PV-Batterie mit Generator über Wechselrichter-DC-Eingang laden

Hallo in die Runde, bin neu hier und habe mich wegen einer etwas ungewöhnlicheren elektrischen Anschlussfrage hier angemeldet, da woanders keine Antworten zu bekommen waren. Ich ersuche höflichst im Unterstützung!

Vorweg: Ich bin Techniker (Maschinenbau ohne viel Praxis, das ist auch schon wieder 28 Jahre her, der Papa war Amateurfunker alter Schule), versteh also ein bisserl was vom Strom, aber bin halt kein tiefer ausgebildeter Elektrotechniker, vor allem wenn es in Richung Netz, Vorschriften und Sicherheit geht.

Seit Kurzem sind wir Besitzer einer PV-Anlage mit zwei Wechselrichtern (Fronius Symo Gen24 10.0 und 4.0), an die 35 PV-Module (in alle Himmelsrichtungen) angeschlossen sind. Am großen Wechselrichter soll demnächst eine BYD HVS 10.2-Batterie angeschlossen werden, um unsere Autarkie zu verbessern. Auch eine Enwitec-Umschaltbox für den 3-phasigen Notstrombetrieb ist dann eingeplant. Soweit so gut, funktioniert ja auch.

Mit unserer Feststoffheizung ist es wichtig, dass das Haus Strom hat, solange der Holzabbrand läuft. Dafür genügt die PV-Batterie auf jeden Fall, wenn man auf ausreichenden Mindestladezustand achtet und möglichst alle verzichtbaren Verbraucher deaktiviert. Unser Tagesverbrauch ist im Durchschnitt 12,5 kWh, im Winter wird's wohl ein wenig mehr sein, da sind nutzbare 6 kWh Batteriekapazität nicht so viel.

Nun besitze ich zwei Honda EU32i Inverter-Stromaggregate, die 2,6 kVA Nennlast stemmen und die man sogar koppeln kann (blaue CEE-Steckdose 230 V, 32 A). Die Aggregate haben trotz moderner Einspritztechnik und variabler Motordrehzahl einen Gesamtwirkungsgrad von nur 20% bei Nennlast und lumpige 10% bei 25%-iger Teillast, was generell einen Teillastbetrieb wenig sinnvoll erschein lässt.

Für den Fall, dass der Strom mal länger weg sein sollte (ich weiß, Prepper-Denken) läge es nahe, diese Generatoren zu nutzen. Einspeisen über das AC-Hausnetz ist mit gleichzeitig aktivem Wechselrichter nicht möglich und bedingt auch einen permanenten Motorlauf im Teillastbereich.

Es liegt daher nahe zu versuchen, die Energie über den Wechselrichter in Batterie und Hausnetz einzuspeisen, also über eine Umwandlung in passenden Gleichstrom in die Anschlüsse eines Solarmodulfeldes. Dann müsste der Generator nur so lange laufen bis die Batterie geladen ist (also wenige Stunden), kann weiterhin den Solarertrag nutzen und dann wieder geräuschlos stundenlang von der Batterie zehren. Und vor allem kann man eine Weile zuwarten, bevor man den Generator startklar machen muss und hat obendrein einen nahtlosen Betriebsübergang.

Da der Wechselrichter einen MPP-Tracker hat ist das vielleicht nicht so einfach, der kann bei Verwendung eines einfachen Gleichrichters mit Siebkette das Stromaggregat ja überlasten und evtl. abwürgen (wird bei einem Inverter aber kaum passieren, ich denke es kommt eher zum "Lastabwurf"), wenn er immer mehr und mehr Strom zieht und der Inverter im Generator die Spannung ausregelt bis er nimmer kann.

Daher bin ich auf die Idee eines strombegrenzten Schaltnetzteiles gekommen und bei der Recherche habe ich einige wenige Ergebnisse in diese Richtung gefunden -- allerdings ohne Feedback zur Realisierung.

Konkret gibt es von MEAN WELL ein bezahlbares Industrienetzteil CSP-3000-400 das 230 V~ auf 400 V= mit 3 kW Leistung (also 7,5 A) wandelt und einstellbare Strombegrenzung bietet. Das würde ja prima zum Wechselrichter passen, der 80 bis 1.000 V (MPP von 278 bis 900 V) verträgt und je nach Eingang 12,5 bis 20 A verarbeiten kann. Mit der Strombegrenzung kann man eine Überlastung des Generators verhindern. Obendrein hat der DC-output mit einer Restwelligkeit von 1,2 Vpp sicher weniger Störungen als eine einfache Gleichrichterbrücke mit fettem Kondensator ohne Drossel. Und von den Dingern kann man sogar zwei oder drei koppeln, wenn nötig! Damit könnte man ja die verrücktesten Dinge machen.

Mt etwas Glück müsste auch der MPP-Tracker damit zurechtkommen und das "DC-Angebot" annehmen. Wenn der gezogene Strom zu hoch wird bricht durch die Strombegrenzung die Spannung ein, was den MPP-Tracker zum Wechsel der Adaptionsrichtung veranlassen sollte. Ich hoffe nur, das passiert nicht zu schlagartig und es kommt zu einer starken Leistungsverminderung durch die "Schrittweite" des MPP-Trackers im Wechselrichter ... genau hier bin ich Laie, stelle mir das halt naiv so vor ...

