(Victron Energy) ESS

Allgemeines

Da der Eigenverbrauch und das Speichern der PV-Energie bei mir im Vordergrund steht, habe ich dem Energiespeichersystem (ESS) von VE hier ein eigenes Kapitel gewidmet.

Zentrale Informationsquelle ist dieses Dokument und hier in der Online-Variante.

Ich orientiere mich an dem Aufbau des Dokuments.

Einführung

Man erkennt auf der schematischen Darstellung, die zu klärenden, bzw. zu konfigurierenden Komponenten.

• Energy-Meter: Hier wäre eine Liste aller durch GX unterstützten Geräte hilfreich. Ich habe der Einfachheit halber einen EM24 genommen (später dazu mehr)
• Zentrales Element neben z.B. einem Cerbo GX ist der Multiplus II
• 3 "Einspeisepunkte" für die PV-Energie

Für mich stehen folgende Dinge im Vordergrund:

• den Eigenverbrauch senken
• überschuessige PV-Energie speichern
• nach dem Speichern, immer noch überschüssige PV-Energie "verheizen"

Also keine PV-Energie in das Versorgungsnetz zurückspeisen.

Da ich jetzt nicht die ganze (3-phasige) Hausinstallation aendern moechte und das ESS nur einphasig ist sehe ich für mich nur die Loesung alle "Dauerverbraucher", wie Computer, Netztechnik, Kuehlschraenke, etc. als "hinter" den Multiplus an die AC-Load-Ausgaenge anzuschlieszen. Ich habe dazu parallel zur vorhandenen Hausinstallation zwei (AC-OUT 1 und 2) neue Leitungen verlegt und die Dauerverbraucher je nach Notwendigkeit an AC-OUT 1 (Notstrom/Critical Loads) und AC-OUT 2 angeschlossen.

Der erste Versuch ist gleich schief gegangen, bzw. hat nicht das gewünschte Ergebnis geliefert.

Der AC-IN haengt direkt am Zaehler (EM24) also gibt es keine AC-Loads.

Wie man diesem Schaltbild entnehmen kann, sind die beiden Ausgaenge des MultiPlus hintereinander geschaltet AC-OUT2 (Kuehlschranke, ...) ist nur zusaetzlich durch ein Lastrelais bei Netzausfall entkoppelbar, so dass dann nur die an AC-OUT 1 (Computer, Netztechnik, ...) angeschlossenen Geraete solange der Speicher Energie liefert, versorgt bleiben.

Für mich wichtige Passagen.

ESS kann sowohl mit als auch ohne externen Netzmesser verwendet werden.

Wo ein Netzmesser vorhanden ist, kann entweder ein ganzes oder ein teilweises netzparalleles System für den Parallelbetrieb konfiguriert werden.

Wenn kein Netzmesser vorhanden ist, werden alle Lasten an den AC-Ausgang angeschlossen. Und wo ein PV-Wechselrichter vorhanden ist, wird dieser auch an den AC-Ausgang angeschlossen

Der Prozentsatz der Batteriekapazität, der für den Eigenverbrauch verwendet wird, ist konfigurierbar. Wenn der Ausfall des Versorgungsnetzes extrem selten ist, könnte er auf 100 % gesetzt werden. 

Abgesehen von meinem Eindruck, dass Fronius-Geraete einfach nicht gut ausdokumentiert sind, ist eine Nulleinspeisung durch Leistungsreduzierung für mich Nonsens. Diese "Problem" tritt ja auch nur auf wenn bereits netzgekoppelte Wechselrichter in Betrieb sind. Bei einer Neuinstallation schliesze ich keine Wechselrichter an das Netz. Fuer mich gibt es nur zwei sinnvolle Anschlusspunkte:

• AC-Wechselrichter an AC-OUT oder
• DC-Laderegler an Batterie

Die ueberueberschuessige PV-Energie wird dann fuer einen regelbaren Heizwiderstand zur Pool- (Sommer) oder Heizungspuffer- (Winter) verwendet.

Anstatt dem Ausdruck "netzgekoppelter Wechselrichter" haette man besser einfach von einem AC-Wechselrichter im Dokument verwendet. Der Begriff "netzgekoppelt" ist beim mir fuer einen Wechselrichter, der an das Versorgungsnetz zur Einspeisunng angeschlossen ist, besetzt. Als Beispiel fand ich diesen Satz daher im ersten Moment verwirrend:

Bei Verwendung eines netzgekoppelten Wechselrichters wird dieser ebenfalls an den AC-Ausgang angeschlossen.

