USV Selbstbau mit eigen Versorgungs PV-Anlage

[crouser7]

Hallo zusammen,

Ich bin mitten in den Planungen für meine Loxone Wohnung.

Ich hatte da letztens eine Idee bezüglich USV oder Notstromversorgung und gleichzeitig Energiesparen.

Wir haben eine PV-Anlage auf dem Dach die zur Eigenversorgung gedacht ist und auch ausreichen Leistung bei entsprechender Sonneneinstrahlung hat.
Ich hatte die Idee die Loxone Komponenten sowie 24V LED's über eine Gel Batterie zu puffern. Dabei wollte ich eine Batterie nehmen in Kombination mit einen Arduino oder Raspberry der die Tiefenentladung überwacht, und zwar sollen diese ein Relais schalten das das Ladegerät der Batterie schaltet sowie ein Relais das die Abnehmer von der Batterie trennt.

Das ganze soll so aussehen das der Arduino bei ausreichender Strom Produktion der PV-Anlage vom MS eine Nachricht bekommen soll die Batterie zu laden. Dieser schaltet dann das Relais zum Laden ein. Die Batterie soll in jedemfall dann erstmal vollgeladen werden. Wenn diese nun voll ist schaltet das Ladegerät wieder ab.

Wenn dann irgendwann die Sonne untergeht und die PV-Anlage keinen Strom mehr produziert soll der Betrieb des MS und der LED's von der Batterie erfolgen, ich nutze also den zuvor gespeicherten Strom. Bei circa einem drittel soll dann wieder auf das übliche Stromnetz umgeschaltet werden, um eine Restkapazität als USV zur Verfügung stellen zu können.

Ich hatte bei den Batterien an zwei in Reihe (also 24V) geschaltete Gel Batterien wie sie in den elektrischen Rollstühlen oder dergleichen eingesetzt werden gedacht. Dabei soll eine Kapazität von circa 60 Ah für eine ausreichende Laufzeit sorgen.

Was haltet ihr von der Idee?

[Benjamin Jobst]

Technisch ist das schon machbar, allerdings bin ich nicht sicher, wie du die Steuerung des "Batteriesystems" mit dem Arduino umsetzen willst.
Habe selbst einmal ein autarkes 12V-System mit Arduino als Speichercontroller aufgebaut und es läuft immernoch nicht wie ich es gerne hätte.
Die größte Schwierigkeit ist, den Ladestand der Batterie zuverlässig abzuschätzen. Denn anhand der Batteriespannung oder mit Energiebilanzen geht das am Ende in die Hose.
Und eine reine Tiefentladungs-Erkennung ist glaube ich etwas wenig.
Und wenn du sowieso von der Loxone aus das Signal zum Laden gibst, dann könntest du die Batterie auch gleich mit der Loxone ansteuern? Die Leistung, die der Arduino hat, kannst du im MS doch sicher noch unterbringen.

[crouser7]

Den Batterie Ladezustand zu ermitteln ist tatsächlich ein Knackpunkt. Ich wäre tatsächlich erstmal über die Batteriespannung gegangen. Eventuell in Kombination mit einer Strommessung über einen shunt.
Warum ich den Umweg über den arduino kann ich erklären.
Ich würde sowohl für das schalten des Ladegeräts als auch für das schalten der Verbraucher ein monostabiles Relais nehmen.
Damit kann ich auf der Ladegeräte Seite sicherstellen das auch nach dem einschalten sofort die Ladung einsetzt sondern erst wenn ich es wirklich will.
Viel wichtiger aber finde ich die Verbraucher Seite. Im Stromausfall schaltet sich dann direkt die Batterie als Stromversorgung ein und die Versorgung wird in jedenfall wieder hergestellt. Und ein Relais vom ms zum steuern eines weiteren Relais zu nutzen finde ich etwas über.
Außerdem habe ich sowieso einen arduino für andere Selbstbau Lösungen eingeplant.

[Benjamin Jobst]

Ich habe derzeit eine Energiebilanz mit zwei Hall-Sensoren am Laufen. Zusätzlich habe ich einen MPP-Laderegler (mein Kästchen hängt direkt an einem PV-Modul) gefunden, dem ich über RS232 Batterie- und PV-Spannung sowie PV-Strom entlocken kann.
Meiner Erfahrung nach ist die Messung von Analogwerten mit Arduino sehr unpräzise. Das liegt wohl daran, dass quasi "nur" eine Vergleichsmessung mit der Versorgungsspannung zum Start des Arduino stattfindet, die intern 5V gleichgestellt wird. Das bedeutet, je nachdem, wann du deine Steuerung einschaltest, ist die Batterie unterschiedlich voll bzw. es fließt unterschiedlich viel Strom ;-)
Ich verwende für die 5V einen DC-DC-Wandler, der aber wohl nicht sonderlich stabilisiert ist...Kann aber sein, dass man das durch einige Maßnahmen deutlich reduzieren könnte.

Die Spannung einer (Blei-)batterie bricht je nach Belastung sehr stark ein, außerdem ist der Ladezustand bei Blei erst nach langer Zeit (bis mehrere Stunden) Stillstand wirklich einigermaßen proportional zur Leerlaufspannung.

Je nach Ausführung könntest du dein monostabiles Relais auch mit den Loxone-Analogausgängen schalten (Stromstärke beachten)?

Ich will nicht sagen, dass es gar nicht geht oder dass es keinen Spaß macht, an so etwas zu tüfteln =) Es ist meiner Meinung nach nur schwierig, etwas praxisreifes auf die Beine zu stellen, an dem man nicht alle paar Tage den Ladestand neu kalibrieren muss

Aber wenn du Arduino nehmen willst, kann ich dir ein zusätzliches Display mit I2C zur Überwachung der Batterie empfehlen, das macht - ordentlich verpackt - wahnsinnig viel her und ist eine schöne Spielerei =) Muss mal ein paar Bilder raussuchen...