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Solar,Windrad und Batterien    

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Solar,Windrad und Batterien

Postby timo cr » Tue 24. Sep 2019, 05:31

Servus

Ich hab mal eine Frage,geht nicht um Autos,kommt aber aufs gleiche rauss denk ich.

Ich mach das Technikzeug bei einer Finca.
Es sind Solarpanels verbaut(Leistung müsst ich mich erkundigen) und ein Windrad mit 3 KW.

Das ganze wurde vor 2 Jahren von einer Firma installiert und funktionierte anscheinend auch,also mit Wechselrichter usw.das komplette Programm für ein Häuschen.

Als ich dort das erste mal war ging nix,also hab ich die Batterien(Blei Säure) in 24 Volt geschaltet,10 Stück a 100 Ah einzeln gemessen und hatten teilweise von nix bis 3 Volt,also Schrott.

Soweit so gut,die Firma kam,nahm die Batterien mit und meinten sie reparieren die :angryfire:
Als dann der Spruch kam,hab ich auch schriftlich,das sie kaputt sind weil sie NICHT täglich komplett entladen wurden wars bei mir eh vorbei.

Jetzt zur Frage,AGM Batterien sollten doch für diesen zweck besser geeignet sein???

Hab ein Angebot das preislich passt,10 x150Ah In AGM,nur weiss ich nicht ob die Ladespannung reicht.

Das 2, Angebot LIPO Batterien aber da passt die Ladetechnik sicher nicht.

Ich tendiere zu AGM,nur brauchen die eine höhre Ladespannung?

Damit wär mir schon geholfen.

Danke schonmal

Gruss

Timo
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Onkelchen » Tue 24. Sep 2019, 08:29

Hi Timo,

AGM brauchen keine höhere Ladespannung.
Im Gegenteil.
Ein Überschreiten der Ladeschlußspannung vertragen Blei-Säure Batterien besser als AGM-Batterien.
Erhaltungsladung ist bei Blei-Säure wie auch bei AGM 13,5 - 13,8V

Wichtig bei AGM-Batterien ist, dass sie nicht länger als 4-5 Stunden (allerhöchstens) bei mehr als 14V (je Batterie) gehalten werden.
Danach benötigen sie mindestens die gleiche Zeit ohne Ladung (außer sie werden zwischendurch kräftig entladen)
Dein Lader sollte also eine Überwachung und Abschaltung diesbezüglich haben.

Die Mär, AGM würden höhere Ladespannungen benötigen, kommt von den Optima-Batterien.
Aber auch die benötigen die Spannung nicht, sondern sie vertragen sie nur.
Das liegt aber nicht an der AGM-Technik, sondern daran, dass Optima mit einer höheren Säuredichte "schummelt".
Das funktioniert bei Blei-Säure Batterien genauso ... Panther macht dies z.B. bei seinen "+30%" Batterien.

Dein Hauptproblem könnte die 24V Schaltung sein. Da driften die Batterien genauso auseinander wie beim 24V-System im Auto. Vor allem, wenn sie nicht regelmäßig ganz voll geladen oder stark entladen werden, also in keinen "Endzustand" gebracht werden.

Also ... wenn Du auf AGM umstellen willst, schau erst nach, ob der Lader dazu geeignet ist, eine Überladung der Batterien zu verhindern.

Und dann mach Dir Gedanken über eine Möglichkeit des Ausgleichs der Batteriepaare (24V) oder ob Du die Anlage auf 12V umstellen kannst. Da kommt es darauf an, ob der WEchselrichter dazu geeignet ist und ob die Leitungen von Batterien zum Wechselrichter ausreichen.

Viele Grüße
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Lender » Tue 24. Sep 2019, 08:53

LiFePo sollen wesentlich Zyklenfester sein als AGM und sind wesentlich leichter, weshalb sie im mobilen Bereich mittlerweile oft zu finden sind.