Ich habe noch nicht herausgefunden wie ich die Generation eines Multis, bzw. Quattros herausfinden kann.

Beachten Sie, dass ESS nur auf Multis und Quattros installiert werden kann, die mit einem Mikroprozessor der zweiten Generation (26 oder 27) ausgestattet sind. Alle neu ausgelieferten Systeme haben Chips der 2. Generation.

Anmerkungen zu Kapitel 1.2 Komponenten->Batterie

Stand heute kommen fuer mich nur LFP (LiFePo)-Speicher in Frage, also z. B. auch kein E3DC von Hager (LiIon?!) Abgesehen von der Tatsache , dass die MQs (MultiQuattros) von VE diese nicht unterstuetzt. Als Alternative zu den Pylontech US2000/3000 wären vielleich noch folgende:

• AXIstorage Li 7S / 9S
• BlueNova Energy LiFePo4 (Suedafrika 5,2 kWh 1950 Euro + MWST)
• BMZ ESS (nicht mehr verfuegbar -> neues Modell Hyperion 7.5 (7,5 kWh fuer 4710 €) Lieferzeit 5 Monate Stand 05/2022)
• BSLBLATT (Infos) Ersatz fuer Pylontech US3000
• BYD (L3.5-14.0 nicht Off-Grid faehig?!) Battery-Box Pro 2.5 (2,5 kWh fuer 1453 €) BYD empfiehlt SMA Sunny(!)
• Pylontech US2000/3000
• MG Energysystems (Sitz in den Niederlanden) erster Eindruck sehr gut; allerdings 2,5 kWh fuer 3300 €
• Redflow Sitz in Australien (Zink-Brom-Technik)
• SOLARMD Battery Sitz in Sued Afrika

Was bei der Zusammenstellung der Liste auffaellt ist die Haeufung von Firmen Sued Afrika, Australien, Niederlande und China. Entspricht diese Verteilung der Situation am Weltmarkt?

Anmerkungen zu Kapitel 1.2 Komponenten->Batteriewächter (BMS)

In den meisten Situationen ist es nicht notwendig, einen Batteriewächter zu installieren.

Lithiumbatterien mit CAN-bus-Anschluss (BYD B-Box, Pylon, LG Resu und andere) haben bereits eine eingebaute Batterieüberwachung. Das Hinzufügen eines weiteren wird nur zu einem Konflikt führen. Verwenden Sie immer die CAN-bus-Verbindung, um den Batteriestatus bzw. die Ladezustandsdaten für diese Batterien bereitzustellen.

Der eingebaute Batteriewächter des Multi-Wechselrichter/Ladegeräts kann zur Bereitstellung von Daten verwendet werden, wenn die eingebauten Batterien keinen eingebauten Wächter haben. Der Vorteil hierbei ist, dass in einem ESS-System auch die Ladeströme von MPPT-Solarladegeräten berücksichtigt werden.

https://www.batteryspace.com/prod-specs/6411-Canbus-v4.pdf https://electrifiedboat.com/arduinoJS.html

Anmerkungen zu Kapitel 1.2 Komponenten->Netzmesser

Bei einer vollständig oder teilweise netzparallelen Installation kann ein Energiezähler in der Hauptverteilerschalttafel zwischen dem Netz und der Anlage installiert werden.

Ein Netzmesser ist nicht erforderlich, wenn auf der Eingangsseite des Multi/Quattro-Systems keine erneuerbare(n) AC-Energiequelle(n) und auch keine AC-Last(en) vorhanden sind (d.h. wenn sich alle diese Quellen und Lasten auf der Ausgangsseite des Multi/Quattro-Systems befinden).

Falls zwischen dem Netzanschlusspunkt und der Eingangsseite des Multi/Quattro-Systems eine erneuerbare AC-Energiequelle oder eine AC-Last vorhanden ist, werden falsche Ergebnisse berechnet und vom GX aufgezeichnet, es sei denn, es ist ein Netzmesser installiert und aktiviert.

Der Fall, dass AC-Lasten vor dem Netzmesser vorhanden sind wird hier nicht angesprochen.

