Für eine Einfamilien-Villa wurde eine inselfähige Photovoltaikanlage geplant und montiert, die auch bei Stromausfall die elektrische Anlage des Hauses ununterbrochen weiter betreiben kann.
Auftrag
Für dieses große Einfamilien-Wohnhaus sollte eine Solaranlage ausgearbeitet werden, die nicht nur den Eigenverbrauch optimiert sondern auch im Falle eines Blackouts die elektrischen Verbraucher unterbrechungsfrei weiter betreiben kann. Für bestimmte Geräte sollte im Falle eines Ausfalls der Stromnetze ein Lastabwurf vorgesehen werden, um die Laufzeit im Batteriebetrieb zu maximieren.
Ein Hauptaugenmerk war die Sicherstellung eines ununterbrochenen Weiterbetriebs der Hebeanlage im Falle einer Netzstörung. Zusätzlich war auch eine optische und akustische Meldeanlage gefordert, welche die Zustände der Versorgungsnetzte darstellt.
Lastprofil
Um eine optimale Dimensionierung der Anlage durchführen zu können, wurde ein mehrtätiges Lastprofil erstellt. Dieses zeigt neben dem Energiebedarf auch die abzudeckenden Spitzenlasten und erlaubt eine optimale Auslegung von Photovoltaik und Speicher.
Darüber hinaus wurde auch eine allgemeine Bewertung der Netzqualität nach der EN50160:2010 + A2,3 durchgeführt. Unter anderem werden hierbei die harmonischen Oberschwingungen, Spannungsschwankungen, Flicker, Spannungsunsymmetrien und weitere Merkmale genauer untersucht.
Auswahl der Komponenten
Für ein ESS-System werden grundsätzlich ein Energiespeicher, Wechselrichter, ein Batterie-Ladegerät und ein Photovoltaiksystem benötigt. Durch den Anschluss ans öffentliche Netz ist darauf zu achten, dass nur vom Energieversorger zugelassene und entsprechend zertifizierte Geräte genutzt werden.
Energiespeicher
Für dieses System wurden vier Victron LiFePO4 Smart 25,6V 200Ah-a mit einem Victron Lynx Smart BMS 500 gewählt. Diese Batterien erlauben bereits bei kleiner Kapazität einen sehr hohen Entnahmestrom, zudem integrieren sie sich optimal ins System von Victron Energy.
Verschaltet werden die Batterien in zwei Paaren als 48V-System. Die ca. 20kWh reichen für einen optimierten Eigenverbrauch und zeitlich begrenzten Inselbetrieb sehr gut aus.
Wechselrichter / Ladegeräte
Der Victron MultiPlus-II ist ein Kombigerät, das Wechselrichter, Ladegerät und Transferschalter (für unterbrechungsfreie Umschaltung zwischen Netz- und Inverterbetrieb) kombiniert. Zudem kann er den maximal dem Netz entnommenen Strom begrenzen und bei Bedarf durch den Wechselrichter zusätzliche Energie aus der Batterie zur Verfügung stellen. Ein zweiter Ausgang erlaubt eine Trennung von Lasten, die nur im Netzbetrieb aktiv sein sollen, sodass im Fall eines Stromausfalls nicht-kritische Lasten automatisch abgeworfen werden können. Das Gerät ist von sämtlichen österreichischen EVU freigegeben und bring das notwendige TOR-Erzeuger-Zertifikat mit.
Für dieses System kommen drei MultiPlus-II 48/5000/70-50 230V zum Einsatz, die in ein dreiphasiges System verschaltet werden. Diese Geräte arbeiten mit einer 48V-Batterie und bieten jeweils 5kVA dauerhafte Leistung, sie können kurzzeitig (0,5s) bis zu 9kW zur Verfügung stellen. Das ergibt eine dauerhafte Leistung von 15kVA / 12kW und eine Spitzenleistung von 27kW.
Photovoltaik
Die Dachfläche erlaubte hier eine Leistung von 9,675Wp, die mit 21x Longi LR4-60HPH 375M und 4x Longi LR4-72HPH 450M erreicht wurden. Eingebunden werden diese Solarmodule mit drei Victron SmartSolar MPPT RS 450/100-Tr, die für maximale Schattentoleranz sechs separat geregelte MPP-Tracker zur Verfügung stellen.
Monitoring und Steuerung
Der Victron Cerbo GX ist das Gehirn des Systems – hier laufen die Datenleitungen sämtlicher Systeme zusammen, zudem lassen sich diverse Sensoren (Tank-Füllstände, Temperaturen, Schaltkontakte) anschließen und Signale über Relais ausgeben. Über einen GX Touch 50 Touchscreen lassen sich sämtliche Daten lokal abrufen und Einstellungen vornehmen, über eine Internetverbindung ist der Anschluss an das kostenlose Victron VRM-Portal möglich. Das VRM-Portal ermöglicht detailliertes Monitoring aus der Entfernung, zudem können Alarme ausgelöst und bei Bedarf Einstellungen auch von Servicetechnikern vorgenommen werden die nicht vor Ort sind.
Montage und Inbetriebnahme
Die Sailectron Services GmbH führte neben der Planung hier auch die Installation und Inbetriebnahme der gesamten Anlage durch. Neben der Installation sämtlicher Victron-Komponenten dem Tausch des Zählerverteilers wurde eine Lastabwurfsteuerung für den Inselbetrieb implementiert, die AC- und DC-Verteiler gebaut und montiert, Verkabelung und Blitzschutz ausgeführt und bei der Aufdachmontage unterstützt. Die Anlage wurde elektrisch fachgerecht dokumentiert, sämtliche Kabel markiert und die Netzansuchen beim Energieversorger durchgeführt.
Im Rahmen der Inbetriebnahme wurden die Leistungsdaten der Solarmodule gemessen und die gesamte Anlage mittels Lastbänken getestet.
Technische Daten
- DC-Spannung: 48V
- AC-Spannung: 230V/400V ~ 50 Hz (dreiphasig)
- Energiespeicher: 4x Victron LiFePO4 Smart 25,6V 200Ah-a (20,5kWh) mit Lynx Smart BMS 500
- Wechselrichter / Ladegeräte: 3x Victron MultiPlus-II 48/5000/70-50 230V (15kVA)
- Photovoltaik: 21x Longi LR4-60HPH 375M & 4x Longi LR4-72HPH 450M (9,675kWp)
- PV-Laderegler DC-gekoppelt: 3x Victron SmartSolar MPPT RS 450/100-Tr
- Monitoring: Victron Cerbo GX mit GX Touch 50 und Anbindung an VRM
