Hallo,
ich plane für meine Garage eine Inselanlage, welche eventuell in mehreren Stufen erstellt werden soll.
Mir ist aber nicht klar, wie ich am besten anfangen soll, um mir nichts zu verbauen.
Ich möchte eine 24V Nassbatterie verwenden. Diese soll mit Solarzelle, Windrad, Ladegerät bzw. DC-Generator geladen werden.
Ich möchte über einen Sinuswechselrichter einiges an Power ziehen können (bis etwa 3kW).
Ich denke, es wäre sinnvoll, hier eine DC-Schiene einzurichten, welche von allen DC-Quellen gespeisst werden kann. Von da müsste ein Laderegler (IUoU-Kennlinie) die Batterie laden.
Angenommen ich hätte eine Batterie mit 100Ah, müsste der Laderegler 10A können, sofern von der DC-Schiene soviel bereit gestellt wird und der Akkus dies aufnehmen kann.
Die Verbraucher müssten dann aber auch an die DC-Schiene angeschlossen werden. wenn ich z.B. 30 A ziehe, die DC-Schiene aber mit 40A gespeist wird, können ja immer noch 10A Ladestrom fließen.
Wenn ich dann 35A ziehe, müsste der Ladestrom auf 5A runter gehen. Und wenn ich 45A ziehe, müssten die Batterie mit 5A entladen werden.
Bei 0A Last, müssten dann 10A in die Batterie gehen.
Die Geräte an der DC-Schiene müssten alle eigene Regler haben (Netzgerät, Lichtmaschine mit Spannungsregler, Solarmodul mit MPP-Regler, Windrad mit MPP-Regler), aber keine Laderegler.
Ein Gerät müsste den Batteriestrom vom Akku zur DC-Schiene bringen, falls nötig - im einfachsten Fall könnte dies eine Diode sein.
Die DC-Schiene müsste ja mehr als 24V haben, um die 10A Ladestrom treiben zu können (alternativ müsste der Laderegler einen Step-Up-Wandler integriert haben). In diesem Fall müsste noch ein Einspeisegerät (Step-Down-Wandler) die 24V für die Verbraucher zur Verfügung stellen.
Welche Geräte benötige ich da - oder macht man das anders?

LG

Uwe

Hallo Uwe,

du hast einen echt komplizierten ersten Post erstellt.
Da ist es schwer was dazu zu schreiben.

Ich fasse dann mal zusammen:

Inselanlage für Garage:
24 V Basis Akkus.
max. 3 KW Sinus 230 V.
PV und Wind zum laden.

Die 24 V DC Seite wäre ja dann durch die Akkus gepuffert.
Die PV und der Wind laden, der Wechselrichter verbraucht.
Die Physik regelt das dann automatisch, bei Überschuss wird geladen,
verbraucht man mehr als man lädt, wird entladen.
Der Laderegler tritt nur dann in Aktion, wenn der Akku voll ist und man Überschuss hat.
Dann regelt er die PV runter oder bremst den Windgenerator.
Mit IUoU-Kennlinie ist hier nicht viel. Beim Wind schon gar nicht.
Bei der PV kann man ja mal IUoU versuchen, ob es dann tatsächlich auch so klappt ist was anderes.
Soweit zum Prinzip.

Bei so kurzen Wegen zum Verbraucher ist es interessant, viele DC Verbraucher zu verwenden.
Das geht zumindest für das Licht. Dann wird der Wechselrichter entlastet,
spart die Wechselverluste, hat gute Notstrom Eigenschaften und
kann den Wechselrichter nur bei Bedarf einschalten, spart Standby.
Man spart so u.U extrem viel und kann dadurch deutlich weniger PV installieren.

Zum Wechselrichter:
Ein 3 KW Sinus Wechselrichter ist schon sehr teuer,
deutlich billiger wird es mir Trapez Wechselrichtern.
Diese können fast alles betreiben: Motoren, ...

Zum Akku:
Du musst mal abschätzen wie hoch dein Stromverbrauch pro Tag, Pro Woche, ... so sein wird:
z.B.
2 Stunden Licht a XXX Watt.
1 Stunden Maschiene a YYY Watt

Dann kann man weiter sehen.

Grundsätzlich ist das eine tolle Idee und ich glaube dass du,
sehr günstig wegkommen wirst, zumal du ja offensichtlich vor hast dich zu informieren.
Ein erster Tip: Versuche die Anlage so einfach wie möglich und so komplex wie nötig zu gestalten.
Also wenn es so einfach geht: Akku -> Kabel -> Schalter -> Lampe, ist das eine Überlegung wert.