Ich habe mich noch für eine AGM entschieden, LiFePo sollen etwa 5 mal länger als eine AGM halten und so den 5-fachen Preis ausgleichen. Da mir aber noch keine Langzeittests von LiFe-Akkus bekannt sind welche von Start bis Tot im Alltag gebraucht wurden, warte ich da aktuell noch ab. Sollten sie aber halten was sie versprechen, wird der nächste Akku ein LiFe sein.

Guck mal auf Youtube nach LiFe vs AGM, da gibts viel zu sehen.

LiFe-Akkus brauchen/verfügen im Normalfall über ein BMS, dieses überwacht die einzelnen Zellen, wohingegen bei AGMs nur der gesamte Block vom Lader überwacht wird. Schau mal beim Votronic VBCS tripple in die Anleitung, da gibt es die Kurven für alle möglichen Typen, allerdings nur 12V Systemspannung.
Das Lade-System muss auf jeden Fall zu den Akkus passen, das sollte auch im Handbuch stehen wie es für welchen Typ eingestellt werden muss. Ist ein Typ nicht aufgeführt, wird das Ladegerät dafür nicht vorgesehen sein. Man könnte nun etwas basteln, doch gerade ein System welches oft sich selbst überlassen ist, sollte auch wirklich dafür taugen.
Es gibt auch Solar-Akkus, das sind meist AGMs welche auf Systeme mit permanenter Ladung und sporadischem Verbrauch ausgelegt sind. Sie brauchen also kein voll Laden/Entladen wie deine Vorherigen Akkus.
Gruess Leon
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Feldi » Tue 24. Sep 2019, 09:35

Onkelchen wrote:Dein Hauptproblem könnte die 24V Schaltung sein. Da driften die Batterien genauso auseinander wie beim 24V-System im Auto. Vor allem, wenn sie nicht regelmäßig ganz voll geladen oder stark entladen werden, also in keinen "Endzustand" gebracht werden.

Da es sich ja offensichtlich um zwei 12V-Bänke handelt, würde ein ausreichend dimensionierter Balancer dieses Problem lösen.

BTW
Für den stationären Betrieb würde ich die AGM nehmen.
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby HJ61-Freak » Tue 24. Sep 2019, 09:41

Onkelchen wrote:AGM brauchen keine höhere Ladespannung.
Im Gegenteil. Ein Überschreiten der Ladeschlußspannung vertragen Blei-Säure Batterien besser als AGM-Batterien.

Die meisten Hersteller von AGM-Batterien geben für die Ladeschlussspannung einen Wert von 14,5 bis 14,7 V angeben. Das liegt deutlich oberhalb dessen, was herkömmliche Blei-Säure-Akkus vertragen (normalerweise unter 14,2 V).

Viele AGM-Akkus reagieren auf eine zu geringe Ladeschlussspannung mit zügigen Kapazitätsverlust. Ist bei dem Hersteller Banner im WoMo-Bereich immer wieder ein Riesenthema, weil die Banner-AGM 14,7 V als Ladeschlussspannung benötigen, viele Regler aber bei 14,5 V aussteigen.

Onkelchen wrote:Und dann mach Dir Gedanken über eine Möglichkeit des Ausgleichs der Batteriepaare (24V) oder ob Du die Anlage auf 12V umstellen kannst.

Ein Balancer ist bei Reihenschaltungen Pflicht. Gibt es auch für 36 und 48-V-Systeme. Gerade die AGM-Akkus reagieren auf eine unvollständige Aufladung nachhaltig mit Kapazitätsverlust (s.o.).

Gruß

Florian
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby FrankBerlin » Tue 24. Sep 2019, 10:19

Gibt's bei eurer Diskussion einen Unterschied zwischen Ladespannung und Ladeschlußspannung? Vielleicht kann mich mal jemand aufklären . . .

