getResult()
time.sleep(0.05)
#print(mode[1]) //debug
sendCommand(getCommand('QPIGS'))
time.sleep(0.05)
result=getResult()
#print(result) //debug

url="https://www.alex-lange.org/emoncms/input/post?json={AC%20Spannung:"
url+=result[12:17]
url+=",Netz%20Spannung:"
url+=result[1:6]
if(mode=="L"):
        url+=",Netz%20Watt:"
        url+=result[23:27]
else:
        url+=",Netz%20Watt:0"

url+=",AC%20Leistung:"
url+=result[28:32]
url+=",Batterie%20Spannung:"
url+=result[41:46]
url+=",Batterie%20Ampere:"
ampc=int(result[47:50])
ampd=int(result[77:82])
amp=ampc-ampd
url+=str(amp)
url+=",PV%20Watt:"
url+=result[98:103]
url+=",PV%20Spannung:"
url+=result[65:70]
url+=",Wechselrichter%20Auslastung:"
url+=result[33:36]

#Wechselrichter fertig, jetzt BHKW auslesen

ser = serial.Serial(port='/dev/ttyUSB0',baudrate=2400,timeout=2,bytesize=8,parity='N',stopbits=1)
BHKWQPIGS = b'\x51\x50\x49\x47\x53\xB7\xA9\x0D'
ser.write(BHKWQPIGS)
time.sleep(.500)
bhkw = ser.read(70)
if (bhkw) :
        url+=",BHKW%20Watt:"
        url+=bhkw [31:35]
        url+=",BHKW%20Spannung:"
        url+=bhkw [1:6]
        url+=",BHKW%20Ampere:"
        url+=bhkw [13:18]
else:
        url+=",BHKW%20Watt:0"     
        url+=",BHKW%20Spannung:0"
        url+=",BHKW%20Ampere:0"

url+="}&node=1&apikey="
url+=apikey

#print(url) //debug

x=urllib.request.urlopen(url)
ser.close()

VG!
Alex

[owitte]

Hallo!

Eine Temperatur bis 50 °C beim Entladen ist nicht so schlimm, beim Laden sollte man eher aufpassen. Da gibt es manchmal Zellen die heiß werden, das sollte nicht sein. Hatte einige Sanyo Zellen, die augenscheinlich noch gut waren, aber bei ca. 3,9 V und 1A Ladestrom sehr heiß wurden.
Geringe Erwärmung ist normal und OK, das ist halt die Energie, die am Innenwiderstand abfällt.
Meine Powerwall ist jetzt 2 Jahre in Betrieb und ich merke weder Kapazitätsverlust noch habe ich eine defekte Zelle bisher gefunden.

VG!
Alex

Hallo Alex,

ich bin durch Zufall über diesen Thread gestolpert und dachte mir: Mensch, die Bilder hab' ich doch irgendwo schonmal gesehen... na klar, SecondLifeStorage! Du bist der Typ, der mich im Ranking überholt hat Ich bin mit meiner Wand erst bei 2920 Zellen und 21kWh... falls Du mich nicht auf dem Schirm hast, hier der Link zu meinem Build Thread: https://secondlifestorage.com/t-There-s ... in-Germany.

Schön, zu sehen, dass Dein Ausbau weiter geht

Ich habe übrigens die Hälfte meiner Zellen schon ein zweites Mal getestet und sortiere alle Zellen aus, die seit dem ersten Test mehr als 10% Kapazität verloren haben. Das ist z.Zt. fast jede zehnte Zelle. Anscheinend sind also meine Zellen aus gebrauchten Laptop-Akkus schlechter als Deine aus den eBikes.

Zum aktiven Balancing habe ich auch noch eine Erfahrung zu berichten: Ich hatte zwischenzeitlich ein weiteres Batteriemodul mit 700 Zellen und eigenen, aktiven Balancern gebaut. Durch Zufall habe ich nach dann irgendwann festgestellt (man schaut ja nur anfangs täglich auf die Anzeigen), dass 2 Reihen dieses Moduls eine Spannung über 4.2V hatten. Daraufhin habe ich das Modul sofort außer Betrieb genommen und überprüft. Ergebnis: Balancer defekt. Da Du ja nur passive Balancer hast, wird die überschüssige Energie auch nur oberhalb der Ladeschlussspannung verbraten, also nur bei den Reihen, die voll geladen sind. Würde mich mal interessieren, wieviel Diene Balancer "wegbrennen" können... meine aktiven an der Wand machen zuverlässig und dauerhaft 6A, in Spitzen bis zu 10A.