Gruß Frank

Danke für die Antwort. Ne Bedarfsrechnung hab ich noch nicht gemacht - da ich die Garage als Hobbyraum nutzen möchte, wird das auch schwer - da setze ich mich vielleicht mal ne Weile mit dem Laptop hin, um nen Atmel-Mikrokontroller zu programmieren, nutze sie dann einige Wochen gar nicht und möchte dann mal mit der Kappsäge ein paar Meter holz sägen.
Das Licht wird natürlich mit 24VDC laufen (Leuchtstofflampen - ich denke, LED-Lampen, welche einen deutlich besseren Wirkungsgrad haben, sind zu teuer).
Beim Umrichter würde ich schon zu einem echten Sinus tendieren - da kann auch mal ein empfindlicher Rechner dran.
Die Probleme, welche ich sehe sind folgende:
1. Um die Batterie lange vor dem Batteriehimmel zu schützen, sollte sie nicht zu tief entladen werden und nach einem modernen Ladeverfahren (z.B. IUoU-Kennlinie) geladen werden. Mit einer (modifizierten) Autolimaschine, Ladegeräten und mit Solarladereglern ist sowas ja möglich und wird häufig praktiziert.
2. Ich sehe ein Problem, mehrere DC-Quellen zum Laden parallel zu schalten. Wenn ich z.B. eine Solarzelle mit Laderegler habe, der 10A kann und dann noch ein Windrad mit 10A, können doch 20A Ladestrom in den Akku fließen. Jeder Laderegler kennt zwar die Batteriespannung (und weiß, daß die Batterie Ladung braucht), weiß aber nicht, wieviel Strom der Akku vom anderen Regler bekommt.
Wenn natürlich mit der treibenden Spannung und dem Akkuinnenwiderstand der Ladestrom auf den maximal zulässigen Strom begrenzt wird, ist dies kein Probem (kann ich aber schwer glauben, weil der Laderegler dann in der Bulkphase keine Stromregelung machen würde).
3. Wenn die Last (Lampen und Umrichter) direkt an die Batterie geklemmt wird, sehen die Laderegler Last- und Ladestrom. Das kann auch nur klappen, wenn sich der Ladestrom automatisch durch den Akkuinnenwiderstand begrenzt.

Ich suche da schon ne Weile, habe aber bisher noch keinen Schalplan eines IUoU-Laders gefunden, um die Funktion genau nachvollziehen zu können.

LG

Uwe

Hallo Uwe,

So eine IUoU-Lade Kennlinie nimmt man wenn man unbegrenzt Ladestrom zur Verfügung hat, Netzstrom eben.
In unserem Anwendungsfall sehe ich die gleichen Probleme wie du und ich verwende erst gar keine IUoU-Ladegeräte.

Die meisten Solarladeregler und auch Windladeregler versuchen so etwas erst gar nicht und das zu recht.
Wenn PV oder Wind Strom liefern will man den auch in dem Akku speichern.
Wenn PV oder Wind keinen Strom liefern dann geht es eben nicht.
Das einfachste sind maximale Ladespannungen, die man an den Reglern einstellen kann.
Die Reglern versuchen, so denn möglich diese Spannung zu erreichen und aufrecht zu halten.
Gelingt das, so wird bei PV dann gepulst, 'gestottert', teilweise abgeriegelt. Beim Wind wird das Windrad gebremst.
Das ist dann eine IU Ladung: relativ konstanter Strom bis zu einer maximalen Spannung, dann sinkende Stromkurve.
Das funktioniert sehr gut, wenn man die maximale Ladespannung auf das System und den Stromverbrauch abstimmt.
In deinem Fall, hast du ja oft Stromüberschuss, den du nicht abnimmst.
Das spricht dann für eine eher gering maximale Ladespannung.
Solche Regler, weil sie nur auf die Spannung 'achten', lassen sich beliebig parallel schalten,
sind auch nie 'verwirrt', einfach zu verstehen und entsprechend stabil.

Das einzig kritische scheint mir bei dir erst mal der Akku.
Es ist ungünstig den Akku, z.B. nach zwei Jahren zu erweitern,
da musst du dich schon jetzt für ungefähr 5 .. 10 Jahre entscheiden.

PV, ... kann man einfach mit weiteren Ladereglern nachrüsten und parallel an den Akku klemmen.
Leider musst du gerade für den Akku schon abschätzen wie viel Strom du abnehmen möchtest.
Grob rechnen wir hier mit 30 % Entladung, bei täglicher Nutzung.
Wenn du seltener Strom abnimmst, kannst du auch in Einzelfällen bis 80% entladen,
weil der Akku dann ein paar Tage Zeit hat sich zu erholen.

Hmm, ich glaube nicht das Netzteil des Laptop 100% Sinus braucht.
Die Elektronik bekommt eh Gleichstrom. Und wenn schon, ein zusätzlicher 500 W Sinus reicht dann auch aus.
Aber wie du willst, der 3KW Sinus Wechselrichter ist nicht billig.

LED Technik finde ich auch zu teuer, ist aber geil

Gruß Frank