Ich habe zwar auch bei Fronius angefragt, erwarte mir aber eher keine Antwort. Mein PV-Installateur sagt dazu "das mach ich nicht", obwohl der als HTL-Mess- und Regeltechnik-Ingenieur da durchsteigen können sollte. Also auch nicht so richtig hilfreich.

Was meint ihr, kann das klappen?

Im Prinzip gibt es das auch fertig. DM-Elektrotechnik aus Oberösterreich bietet einen chinesischen Diesel-Generator mit umgebauter Elektrik genau für diese Einsatzart an. Den Generator selber finde ich nicht spannend, der gilt als sehr laut, ist mit 180 kg schwer, Dieselkraftstoff mit RME-Anteil ist schlecht lagerfähig und wie das Ding wohl im tiefsten Winter anspringt?

Leider wollten oder konnten die mir auch nicht weiterhelfen. Wie deren Adapter funktioniert ist mir nicht bekannt, ich vermute wegen der genannten 500 V= einen eher schlichten Drehstrom-Gleichrichter und eine irgendwie "weiche" unlineare Erregungs-Kennlinie, die den MPP-Tracker "beruhigt".

 

Die Hochvolt-Batterie hängt nur am Hybridwechselrichter, der wird das nicht mögen.

Das ist mir klar, ich will daher auf dem DC-Weg in den Wechselrichter, der das Insel-Netz aufbaut, die Batterie managed und perfekten Drehstrom erzeugt. So hätte ich mir das zusammengereimt.

 

Ich verstehe die Aussage technisch nicht.

Der Fronius Symo Gen24 plus ist ein Hybrid-Wechselrichter, bei dem die Batterie DC-gekoppelt ist und der das Lademanagement selbst durchführt. Damit das funktioniert darf und kann es keine andere Energiequellen für die Batterie geben -- der Wechselrichter ist das Ladegerät.

Der Wechselrichter baut nach der Abschaltung in Folge eines Netzausfalls nach Trennung vom Netz ein dreiphasiges Notstromnetz auf, max. Leistung 3x 3,33 kVA. Ob es nun besser ist manuell umzuschalten oder automatisch, darüber grüble ich noch. Automatik spricht für Ausfallsicherheit im Abwesenheitsfall, manuell ermöglicht bessere Kontrolle beim Zeitpunkt zur Rückkehr zum Netzbetrieb.

Auf jeden Fall deckt dieses Notstrom-Netz den Bedarf des Hauses gut ab und ist eine sehr komfortable Lösung.

Die Einspeisung von Energie wie durch ein Solarfeld ist bis jetzt in meinen Augen die "nahtloseste" Möglichkeit.

Das ist mir bei meinem System klar. Habe aber schon von anderen Systemen gehört die das "unmerklich" machen können (von Victron?). Spielt aber für mich keine Rolle.

 

Diese Enwitec-Box wird das tun, es dauert halt eine Minute. Es gibt auch eine manuelle Möglichkeit. So meint mein Elektriker.

Und was passiert mit der Restwärme, die da noch reichlich anfällt? Ich will ja nicht meinen Heizraum mit Dampf fluten. Und in den Ablauf wegspülen ist die zweitbeste Idee. Eine kurze Unterbrechung ist kein Problem, aber dann soll alles rasch weiterlaufen als ob nichts wäre. Wenn sich Schadensbegrenzung mit Nutzungskomfort trifft ist die Sache perfekt.

Können wir bitte beim Thema bleiben, bei meinen Vorhaben denke ich mir schon etwas, auch wenn andere andere Prioritäten setzen:

Ich will meine PV-Batterie möglichst elegant und ohne weitere vermeidbare Hausnetzunterbrechungen nachladen können.

Geht das so wie angedacht oder eben anders?

Bitte.

 

Danke, ich bin Maschinenbau-Ingenieur und hatte zwei Jahre "Thermische Anlagen" im Unterricht. Wo es eher mangelt ist in der elektrischen Abteilung.

 

Vom Hybrid-Wechselrichter.

Sag mir wie.

 

Meines Wissens verträgt sich ein Wechselrichter nicht mit einem über das Netz verbundenen Generator.

 

Ich hab jetzt mal spaßhalber so ein Netzteil bestellt.

Wenn ich dieses und den Generator an PE anschließe und seinen DC-Ausgang an den DC-Eingang des Wechselrichters müsste das ja hinhauen. Ist dann ein lokales IT-Netz, so wie die Solarmodule es ja auch sind. Strombegrenzung auf 6,25 A einstellen und fertig.

 

Danke für die Antwort. Das klingt ja gut!

Inzwischen sind zu mir zwei DC-Netzteile gekommen und warten auf eine Erprobung!

 

Nachdem ich die Anlage noch nicht bezahlt habe ist die Zeit zum Basteln noch nicht gekommen. Muss warten bis das alles in meinem Eigentum steht.