Und ich bin auch gerade dabei Speicherkapazittät auszubauen, um auch im Winter möglichst lange autark zu sein. Im Moment reicht's von April bis September - ohne Unterbrechung und mit gelegentlichem Aufladen des Autos (Hyundai Ioniq) Hab aber gerade Platz für weitere 55kWh (7700 Zellen) geschaffen, von denen 5kWh (aus meinem separaten Modul) schon in Betrieb sind. Zerlege und teste gerade 150 Kilo Akkus, die Hälfte ist schon durch, so dass ich demnächst kommen weitere 2-3kWh dazu bauen kann.

Deine Messtechnik und Anzeigen sind auch sehr beeindruckend, ich habe das auch alles selbst gebaut (inkl. Hacken meiner Laderegler zum Auslesen mit einem Arduino anstatt dem serienmäßigen Display), aber nicht ganz so schön... falls Dich das interessiert, findest Du die Links in meine Signatur auf Secondlifestorage.

Ich hoffe, ich finde demnächst mehr Zeit, mich mit anderen auszutauschen. Das ist bei mir in letzter Zeit wegen Zeitmangel etwas zu kurz gekommen... Wünsche Dir auf jeden Fall weiterhin viel Erfolg, Sonne und Spaß beim Basteln

Gruß
Oliver

[Alexgrosy]

Hallo!

Ja habe ich natürlich noch auf dem Schirm
Ich verwende schon länger die chinesischen aktiven Balancer. Der Zelldrift ist damit immer < 20 mV. Die arbeiten scheinbar auch zuverlässig und Probleme hatte ich damit noch nie. Sie erzeugen zwar ein hochfrequentes Fiepen, aber das Stört nicht weiter. Der PIP Wechselrichter mit seinen Lüftern ist noch lauter

Speichertechnisch baue ich nicht weiter aus. Die 30 kWh sind eigentlich schon zu viel und im Herbst/Winter bringt mehr auch nichts mehr. Der eine Tag, den man dann im Herbst vielleicht länger überlebt, macht den Braten auch nicht fett.

VG!
Alex

[owitte]

Hi Alex,

die chinesischen Balancer (von DeliGreen) habe ich auch, einmal in der einzelnen Variante ("Single cell balancer") und einmal als Platine, auf der die 7 Klötzchen aufgelötet sind. Die einzelnen funktionieren bei auch von Anfang an tadellos, aber die Platine ist anscheinend jetzt defekt. Das Fiepen ist bei den Dingern übrigens ganz normal, die übertragen die Energie von einer Reihe zur anderen hochfrequent.

Beim Speicherausbau denke ich schon, dass mehr auch mehr ist. Im Moment kann ich bei schlechtem Wetter bzw. kaum Sonne noch 2-3 Tage aus der Batterie überleben, weiß aber bei strahlender Sonne nicht wohin mit dem Strom (Auto voll, Wäsche gewaschen, Geschirr gespült, was jetzt?). Und da man den nicht in Eimer füllen oder einfrieren kann, bleibt nur die Speichererweiterung. Dann dauert es zwar länger, bis der Akku voll ist, dafür wird er aber auch nicht so schnell wieder leer. Mein langfristiges Ziel (oder sollte ich eher sagen: Traum) ist es, den Speicher so groß zu machen, dass er mich bei schlechtem Wetter über 4-6 Wochen bringen kann. Das wäre ungefähr 7x soviel, wie ich jetzt habe (21kWh Powerwall + 20kWh Solarbatterien aus Blei), also um die 300 kWh. In Zellen umgerechnet sind das dann nochmal zusätzlich 42000, insgesamt wäre ich dann bei ca. 45000 Zellen... aber mal sehen, vielleicht gibt's ja zwischenzeitlich doch noch einen technischen Quantensprung nach oben in der Batterietechnik (z.B. Redox-Flow) oder einen preislichen Quantensprung nach unten für aktuelle Technik. Habe eigentlich keine Lust, so einen Riesen-Speicher komplett aus alten Zellen zu bauen... wenn's da dann doch mal einen Thermal Runaway gibt, brennt sich das bestimmt bis zum Erdkern durch.

