24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

 
Quidolin
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24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 22.01.2024 - 17:09 Uhr  ·  #1
Hallo,

ich plane eine 24 VDC Gartenteichpumpe (30-90W variabel, Dauerbetrieb) mit einer kombinierten Wind- & PV-Inselanlage zu betreiben.

Auslegen würde ich das System im ersten Ansatz auf 50W dauerleistung.

Aktuell hatte ich an einen 24V/1200Ah Akku und an PV-Panels mit insgesamt um die 500 Wp gedacht.
Die Pumpe soll dauerhaft, also rund um die Uhr laufen - auch wenn die Sonne nicht scheint.

Zur Not (längere Zeit kein Wind & keine Sonne) könnte der Akku auch mit einem Netzspannungsladegerät geladen werden um Tiefentladung zu vermeiden und die Pumpe in Betrieb zu halten.

Frage 1:
Habt Ihr Ideen, was für Komponenten ich hier sinnvoll einsetzen könnte?

Frage 2:
Gibt es Kombi-Umrichter (Wind & Solar) in dieser Leistungsklasse mit Netzwerk-Anschluss, um die Anlage remote zu überwachen?

Vielen Dank für Eure Tipps!
BerndB
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Re: 24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 22.01.2024 - 17:22 Uhr  ·  #2
Hallo,
Habe das gleiche Thema - teilweise umgesetzt, dh Solar funktioniert (theoretisch) ganz gut.
Das Paket kam über Amazon, Hersteller kann ich raussuchen.
Parallel soll jetzt noch ein Windrad eine seperate Pumpe antreiben - darum bin ich hier u.a. angemeldet.
Grüße, Bernd
WL01
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Re: 24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 23.01.2024 - 10:24 Uhr  ·  #3
Zitat geschrieben von Quidolin
Zur Not (längere Zeit kein Wind & keine Sonne) könnte der Akku auch mit einem Netzspannungsladegerät geladen werden um Tiefentladung zu vermeiden und die Pumpe in Betrieb zu halten.
Frage 1:
Habt Ihr Ideen, was für Komponenten ich hier sinnvoll einsetzen könnte?
Es gibt Netzladegeräte, die für eine Schaltkasten-Schienenmontage (Hutschiene) geeignet sind und 24V in die Batterie laden können. Diese Not-Schaltung könnte man mit zwei oder drei Shelly Strommess- und Schaltgeräten lösen. Also Batteriespannung mit einem Shelly Uni messen und wenn unter einer gewissen Marke, mit einem Shelly Plus 1 PM das Netzladegerät schalten. Die Geräte kommunizieren über WLAN untereinander und können automatisiert abgefragt und geschalten werden. Der dritte Shelly Plus 1 wäre als Option zum Ein-/Aus-Schalten der 24V-Leitung. Außerdem kann man damit Grafiken zum Ein-/Ausschalten und zum Verbrauch erstellen.
Über die Shellys könnte man auch (je nach Spannung in der Batterie) den Wechselrichter/die Pumpe/das Solarpanel/das Windrad, von Extern oder automatisiert, ein und ausschalten.
Erdorf
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Re: 24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 23.01.2024 - 17:46 Uhr  ·  #4
Hallo,

Zitat
Auslegen würde ich das System im ersten Ansatz auf 50W Dauerleistung.

Es kann sich lohnen nach effizienten Pumpen zu suchen.
Letztendlich interessiert ja die Durchflussmenge, der Volumenstrom.
Ziel: So wenig Leistung (W) wie möglich um den geforderten Volumenstrom (l/h) zu ermöglichen.
Wie auch immer, bei 50W Dauerleistung, liegst du bei 1200 Wh / pro Tag.

Zitat
Aktuell hatte ich an einen 24V/1200Ah Akku und an PV-Panels mit insgesamt um die 500 Wp gedacht.
Die Pumpe soll dauerhaft, also rund um die Uhr laufen - auch wenn die Sonne nicht scheint.

