Anleitung: So bauen Sie Ihr DIY PV-Speicherkraftwerk mit Lumentree selbst
Sie möchten Ihr eigenes PV-Speicherkraftwerk bauen? Wir zeigen wie es geht.
Mit diesem PV-Speicherkraftwerk für die Steckdose lässt sich mit einem Balkonkraftwerk erzeugte Überschuss-Energie einfach in einer Batterie speichern und sie später wieder abrufen, wenn sie gebraucht wird. So speichern Sie tagsüber erzeugten PV-Überschuss und nutzen ihn Abends, ohne Strom aus dem öffentlichen Netz einkaufen zu müssen.
Dieses Prinzip nennt sich Null-Einspeisung oder Eigenverbrauchsoptimierung. Wir zeigen, wie einfach Sie dies selbst bauen können.
NOCH IM AUFBAU
3 Anleitungen für ein Speicherkraftwerk
Wir haben Ihnen 3 Anleitungen erstellt, wie Sie sich ein Speicherkraftwerk selbst bauen können. Dabei können Sie jede Anleitung individuell an Ihre Bedürfnisse anpassen. Die verschiedenen Anleitungen unterscheiden sich in Größe und Leistungsfähigkeit.
Modell 1
- 3 Volksspeicher-Module = 15,36 kWh
- Lumentree SUN 2000 + Trucki
- Bis zu 3 Victron Laderegler (optional)
- Mean Well + Trucki AC-Ladegerät (optional)
- Leicht transportierbar durch Rollen
- Gewicht mit Komponenten: ca. 190 kg
- 60 cm (L) x 55 cm (B) x 74 cm (H)
Modell 2
- Volksspeicher-Module mit 5,12 kWh
- Lumentree SUN 800 oder 1000 + Trucki
- Aufladung mit Victron oder Mean Well
- Leicht transportierbar durch Rollen
- All-in-One-Lösung
- Gewicht mit Komponenten: ca. 80 kg
- 54 cm (L) x 56 cm (B) x 42 cm (H)
Modell 3
- Volksspeicher-Module mit 5,12 kWh
- Lumentree SUN 800 oder 1000 + Trucki
- Aufladung mit Victron oder Mean Well
- Platzsparend durch Wandmontage
- All-in-One-Lösung
- Gewicht mit Komponenten: ca. 80 kg
- 54 cm (B) x 56 cm (H) x 35 cm (T)
Aufbau eines PV-Speicherkraftwerk
Es gibt grundsätzlich 2 Möglichkeiten, sein PV-Speicherkraftwerk aufzuladen. Die Entscheidung, welche Lösung besser ist, hängt von den örtlichen Gegebenheiten ab. Es ist auch möglich, beide Lösungen parallel zu betreiben.
Möglichkeit 1: MeanWell und Balkonkraftwerk
Diese Möglichkeit richtet sich vor allem an Haushalte, die bereits ein Balkonkraftwerk ohne Speicher haben. Denn dort ist die notwendige PV-Anlage bereits vorhanden, die Strom erzeugt und ins Hausnetz einspeist. In diesem Fall wird nun noch ein Ladegerät (z.B. MeanWell oder Huawei) benötigt, dass die Batterie auflädt. Der größte Vorteil ist, dass hier keine baulichen Veränderungen notwendig sind, denn anders als bei Möglichkeit 2, ist keine separate Stromleitung ins Haus notwendig. Ein Nachtei sind jedoch die etwas höheren Verluste bei der Umwandlung (DC zu AC zu DC) der Energie.
- Einfache Installation, wenn bereits eine PV-Anlage vorhanden ist
- Höhere Peak-Leistung tagsüber möglich, da 2 Wechselrichter
- Hohe Ladeverluste wegen mehrfacher Umwandlung
- Kaum bis keine Aufladung bei wenig Sonnenlicht
- Regelung der Aufladung ist etwas träger
Möglichkeit 2: Laderegler
Die Möglichkeit kommt vor allem bei kompletten Neuanlagen zu Einsatz, da hier noch alle Optionen offen stehe. Diese Variante überzeugt durch eine sehr effiziente Aufladung mit wenig Umwandlungsverlusten. Denn das von den PV-Modulen eingefangene Sonnenlicht wird im Laderegler (z.B. Victron Smart Solar) direkt (DC zu DC) auf die Batteriespannung umgewandelt. Hierfür muss jedoch eine separate DC-Leitung von den PV-Modulen ins Haus zum Speicherkraftwerk gelegt werden. Gerade bei Mietwohnungen kann dies etwas schwieriger sein, denn bei Möglichkeit 1 kann beispielsweise eine Außensteckdose genutzt werden.
- Höchste Effizienz
- Aufladung auch schon bei wenig Sonnenlicht
- Geringe Kosten für Komponenten
- Nachträgliche Installation Bedarf Umbauarbeiten
- Separate Stromleitung ins Haus notwendig
Schritt 1: Die PV-Anlage
Im ersten Schritt müssen Sie die wichtigste Grundlage für unser PV-Speicherkraftwerk schaffen: die PV-Anlage. Diese bestimmt maßgeblich, welche der beiden Möglichkeiten infrage kommt und welche Komponenten verbaut werden müssen. Auch die Anzahl der PV-Module und die String-Spannung sind wichtige Kennzahlen, die zu berücksichtigen sind.
