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OpenDTU-OnBattery: Einfache und günstige effiziente Eigenbau-Lösung
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DDvO committed Mar 24, 2024
1 parent 75207e1 commit b243516
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Showing 2 changed files with 60 additions and 5 deletions.
Binary file added Solar/OpenDTU-OnBattery.jpg
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65 changes: 60 additions & 5 deletions Solar/index.md
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Expand Up @@ -221,7 +221,8 @@ Lizenzkürzel:
- [Zusammenfassung und Effizienzbetrachtung](#SSG-Speicher-Effizienz)
- [SSG-Speicherlösungen im Eigenbau](#SSG-Speicher-Eigenbau)
- [Implementierung der Speicher-Regelung](#Regelungsimplementierung)
- [Beispiel für DC-gekoppelten Speicher](#SSG-DC-gekoppelt)
- [Einfache und günstige Lösung: OpenDTU-OnBattery](#OpenDTU-OnBattery)
- [Weiteres Beispiel für DC-gekoppelten Speicher](#SSG-DC-gekoppelt)
- [Ladung des Stromspeichers](#Ladung)
- [Konstanteinspeisung](#Konstanteinspeisung)
- [Lastgeregelte Einspeisung](#lastgeregelt)
Expand Down Expand Up @@ -2964,7 +2965,7 @@ Jahresverbrauch (bei nächtlicher Durchschnittslast von 190 W zwischen 0 un
mit einer typischen Balkonanlage in Süddeutschland mit optimal ausgerichteten
Modulen mit 850 Wp Nennleistung und typischen Wirkungsgraden, der eine
Pufferbatterie mit 1 kWh effektiv nutzbarer Kapazität hinzugefügt wurde.
Dazu passt sehr gut eine 12,8 V 100 Ah LiFePO4-Batterie,
Dazu passt sehr gut eine 25,6 V 50 Ah LiFePO4-Batterie,
also mit nominell 1,28 kWh Kapazität, denn davon muss man ohnehin
mindestens 90% für eine gesunde Entladetiefe abziehen, und nochmal ungefähr 90%
für die durchschnittliche Degradation durch Alterungseffekte etc. Die
Expand Down Expand Up @@ -3826,9 +3827,63 @@ Weitere Möglichkeiten sind der [iobroker](https://www.iobroker.net/?lang=de#de/
und das Projekt [Solaranzeige.de](https://solaranzeige.de/) für Raspberry Pi.


##### Beispiel für DC-gekoppelten Speicher {#SSG-DC-gekoppelt}

Hier ein Beispiel für eine sehr gelungene effiziente Lösung
##### Einfache und günstige Lösung: OpenDTU-OnBattery {#OpenDTU-OnBattery}

Inzwischen gibt es eine relativ einfache und kostengünstige Möglichkeit, mit
wenig Arbeitsaufwand und ohne eigene Programmierung zu einer recht effizienten
Speicherlösung für ein SSG/Balkonkraftwerk zu kommen, und zwar dank des
Projekts [OpenDTU-OnBattery](https://github.com/helgeerbe/OpenDTU-OnBattery).
Dies ist eine Weiterentwicklung der
[OpenDTU](https://github.com/tbnobody/OpenDTU), welche wie im Abschnitt zur
[Einspeisung aus einer Batterie](#lastgeregelt) beschrieben einen Mikrocontroller
zur offenen Kommunikation per WLAN mit einem Hoymiles-Wechselrichter einrichtet.

![Bild: OpenDTU-OnBattery.jpg](OpenDTU-OnBattery.jpg){:.right width="755"}
* Der Clou dabei ist, den OpenDTU Mikrocontroller auch gleich zur lastbasierten
Regelung der Einspeisung des Wechselrichters zu verwenden, statt irgendwo
anders z.B. Home Assistant oder iobroker laufen lassen zu müssen.
* Zudem wird natürlich ein dreiphasiges Leistungsmessgerät mit Dateninterface
([Shelly 3EM](#Shelly3EM), Eastron SDM oder Stromzähler-Lesekopf mit
[Tasmota](https://www.tasmota.info/)-Software) benötigt, um den aktuellen
Leistungssaldo des Haushalts in Sekundenauflösung zu erhalten.
* Die Ladung des Speichers erfolgt effizient mit DC-Kopplung, und zwar über
einen [Solar-Laderegler](#Laderegler) von Victron, dessen [VE.Direct interface](
https://www.victronenergy.com/live/vedirect_protocol:faq) zur Regelung benötigt
wird, weil sich damit die PV-Leistung abfragen lässt.
Je nach der maximalen Gesamtspannung der hierbei meist in Reihe geschalteten
PV-Module genügt teils schon ein BlueSolar 75/15 und
sicherlich ein 100/15 (der 100 V Eingangsspannung verträgt).
Die Batteriespannung muss für den (direkten) Anschluss des Wechselrichters
mindestens 24 V betragen, was von allen Victron-Varianten unterstützt wird.
Für eine Batteriespannung von 48 V eignet sich etwa der 100/20-48V.
* Die aktuelle Batteriespannung kann über ein BMS-Interface, den Laderegler
und den Wechselrichter abgefragt werden, benötigt also kein Extra-Gerät.
* Außerdem werden nur noch ein USB-Anschluss o.ä. zur Stromversorgung sowie ein
paar Kabel zur Verbindung von Laderegler, Batterie und Wechselrichter gebraucht.
* Bei Betrieb des Speichers z.B. auf dem Balkon empfiehlich sich eine Heizmatte
mit Thermostat, um die Batterie auch bei Minustemperaturen laden zu können.

Geht man davon aus, dass ein SSG mit Hoymiles-Wechselrichter bereits vorhanden
ist und angesichts dessen, dass
für ein SSG eine Nenn-Speicherkapazität von 1,28 kWh ausreichend ist,
ergeben sich (Stand März 2024) bei günstigem Einkauf in etwa folgende Kosten:
* ESP32-Mikrocontroller plus passendes WLAN-Modul, fertig konfektioniert: 30€
* Shelly 3EM: 80€
* LiFePO4-Batterie 25,6 V 50 Ah mit BMS: 200€
* Victron MPPT Laderegler: je nach Variante ca. 70€
* Heizmatte mit Thermostat: 20€
* Kleinteile wie Kabel und Stecker: 20€

Das ergibt in Summe 420€.
Wie [oben](#Batteriepuffer) ausgeführt, lassen sich für einen
Durchschnittshaushalt mit effektiv 1 kWh Speicherkapazität etwa 200 kWh
zusätzlicher Eigenverbrauch pro Jahr erzielen, was ungefähr 60€ entspricht.
Damit ergibt sich eine Amortisation der Speicherlösung in etwa 7 Jahren.


##### Weiteres Beispiel für DC-gekoppelten Speicher {#SSG-DC-gekoppelt}

Hier ein Beispiel für eine gelungene, aber etwas aufwendigere effiziente Lösung
mit DC-gekoppelter Anbindung eines 48 V LiFePO4 Speichers
(bestehend aus einer oder zwei Batterien), wozu je ein Victron
SmartSolar MPPT 100/20-48V [Solar-Laderegler](#Laderegler) verwendet wird.
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