1200Ah @ 24V wären 28800 Wh. Ist das dein ernst? Das sind ziemlich fette Bleisäure Akkus, ca. 500 kg schwer.
Welcher Hersteller? Welcher Type von Akkus?
PV-Panels mit 500 Wp, könnte knapp werden um zuverlässig 1200 Wh / pro Tag zu ernten,
vom Gefühl her wären hier 800 oder Wp besser. Es gibt z.Z. recht günstig 400 Watt Module, 2 .. 3 wäre besser finde ich.
Dann kann man den Akku auch wieder aufladen wenn die Sonne scheint und die Pumpe betreiben.

Zitat
Zur Not (längere Zeit kein Wind & keine Sonne) könnte der Akku auch mit einem Netzspannungsladegerät geladen werden um Tiefentladung zu vermeiden und die Pumpe in Betrieb zu halten.

Hmm, ja, soll das manuell erfolgen? Wie oft denn, einmal pro Woche? Wenn es nicht so kritisch ist, kann man dann alles deutlich kleiner dimensionieren.
Bei Blei Akkus, müssen diese min. einmal pro Woche voll geladen werden. Auch sollten diese im Regelfall nicht mehr als 30% entladen werden. Lipofe ist da viel einfacher in der Handhabung.

Zitat
Frage 1:
Habt Ihr Ideen, was für Komponenten ich hier sinnvoll einsetzen könnte?

Es gibt Pumpen, die direkt auf 24 V DC arbeiten. Dann braucht es keinen Wechselrichter. Es macht Sinn sich das anzuschauen.

Zitat
Frage 2:
Gibt es Kombi-Umrichter (Wind & Solar) in dieser Leistungsklasse mit Netzwerk-Anschluss, um die Anlage remote zu überwachen?

Was meinst du mit "Kombi-Umrichter"? einen Wechselrichter?
Die PV benötigt einen MPPT Laderegler für Akku, das gibt es für kleines Geld.
Ein Windrad macht vor allem mit MPPT Laderegler Sinn, das wird schwierig bei Akku Ladung,
weil der Laderegler auf das Windrad abgestimmt sein muss.

Grüße
Carl
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Re: 24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 23.01.2024 - 18:06 Uhr  ·  #5
Was soll denn mit der Pumpe gemacht werden? Nur Umwälzen oder Fördern?

Bei einer Umwälzpumpe muss das nicht zwingend Tag und Nacht laufen, es genügt dann der Betrieb nur Tagsüber mit Solar und beliebig auch nachts wenn gerade genug Wind da ist Man kann dann ohne Regelung direkt die Pumpe betreiben muss nur die Wind und Solarleistung so anpassen dass Windrad und Pumpe in etwa passend zur Pumpe dimensioniert sind.

Überschussleistung ließe sich evtl. mit kleinem Puffer-Akku hinter einem Brückengleichrichter über eine Zehnerdiode als Dumpload zu einem weiteren Verbraucher abführen.

Ohne Laderegler und sonstige Elektronik. Der Puffer-Akku müsste natürlich über Sperrdiode von der Pumpe getrennt werden, das könnte auch eine Zenerdiode mit geringerem Durchlasswert als die Zenerdiode die zur Dumpload geht.
Quidolin
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Re: 24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 24.01.2024 - 13:57 Uhr  ·  #6
Hallo,

Danke schon mal!
Hier erst mal einige Antworten zu den Beiträgen oben.

Die 24V Pumpe habe ich schon. Das ist eine sehr effizientem geregeltem BLDC-Motor.
Die Leistung ist zwischen 30W und 90W regelbar. Die Pumpe soll die Filteranlage und einen Wasserfall speisen.
Die Bakterien im Filter benötigen Sauerstoff, da sie sonst absterben.
Da der Teich noch in Bau ist, kann ich noch nicht sagen mit welche Leistung die Pumpe laufen wird um den nötigen Wasserdurchsatz zu erzielen.

