Direkt laden von PV in e-PKW?

Solarenergie - Photovoltaik
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

meyma
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Technisch ist das schon interessant ein Fahrzeug direkt aus der PV-Anlage zu laden. Dafür wird aber immer zumindest ein MPP-Tracker für die Effizienz der Module und ein DC-DC-Wandler notwendig sein. Über das CCS-Protokoll wird die Ladespannung und die maximale Stromstärke kommuniziert, und daran sollte sich das Ladegerät auch halten. Dies ist mit PV-Modulen ohne Steuerung einfach nicht zu realisieren.

Vor allen Dingen stellt sich die Frage was passiert, wenn es ein Problem gibt und die Batterie bei dem Ladeversuch beschädigt wird. Im besten Fall löst eine Schutzelektronik aus, im schlimmsten Fall wird der Akku irreparabel beschädigt. Das braucht schon ein solides Produkt mit Gewährleistung.

Denkbar wäre aus meiner Sicht eine Integration wie bei Huawei SUN2000-Serie. Der 360/600V (je nach WR-Größe) Anschluss für die Batterie ist einfach hinter dem MPP-Tracker herausgeführt und die PV-Batterie von Huawei wird über einen 5kW DC-DC-Wandler mit integriertem BMS angeschlossen. Der DC-DC-Wandler kostet etwa 800€. Theoretisch könnte man auch in der gleichen Preisklasse ein Ladegerät mit CCS-Anschluss konstruieren und würde damit etwa 5-10% Umwandlungsverluste sparen. Man bräuchte keine weitere AC-Wallbox mehr, da der PV-Wechselrichter die Batterie auch aus dem Netz laden kann.

V2G wäre mit der Topologie natürlich easy möglich, da die Einspeisung ins Hausnetz wie aus der PV-Batterie funktioniert. Dass sich da ein Regulierer noch etwas ziert finde ich sehr vernünftig, denn sonst könnte es ganz interessante Modelle geben bei der Arbeit oder beim Supermarkt den Fahrzeugakku zu laden und abends über die EEG-Einspeisevergütung wieder ins Netz einzuspeisen.

Besseren Nutzen wie "20kW" Ladegeschwindigkeit sehe ich nur kostengünstig erreichbar, wenn auch eine entsprechend große PV-Anlage auf dem Dach ist. Dann könnte man den Wechselrichter passend auslegen und die Leistungselektronik (die dann bidirektional sein müsste) sowohl für PV als auch Ladevorgänge nutzen. Abgesehen davon bleibt halt noch der Vorteil der erhöhten Effizienz, aber das muss man ja immer mit dem getriebenen Aufwand gegenrechnen. IONIQ statt e-tron bringt an der Stelle mehr Einsparpotential.

Schöne Idee, aber in der Praxis dann doch zu viele Hürden und Probleme bei der Umsetzung für einen nur marginalen Nutzen. Das kommt erst wieder wenn es auch für andere Anwendungen im Haushalt üblich ist ein DC-Netz zu installieren und es etablierte Schnittstellen gibt die Geräte herstellerübergreifend zu koppeln.
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Hauptwagen: VW ID.3 Pro Performance Business ab 09/2021, zuvor Skoda Citigo e iV ab 05/2020
Erfahrung: Renault Zoe, Mitsubishi iMieV, Tesla S85, BMW i3 120Ah, VW e-UP, Tesla P100D
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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Nachdem VW und BMW nun gemeinsame Projekte mit Wechselrichter-Herstellern haben (SMA und E3/DC bzw. Kostal) wird vielleicht etwas schneller Schwung in die bi-direktionale Ladekiste kommen. Autohersteller haben wohl etwas mehr politisches Gehör, als Speicher- und WR-Hersteller zusammen. Und nachdem der E3/DC-Chef nun auch öffentlich durchsickern lässt, dass der ID.3 zukünftig per Softwareupdate bi-direktional könne wird...
Ich bin bislang immer von 2025 als Beginn des Massenmarktes für bi-direktionales DC-Laden ausgegangen, derzeit sieht es aber so aus, als wenn es doch schon 1-2 Jahre früher wird.
Ich freue mich drauf, auch wenn die Softwarelösungen für meinen E-Golf und in Kürze auch noch E-Up vermutlich noch ein paar Jahre dauern werden...
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

leg
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Ich weiß Das ist vlcht nicht genau der richtige Thread: Aber ließe sich die Elektronik vom PV-Wechselrichter eigentlich (theoretisch) missbrauchen, um (in der Nacht) DC vom Netz zu laden? Man würde die teure Wechselrichter-Leistungselektronik so besser ausnützen, und vlcht würde sich dann ja auch ein Anwendungsfall finden lassen...

Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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Reine PV-Wechselrichter sind für die Wandlung DC in AC ausgelegt. Wie kommst Du auf den Gedanken, diese für eine Wandlung von AC in DC zu missbrauchen?
Wenn, dann bräuchtest Du schon einen HV-Batteriewechselrichter. Du musstest "nur" noch dem Wechselrichter ein BMS simulieren und dem Fahrzeug eine CCS-Säule. ;)
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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Weiß hier jemand, wie weit man bei DC Ladung runter gehen kann mit der Leistung bis das Auto abschaltet oder kann man mit minimalem Strom ewig laden?
Und (wegen Ladeeffizienz) sind da noch viele Nebenverbraucher aktiv? Bei AC und kleinen Strömen wird die Effizienz ja sehr schlecht.
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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Ich kenne kein Fahrzeug, bei dem der Nutzer die DC-Ladeleistung verringern kann.

Bei den öffentlichen DC-Säulen fließt immer soviel wie der Akku vertragen kann oder die Ladesäule hergibt.

Daher gibt es zu Deiner Frage (bisher) keine praktische Erfahrung.
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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Habe den Gedanken, ein DC Ladegerät zu bauen, das 230V und max. 16A zieht, aber fast auf 0 runter regelbar wäre.
Macht aber nur Sinn, wenn die Ladeverluste klein blieben.
Bei AC werden die durch die vielen Nebenverbraucher viel zu hoch.
Dachte, bei DC hätte vielleicht jemand Erfahrung. Zumindest gibt es ja mobile DC-Lader mit kleinerer Leistung, 10kW oder so.
Aber, ich will noch weniger.

Dann könnte man sich im 2. Schritt den Gedanken machen, ob man direkt per DC-DC-Wandler von einer Batterie ins Auto laden könnte (PV inbegriffen).
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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So wie ich das bisher beobachtet habe, ist die größte Herausforderung für solche kleinen Projekte immernoch die Kommunikation Fahrzeug-Ladesäule.

Bist Du fit in Leistungselektronik UND Softwareentwicklung?

Vielleicht bietet ja Ambibox etwas Passendes?
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Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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So wie ich das bisher beobachtet habe, ist die größte Herausforderung für solche kleinen Projekte immernoch die Kommunikation Fahrzeug-Ladesäule.


Das ist Punkt 1.

Weiter, wenn das Problem gelöst ist:

Ca. 400Volt PV (Mpp) aufbauen und dieses Spannung dann mit Spannungsregler auf konstant 400V (oder was der Wagen eben benötigt) bringen.
Ins Fahrzeug speisen. Fertig. Direkt vom Dach ins Fahrzeug. Komplett auf der DC Schiene bleiben.

Wäre noch Punkt 1 ;)
..... und tschüss.

Re: Direkt laden von PV in e-PKW?

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Wenn man so effizient wie möglich laden möchte macht die 400V keinen Sinn, man müsste auf Zell Ebene laden um die Batteriespannung in die Nähe der PV Spannung zu bringen, durch Last geht die PV von alleine auf die Zellspannung runter wenn der Bereich stimmt. Überladen kann mit einfachem Spannungsschutz gemacht werden (10er Diode), das zu schnell laden (Maximaler Ladestrom) durch Auslegung der PV absichern. (Peak Leistung)

Alles aber was auf den 400V - 800V über CCS gemacht werden soll ist uneffizient, komplex, und wegen der Hochspannung gefährlich.
Wenn diese 400 - 800V aus der PV erzeugt werden sollen, dann muss ein DCDC Wandler dazwischen der in Echt ja ein DC/AC - AC/DC Wandler ist, weil DC nicht transformierbar ist. Da aber jeder DCDC einen Wechselspannungs Zwischenkreis hat, kann man gleich ins Regal greifen und eine DC/AC für 230V/50Hz nehmen und einen AC/DC für 400 - 800V. Wozu eine neue AC Zwischenfrequenz für Einzelanwendungen entwickeln? Wegen ein paar Prozent mehr Wirkungsgrad?
ZOE Live Q210 6/2013 * AHK legal Typisiert 18.07.2017 * 40kWh Batterie 12.03.2019
Aktuell: 131.000 km

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