Danke
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Solar,Windrad und Batterien

Postby GRJ78 » Tue 24. Sep 2019, 10:25

Das allerwichtigste wurde ja schon gesagt, speziell die notwendig hohe Ladeschlusspannung für die AGM!
Ohne eine ordentliche Ladetechnik wirst du aber langfristig keinen Spaß an den Akkus haben.

Votronic wurde oben ja schonmal erwähnt...

Die Ladespannung wird typabhängigq und temperaturgeführt geregelt. Den Zelltyp und Kapazität muss an der Ladetechnik entsprechend eingestellt werden.
Last edited by GRJ78 on Tue 24. Sep 2019, 13:48, edited 1 time in total.
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Lender » Tue 24. Sep 2019, 10:42

Auf Seite 17 sieht man den Spannungsverlauf, dabei gibt es in der U-Phase die Ladespannung und in der U1-Phase die Ladeschlussspannung wenn ich das richtig einordne. Dabei auch die Strom-Kennlinie beachten. Füllt sich der Akku, steigt dessen Widerstand. So kann das Ladegerät ermitteln wann der Akku voll ist da Spannung = Widerstand * Strom.

https://votronic.de/images/Anleitungen/ ... 3_3245.pdf

Ist die U1-Spannung nicht hoch genug, wird nicht die gesamte Kapazität geladen. Durch den Memory-Effekt kann sich die Kapazität dann reduzieren. Deshalb braucht es eine genügend hohe Spannung welche auch diese Kapazität lädt.
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Onkelchen » Tue 24. Sep 2019, 10:51

HJ61-Freak wrote:
Onkelchen wrote:AGM brauchen keine höhere Ladespannung.
Im Gegenteil. Ein Überschreiten der Ladeschlußspannung vertragen Blei-Säure Batterien besser als AGM-Batterien.

Die meisten Hersteller von AGM-Batterien geben für die Ladeschlussspannung einen Wert von 14,5 bis 14,7 V angeben. Das liegt deutlich oberhalb dessen, was herkömmliche Blei-Säure-Akkus vertragen (normalerweise unter 14,2 V).



Ich habe mir erlaubt, dazu mal die Angaben der Batteriehersteller rauszusuchen.

Winner Batterien:

Winner_Solar_Saeure.jpg


Winner_Solar_AGM.jpg



Banner Batterien:

Banner_Ladeempfehlung.jpg



Originaldokumente hier:

https://www.bannerbatterien.com/de-de/Support#

Winner Batterien PDF


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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby thores » Tue 24. Sep 2019, 10:51

Hi Timo,

ich halte eine so zusammengesetzte Batteriekapazität von 24V/750Ah ohne Einzelüberwachung der Zellen für nicht ganz unproblematisch. Auch die Wahrscheinlichkeit unterschiedlicher Ladezustände und damit fließender Ausgleichströme dürfte recht groß sein.

Selbst wenn Du herkömmliche Nassbatterien nehmen würdest, hättest Du wahrscheinlich keine Lust regelmäßig die Säuredichte der 60 Zellen zu überprüfen.

Vielleicht wäre auch mal ein Blick auf die Batterie- und Ladetechnik bei Elektro-Staplern interessant.

Falls das auch nichts bringt, ist kein anderes Konzept machbar? Z.B. nur zwei „fette“ Batterien mit Balancer, falls Du die 24V für irgendwas wichtiges brauchst (oder wie ich vermute, das Windrad halt die 24V liefert) und bei erhöhtem Energiebedarf ein Generator?
Grüße aus der Wetterau........................................
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Onkelchen » Tue 24. Sep 2019, 11:01

Lender wrote:Auf Seite 17 sieht man den Spannungsverlauf, dabei gibt es in der U-Phase die Ladespannung und in der U1-Phase die Ladeschlussspannung wenn ich das richtig einordne.