Gruß
Oliver

[Alexgrosy]

Hallo!

Klar wäre es schön, wenn man den Strom vom Sommer für den Winter speichern könnte. Aber bei mir wären das je nach Sonne im Winter zwischen 600 und 900 kWh. Das ist nicht umsetzbar.
Bei den aktuell sehr niedrigen PV Preisen wäre es einfacher, einfach so viel auf's Dach zu pflastern, dass es im Winter auch noch reicht. Das kommt billiger und einfacher als jeder Akku

Ich bleibe bei meinen 30 kWh und baue nicht weiter aus.

Schade, dass Wasserstoffspeicher so teuer sind. Das wäre zuhause am einfachsten umsetzbar. Elekrolyse und im Winter zurück zu Strom über Brennstoffzelle. PEM Elektrolyse und Brennstoffzellen sind auf dem Markt und verfügbar, nur an dem Speicher scheitert es. Gibt zwar mittlerweile schöne recht große 60 Bar Drucktanks für 5 kg Wasserstoff, aber unbezahlbar. Da ist ein Akku billiger
Vielleicht werden die Wasserstoff Plastiktanks mal noch günstiger, wenn mehr davon produziert werden. Es würden ca. 50 kg Wasserstoff reichen um sich über den Winter zu versorgen.

Bis es hier mal bezahlbare Technologien gibt, mache ich im Winter die paar kWh über das BHKW.

VG!
Alex

[Joe-Hotzi]

Also von Deinem Li-Speicher und der Gesamtumsetung bin ich ja begeistert.
Aber bei Wasserstoff sehe ich die Faktenlage doch eher anders.

Schade, dass Wasserstoffspeicher so teuer sind. Das wäre zuhause am einfachsten umsetzbar. Elekrolyse und im Winter zurück zu Strom über Brennstoffzelle. PEM Elektrolyse und Brennstoffzellen sind auf dem Markt und verfügbar, nur an dem Speicher scheitert es.

Ich glaube, das Risiko von hochentzündlichem H2, welches in einem weiten Mischungsverhältnis mit Luft ein explosives Gemisch bildet, unterschätzt Du da.

Gibt zwar mittlerweile schöne recht große 60 Bar Drucktanks für 5 kg Wasserstoff, aber unbezahlbar.

Unter Normbedingungen hat ein KUBIKMETER H2 einen Energiegehalt von 3kWh !!! Die volumetrische Energiedichte von H2 ist grottenschlecht - daher notwendigerweise die Kompression. Gängige Elektrolyseure arbeiten mit bis zu 30bar (Autoreifen 2-3bar) - Du müsstest also mit zusätzlicher Energie nachverdichten.

Vielleicht werden die Wasserstoff Plastiktanks mal noch günstiger, wenn mehr davon produziert werden.
Es würden ca. 50 kg Wasserstoff reichen um sich über den Winter zu versorgen.

Hyundai Nexo: 3 gleichgroße zylindrische Tanks, weil einer viel zu sperrig wäre. Jeder hat 4,5 cm Wandstärke, um die 700bar Speicherdruck (!) auszuhalten. Ca. 135 Liter Tankmaterial und 157 Liter Tankinhalt, also über 290l zylindrisches Gesamtvolumen und ein Leergewicht von 255-270 kg hat das Gesamtsystem Tank. Für gerade einmal 6,33kg Wasserstoff beim Hyundai Nexo ...

Ach ja:
Bei Druckbehältern für Wasserstoff muss immer regelmäßig eine Dichtigkeitsprüfung vorgenommen werden. Die Tanks gehen alle 5Jahre zur externen Prüfung mit Ausbau /Abdrücken mit Wasser. Dagegen laufen die Lobbyisten (der Sicherheit zum Trotz) natürlich Sturm.
Unbestätigt ist die Behauptung dass dies nur 1x gemacht werden darf und die Zulassung der Drucktanks nach 10Jahren verfällt. Ich konnte dazu bisher keine belastbare Aussage finden.

Bis es hier mal bezahlbare Technologien gibt, mache ich im Winter die paar kWh über das BHKW.

Das wird wohl auch so bleiben.
Eher statt mit Erdgas mit EE-Synthesegas, statt mit Wasserstoff.
Eher mit einer stationären BSZ, die aus dem Verbundnetz gespeist wird (stromerzeugende Heizung) als Nachfolger des BHKW, statt mit Eigenerzeugung von Wasserstoff.