Schritt 2: Das Gehäuse
Mit dem Gehäuse startet der eigentliche Bau des Speicherkraftwerks. Es wird sowohl die Batterie-Zellen tragen, als auch die verschiedenen Bauteile. Wir haben uns für unsere Vorlage für eine Holzkonstruktion entschieden. Holz ist sehr gut zu verarbeiten, stabil und nicht elektrisch leitend, wenn gleich aber brennbar. Daher sind ein gewissenhaftes Arbeiten sowie der Einbau von Schutzvorrichtungen wichtig. Sie können das Gehäuse in Multiplex (Brike) oder Spanplatte bauen, aber auch mit Echtholz-/Leimholzplatten, wenn Ihnen die Optik wichtig ist. In jedem Fall muss eine gewissen Durchlüftung des Gehäuses sichergestellt sein.
In unserer Vorlage sind die Batterie-Zellen (prismatische Zellen) im Inneren des Gehäuses untergebracht, während die verschiedenen Komponenten wie Wechselrichter und Ladegerät an der Seite angebracht sind, da diese einer höheren Wärmeentwicklung unterliegen. Die Materialstärke des Holzes sollte etwa 16 mm betragen, die Bodenplatte sollte wegen des Gewichts der Batteriezellen mindestens 21 mm stark sein.
Damit das Gehäuse mobil bleibt, empfiehlt es sich unbedingt, das Gehäuse auf Rollen zu bauen. Denn aufgrund des hohen Gewichts ist ein Tragen des Gehäuses sonst schwierig.
Kompressionsgehäuse vorbereiten
Da Batterie-Zellen unbedingt verspannt werden müssen, damit sie sich im Laufe des Betriebs nicht verformen oder aufblähen können. Wir haben uns für eine sehr einfache Form entschieden, nämlich die Batterie-Zellen mit einer zusätzlichen Holzplatte an eine Gehäuse-Wand heranzuziehen. Dies funktioniert mit Gewindestäben, die isoliert werden, damit keine leitende Verbindung im Fehlerfall vorhanden ist.
Schritt 3: LiFePo4-Zellen oder fertigen Speicher verbauen
Im nächsten Schritt werden die Batterie-Zellen in das Gehäuse gesetzt. Die Ausrichtung erfolgt im Zick-Zack-Muster, damit die Zellen einfach miteinander im verbunden werden können. In jedem Fall müssen Sie ein Batteriemanagementsystem verbauen, auch wenn sich die Schluss-Spannung am Lumentree und Ladegerät einstellen lassen.
Beispiel 24V (8S)-Batterie
Im Typischen Tick-Zackmuster werden die Batterie-Zellen typischerweise miteinander verbunden. Sie können starre oder flexible Verbinder verwenden. Achten Sie in jedem Fall auf einen korrekten Anzug der Zellverbinder mit dem passenden Drehmoment (M6: 6 nm).
Beispiel 48V (16S)-Batterie
Der Einfachheit halber wurden die Balancer-Leitungen für das BMS weggelassen. Hier wurde ein zweiter Block darüber gesetzt und ebenfalls verbunden.
Fertig-Batterie-Block
Natürlich können Sie auch ein fertiges Batterie-System (Rack) oder einen fertigen Batterie-Block verwenden. Der Vorteil ist, dass hier bereits das BMS verbaut ist und Sie nur noch die Pole anschließen müssen.
Schritt 4: DC-Sammelschiene und Absicherung
Für eine gute Verteilung der Energie auf der DC-Seite können Sie zu fertigen Sammelschienen-Elementen greifen. Diese gibt es in verschiedenen Größen, 4 Anschlüsse reichen für unser Vorhaben vollkommen aus. Im Bedarfsfall könnten auch Anschlüsse doppelt belegt werden.
Schritt 5: AC-Verdrahtung
Nun erfolgt die Verdrahtung der AC-Seite. Wir haben uns dazu entschieden, die Netzkabel der Wechselrichter und Ladegeräte fest anzuschließen, also den Stecker abzuschneiden und das Kabelende direkt aufzulegen. Zusätzlich haben wir uns entschieden, ein Shelly 2PM zu verbauen, der die Aufladung der Batterie und die Arbeit es Wechselrichters misst. So lässt sich am Ende feststellen, wie viel Arbeit das PV-Speicherkraftwerk geleistet hat und es können beide Geräte im Bedarfsfall abgeschaltet werden. Wird zusätzlich ein Serien-Taster oder Serien-Schalter verbaut, kann mit diesem der Shelly 2PM einfach gesteuert werden ohne eine App bedienen zu müssen.
Um beide Geräte betreiben zu können, werden Kaltgerätestecker verwendet. Für einen kleinen Lumentree SUN genügt ein Standard-Stecker mit einem Leiterquerschnitt von meist 0,75 qmm. Für einen Lumentree SUN 2000 und beim MeanWell- oder Huawei-Ladegerät sollten Sie jedoch ein stärkeres Kabel mit mind. 1,5 qmm Querschnitt wählen. Diese erhalten Sie ebenfalls im Lumentree-Shop.
Schritt 6: Lumentree SUN verbauen
In diesem Schritt wird unser PV-Speicherkraftwerk zum Kraftwerk, denn wir verbauen den Lumentree SUN Wechselrichter. Das Gerät wird an die Seite des Gehäuses gehangen und AC-seitig mit dem zuvor angeschlossenen Kaltgerätestecker angesteckt. Auf der DC-Seite empfiehlt sich mindestens einen 10 qmm Leiterquerschnitt zu wählen, um die Leitungsverluste möglichst gering zu halten. Wichtig ist auch die korrekte Verpressung des Kabelschuhs. Um dies sicherzustellen, können Sie perfekt gepresste Kabel im Lumentree-Shop erhalten.
Schritt 7: Ladegerät verbauen
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Schritt 8: Inbetriebnahme
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