Insbesondere ohne Netzmesser:

   Wenn erneuerbare Energie auf der Eingangsseite bereitgestellt wird, ist der Netzwert falsch (zu niedrig/negativ); und

   Der angezeigte AC-Lastwert ist zu niedrig (und zeigt Null an, wenn ein Überschuss an erneuerbarer Energie vorhanden ist).

Beide Probleme werden durch die Installation eines Netzmessers gelöst.

Das muss ich mir nochmal genaue anschauen. Hier gibt es leider keinen Hinweis wie die MQs ihre Ergebnisse berechnen(!)

Netzmesser

Was mir ebenfalls noch fehlt ist die Variante mit der ich bei einer Einphasigen Anlage den Netzbezug und den Solarertrag mit (nur) einem EM24 messen kann.

Anmerkungen zu Kapitel 1.2 Komponenten->PV

ESS kann sowohl mit netzgekoppelten PV-Wechselrichtern als auch mit MPPT-Solarladegeräten arbeiten. (Eine Mischung aus beidem ist auch möglich).

Bei der Verwendung von netzgekoppelten PV-Wechselrichtern empfehlen wir, die Überwachung mit CCGX durchzuführen. Siehe CCGX-Handbuch für die Optionen.

Die Kombination aus Victron Energy Wireless AC Sensor, Single Phase (ca. 165 €) und Victron Wireless sensor gateway (ca. 300 €) find ich ein wenig heftig. Bei der Beschreibung steht folgender Text.

Die drahtlosen AC-Sensoren werden zur Messung und Berechnung von PC-Wechselrichterstrom (A), Spannung (V), Leistung (W) und Energie (kWh) verwendet. Die Ergebnisse werden auf einem Color Control GX und dem VRM Portal angezeigt. Eine Installation hat ein Gateway und einen Sensor pro Phase. Das Gateway ist mit per Ethernet mit dem Color Control verbunden und ist der DECT Hub für die Sensoren. Als Alternative beachte man auch den AC-Stromsensor.

... oder halt vielleicht auch eine Phase des EM24 (TODO).

Kommentar zu 2.1.1 MPPT-Solarladegerät bzw. netzgekoppelter Wechselrichter

Ich habe keine Erklärung dafür warum hier immer diese Begriff durcheinander gehen.

VE meint mit

• MPPT-Solarlader ein DC-Ladegeraet mit MPPT-Funktion
• Netzgekoppelter Wechselrichter einen AC-Wechselrichter, der natuerlich idR auch eine MPPT-Funktion besitzt

...was Verluste von bis zu 20 oder 30 % verursacht. Dies wird noch stärker spürbar sein, wenn der Energieverbrauch hauptsächlich morgens und abends stattfindet.

Das ist klar weil dann die PV-Energie morgens und abends aus dem Speicher kommt. Und diese Energie hat zwei "Wandlungen" hinter sich. Hat man eine hohe Grundlast (z.B. Computer, Netztechnik, ...) geht man natuerlich nicht den "Umweg" ueber den Speicher, sondern kompensiert direkt den AC-Laststrom durch den PV-Strom aus den PV-Wechselrichern. Im Idealfall waeren die beiden Stroeme immer gleich, aber das ist halt dummerweise selten bis nie der Fall. Diese Fronius-Funktion "Nulleinspeisung" ist meiner Meinung nach Quatsch (Entschuldigung) mit Sosze. Irgendwo gibt es immer einen Abnehmer fuer den Ueberschussstrom.

Kommentar zu 2.1.2 Einspeisung

Die Einspeisung von PV-Leistung über ein MPPT-Solarladegerät kann im Menü Energiespeichersysteme auf CCGX aktiviert oder deaktiviert werden. Beachten Sie, dass nach der Deaktivierung die PV-Leistung weiterhin für die Versorgung von AC-Lasten zur Verfügung steht.

Hier ist wohl der (unwahrscheinliche) Fall gemeint, dass ein PV-DC-Ladegeraet, das ja an der Batterie angeschlossen ist, ueber den Wechselrichter des MultiPlus seine PV-Energie nicht nur der Batterie zur Verfuegung stellt, sondern auch ins Netz einzuspeist (AC-IN negativ). Hier kommt aber auch noch die Funktion von AC-Lasten, die parallel zum MultiPlus angeschlossen sind eine Bedeutung (AC-Kompensation vor dem MQ). Die AC-Lasten in dem Satz aus dem Handbuch meint aber wohl die AC-Lasten an den AC-OUT-Ausgaengen des Multiplus.