[Alexgrosy]

Hallo!

also ganz so kritisch sehe ich das nicht. Im privaten Bereich spielt der Wirkungsgrad von Elektrolyse und Kompression weniger eine Rolle (bzw. gar nicht). Mein überschüssiger Strom wird im Sommer ja sowieso nur verschwendet. Momentan verbrate ich den halt so gut es geht irgendwie sinnlos, aber muss ja nicht sein. Trotz meiner Verschwendung habe ich im Sommer oft Tage, wo der Akku voll ist und die PV Leistung runtergeregelt wird (vgl. online monitor)
Als stationärer Speicher spielt auch das Volumen keine Rolle und an einem gut belüfteten Ort bilden sich auch keine explosiven Gemische, da Wasserstoff als sehr leichtes Gas mit extremer Diffusionsleistung sich sehr schnell nach oben verflüchtigt und verdünnt. Im Haus würde ich das natürlich nicht lagern, aber draußen gibt's genug Platz.
Vielleicht gibt es ja auch irgendwann mal günstige Hydridspeicher. Auch hier ist die Technologie prinzipiell schon vorhanden, aber einfach noch viel zu teuer. Massenfertigung würde auch die Hydridspeicher günstiger machen, aber gibt's halt noch nicht.

Selbst wenn der Gesamtwirkungsgrad nur um 30 % liegt wäre das schon sinnvoller als den Strom im Sommer sinnlos zu verschwenden.

VG!
Alex

[Joe-Hotzi]

Im Haus würde ich das natürlich nicht lagern, aber draußen gibt's genug Platz.

Damit hast Du eigentlich schon erklärt, warum das kein Massenmarkt mit Kostensenkungspotential ist.

LOHC oder Metallhydride sind als Speichermedium natürlich erst einmal leichter zu händeln. Aber abgesehen davon, dass sie real nicht verfügbar sind, ist auch das Beladen (exotherm) und entladen (endotherm) nicht trivial.
Einem Bastler wie Dir traue ich allerdings einiges zu.

[owitte]

Hallo!

Klar wäre es schön, wenn man den Strom vom Sommer für den Winter speichern könnte. Aber bei mir wären das je nach Sonne im Winter zwischen 600 und 900 kWh. Das ist nicht umsetzbar.
Bei den aktuell sehr niedrigen PV Preisen wäre es einfacher, einfach so viel auf's Dach zu pflastern, dass es im Winter auch noch reicht. Das kommt billiger und einfacher als jeder Akku

Ja, wenn man genügend Platz auf dem Dach hat, ist das natürlich auch eine Möglichkeit. Bei mir kommt das leider nicht in Frage, Mein Dach hat Ost/West Ausrichtung, ist viel zu steil und irgendwo ist immer Schatten durch umliegende Bäume. Deshalb ist bei mir der Platz begrenzt und ich bin praktisch schon am Limit.

Ich bleibe bei meinen 30 kWh und baue nicht weiter aus.

Schade, dass Wasserstoffspeicher so teuer sind. Das wäre zuhause am einfachsten umsetzbar. Elekrolyse und im Winter zurück zu Strom über Brennstoffzelle. PEM Elektrolyse und Brennstoffzellen sind auf dem Markt und verfügbar, nur an dem Speicher scheitert es. Gibt zwar mittlerweile schöne recht große 60 Bar Drucktanks für 5 kg Wasserstoff, aber unbezahlbar. Da ist ein Akku billiger
Vielleicht werden die Wasserstoff Plastiktanks mal noch günstiger, wenn mehr davon produziert werden. Es würden ca. 50 kg Wasserstoff reichen um sich über den Winter zu versorgen.

In Sachen Wasserstoff teile ich die Ansicht von Joe-Hotzi. Aus meiner Sicht ist der Aufwand für die Lagerung und Aufbereitung zu groß, die Energiedichte zu niedrig - mal ganz abgesehen vom Risiko. Ich sehe da langfristig eher die Redox-Flow Batterie vorne. Mittlerweile gibt's schon die ersten fertigen Produkte am Markt, wenn auch noch sehr teuer.

Gruß
Oliver

Bis es hier mal bezahlbare Technologien gibt, mache ich im Winter die paar kWh über das BHKW.

VG!
Alex