[..]

https://votronic.de/images/Anleitungen/ ... 3_3245.pdf


Auf Seite 9 und 10 sind vor allem die Spannungsangaben für die Batterietypen angegeben:

Blei-Säure:
U1: 14,4 V

Gel:
U1: 14,4 V

AGM 1 (normale Säuredichte):
U1: 14,4 V

AGM 2 (erhöhte Säuredichte)
U1: 14,7 V

Bei AGM 2 steht zusätzlich noch der Warnhinweis:
"Unbedingt Batterie-Datenblatt bezüglich der hohen U1-Ladespannung 14,7 V prüfen!"

Auch dieses Blatt stellt dar, dass nur spezielle AGM-Typen die höhere Spannung vertragen, normale AGM-Typen aber mit der gleichen Spannung wie Blei-Säure Batterien geladen werden.

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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Lender » Tue 24. Sep 2019, 11:18

@Onkelchen, Dies ist alles schön und gut, solange wir aber nicht genau wissen was Offeriert bzw. schon verbaut ist, können keine Aussagen zur genauen Spannung gemacht werden.
Das I/U/t-Diagramm diente lediglich der Veranschaulichung wie ein gescheites Ladegerät einen Akku lädt.

Generell teile ich die Meinung von Thores, dass dieses System nicht optimal ist. Am besten wäre ein fetter Speicherblock mit integrierter Verwaltung.
Für eine gute Lösung wird man wohl kaum an einem neuen (Teil-)System vorbei kommen, denn bei 5x2 Akkus wird jeder Akku sich etwas anders verhalten und so das System schwächen.
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Feldi » Tue 24. Sep 2019, 13:41

Wenn ich das richtig verstanden habe, soll Timo die Finka wieder ans Laufen kriegen und keine Raketentechnik installieren. Da ist erstmal zu klären, warum alle Batterien platt sind. Tiefentladen oder leergekocht wegen Laderversagens? Leerlaufspannung von max. 3V wegen Spannungsdrift alleine halte ich für eher unwahrscheinlich, ist aber über einen sehr langen Zeitraum möglich.
Wenn das geklärt ist, neue Batterien montieren, Balancer zwischen die Bänke und eine zeitlang das Ladeverhalten beobachten. (Multimeter mit min/max-Speicher wäre da hilfreich)
Lender wrote:Für eine gute Lösung wird man wohl kaum an einem neuen (Teil-)System vorbei kommen, denn bei 5x2 Akkus wird jeder Akku sich etwas anders verhalten und so das System schwächen.

Ich nehme an, Du meinst 2x5 Akkus.
Solange ein Akku nicht defekt ist, spielen kleine Kapazitätsunterschiede innerhalb einer Bank keine Rolle. Ladungsunterschiede zwischen den Bänken müssen allerdings vermieden werden.
Natürlich kann man eine Batterie auch aus 12 Einzelzellen aufbauen, das Problem der Spannungsdrift bleibt trotzdem, sofern man nicht eine andere Ladetechnik einsetzt.
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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby Onkelchen » Tue 24. Sep 2019, 14:43

Feldi wrote:Da es sich ja offensichtlich um zwei 12V-Bänke handelt, würde ein ausreichend dimensionierter Balancer dieses Problem lösen.



Okay.
Dass es zwei 12V-Bänke sind, hatte ich irgendwie übersehen.

Jou, dann wird nur ein Balancer benötigt.

Nicht ganz außer Acht lassen sollte man aber auch, dass die Solar-/Windanlage auch die speicherbare Energie irgendwo her bringen muss.

Ich meine ... die angestrebten neuen Batterien haben zusammen 18 kWh. Wenn die Solar-/Windkraftanlage da nicht ausreichend dimensioniert ist, brauchen wir uns über Ladeschlußspannungen gar nicht unterhalten, weil sie dann ohnehin nicht zum Tragen kommt.

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Re: Solar,Windrad und Batterien

Postby GRJ78 » Tue 24. Sep 2019, 14:59

Wichtig ist eher der Laderegler.
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