Die Einspeisung der an netzgekoppelte Wechselrichter angeschlossenen PV erfolgt automatisch. Es sind keine Einstellungen oder besonderen konstruktiven Überlegungen zu berücksichtigen, unabhängig davon, ob sie am Eingang bzw. Ausgang des Wechselrichters/Ladegeräts angeschlossen sind.

Dass man bei PV-Wechselrichtern keinen Einfluss nehmen kann eigentlich nur daran liegen, dass irgendwann bei voll geladener Batterie und AC-Ueberschuss der Multiplus nicht "mehr weiß wohin" damit, also dann einfach ueber AC_IN abgeben. Daher wohl auch oefter erwaehnte (unsinnige) Hinweis auf die Nulleinspeise-Option eines Fronius-Wechselrichter.

Die Verwendung von netzgekoppelten Wechselrichtern anderer Hersteller in einem System ohne Einspeiseverbot wird nicht empfohlen.

In diesem Satz ist scheinbar das 'ohne' falsch und sollte 'mit' heiszen.

Da es mit ESS nicht moeglich ist auf die ueberschuessige Energie anders zu reagieren als ueber AC-IN abzugeben.

Mit ESS ist es nicht möglich, die Einspeisung dort zu verhindern, wo andere Marken installiert sind. Und die Verwendung des Hub-2-Assistenten als alternative Methode führt zu einer weniger als perfekten Installation. Es kann Probleme mit flackernden Lichtern geben - oder sogar eine Abschaltung des gesamten Systems durch Überlastung, wenn eine große Last ein- oder ausgeschaltet wird.

[1]

When the Multi or Quattro is connected to the grid, this excess PV inverter power will automatically be fed back to the grid. 

Das ist nachvollziehbar.

The Factor 1.0 rule: The max PV power must be equal or less than the VA rating of the inverter/charger

Rule definition: In both grid-connected and off-grid systems with PV inverters installed on the output of a Multi, Inverter or Quattro, there is a maximum of PV power that can be installed. This limit is called the factor 1.0 rule: 3.000 VA Multi >= 3.000 Wp installed solar power. So for a 8.000 VA Quattro the maximum is 8.000 Wp, for two paralleled 8000 VA Quattros the maximum is 16.000 Wp, etc.

Faktor 1.0 Rule wichtig! In dem Dokument steckt viel drin. Einige der "Faustregeln" darin finde ich allerdings verwirrrend, da sie idR die "eigene" Konfiguration auszer Acht lassen.

Lithium batteries

1,5 kWp installed AC PV power requires 4.8 kWh of battery storage:

   100 Ah at 48 Vdc
   200 Ah at 24 Vdc
   400 Ah at 12 Vdc

Each additional 1.5 kWp of AC PV will require an additional proportional 4.8 kWh increase in battery storage.

Kommentar zu 2.4. Anti-Islanding

ESS erfordert immer Anti-Islanding. (TODO)

Kommentar zu 3. Installation

Wenn Sie ein einphasiges ESS in einem System mit dreiphasigem Anschluss an das Versorgungsnetz installieren, stellen Sie sicher, dass Sie die ESS auf Phase eins, L1, installieren.

??? Wenn das alle so tun! L1 ????

4. Konfiguration

Firmware

4.1. Update auf neueste Firmware

Aktualisieren Sie alle Komponenten auf die neueste Firmware-Version:

   Venus-OS v2.15 oder höher. Anleitungen zum Upgrade auf v2.00 finden Sie hier.

   Multi, MultiGrid, MultiPlus oder Quattro bis 422 oder neuer. Anweisungen hier.

   Solarladegeräte, entweder VE.Can oder VE.Direct, müssen mit ihrer neuesten Firmware-Version laufen.

Firmware-Dateien und Anweisungen finden Sie im Abschnitt Firmware in Victron Professional.

Bei mir:

• Cerbo GX Version v2.64 Build date/time 20210227081826. (2022-05-15: Update auf v2.85)
• MultiPlus-II 48/5000/70-50 Product ID 2623 Version: 494

Kommentar zu 4.3.11. Nulleinspeisung oder begrenzte Einspeisung

Fehler AC-coupled PV (Gleichstromgekoppelte PV) - feed in excess hier muss es DC-coupled heiszen