Ansonsten habe ich noch keine Präferenzen für PV-Module, Kleinwindanlage, Akku und Umrichter.
Eine übergeordnete Steuerung (wie Spannungsüberwachung, Notladung, etc.) könnte über die vorhandene HomeMatic Hausautomation laufen.

@Erdorf: ich habe mich natürlich beim Akku vertan: es müsste 1200Wh heißen und nicht Ah.

Mit Kombi-Umrichter meine ich ein Gerät, das sowohl mit PV als auch mit Wind eine Batterie läd.
Das habe ich im Netz schon gesehen.
FamZim
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Re: 24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 24.01.2024 - 17:25 Uhr  ·  #7
Hallo

Wie groß ist denn die Fallhöhe des Wasserfalls ?
Möglichst große (dicke) Leitungen verwenden , denn die verbrauchen oft die meiste Energie.(40 bis 50mm D).

Gruß Aloys.
Erdorf
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Re: 24V Inselanlage für Teichpumpe im Dauerbetrieb - Wind & PV-gekoppelt - Ideen?

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Gepostet: 24.01.2024 - 23:24 Uhr  ·  #8
Hallo Quidolin,

danke für die Aufklärung.

50W Dauerleistung, 24h am Tag, sind 1200 Wh / pro Tag.

Zum Akku:
Flüssige Bleisäure Akkus (Wasser nachfüllbar)
wird gerne mindestens 3 * Tagesbedarf dimensioniert = 3600 Wh oder 150 Ah @ 24 V.
maximal etwa 6 * Tagesbedarf = 300 Ah @ 24 V.

Lipofe würde ich mindestens 1.5 * Tagesbedarf dimensionieren = 1800 Wh oder 75 Ah @ 24 V.

Problem Temperatur:
Flüssige Bleisäure Akkus, können auch bei negativen Temperaturen Betrieben werden (haben dann nur weniger Kappazität).
Lipofe werden zerstört wenn unter 0° betrieben.
Beide Akku Typen sollten Wärmeisoliert und beheizt werden, bei Winterbetrieb.

PV-Module
Gerade wegen dem Winterbetrieb, würde ich wohl min. 3 Module a 400 Wp verwenden.
Jedes Modul einzeln über einen passenden 24 V MPPT Regler angeschlossen und anders ausgerichtet.
Bevorzugt steile, oder gar vertikale Ausrichtungen, z.B. an einer Wand, gegen Süd, Südost, Südwest für Wintersonne
und weniger Schnee Probleme.
Eine Ausrichtung flach, ca. 10° Neigung, in den Himmel hinein um bei Bewölkung besser Strom zu produzieren,
Himmelrichtung ist dann egal.

"Umrichter"
Du meinst Laderegler. Die Laderegler für Wind und PV arbeiten ziemlich anders. Es gibt kombinierte Laderegler die mäßig gut funktionieren, ich würde diese nicht verwenden.

Windrad
Nur wenn es Sinn macht, weil viel Wind vorhanden ist.
Horizontal, 3 oder mehr Flügel, Größe ca. 1.5 m .. 2 m, mit mechanischer Sturmsicherung.
Am besten mit passendem 24 V MPPT Regler und sowie elektrischer Bremse, wenn der Akku voll ist (Dumpload und Kurzschluss). Typen, vielleicht istabreeze? Wenn große flüssige Bleisäure Akkus verwendet werden,
kann auch nur mit Drehstrombrücke geladen werden, wenn eine mechanische Sturmsicherung vorhanden ist
und ggf. das Windrad bei viel Wind und vollem Akku manuell oder automatisiert abgestellt wird.
Das Laden über MPPT Laderegler bringt bei Wind mindestens doppelt soviel Ertrag, wie mit Drehstrombrücke!

Ich hoffe das hilft schon einmal.
Fragen? Gerne ^_^

Grüße
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