Solaranlage effektiver mit Lithium-Akkus?

  • restler: alles gut! Danke für deine versöhnlichen Worte. Wir können ja trotzdem verschiedene Meinungen haben...;-) ich engagiere mich natürlich weiter im Forum, bloss hier nicht mehr, sonst sag ich doch noch menches zweimal...;-)

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  • Ich denke, mittlerweile habe ich auf Grund einiger Beiträge begriffen, wie die Empfehlungen im Netz entstanden sind, die Solarfläche ohne Einbuße an Ertrag verkleinern zu können. Egal ob man von Blei auf Lithium um steigt oder ob man von vorn herein mit Lithium plant. 3 Dinge sollte man berücksichtigen.

    1. Nutzerverhalten: Da der Lithiumakku schneller geladen wird, sind kürzere Ladezeiten (z.B. von der Lichtmaschine) ausreichend. Anschließend muss die Solaranlage nicht mehr so viel "auffüllen". Das hat natürlich nur indirekt mit der Solaranlage zu tun und spielt bei längeren Standzeiten überhaupt keine Rolle.

    2. Tatsächlich verbautes Verhältnis der installierten PV-Leistung zur installierten Bleiakkukapazität: Habe ich ein Riesenkraftwerk auf dem Dach und eine kleine Akkukapazität, so wird der Bleiakku relativ früh den zur Verfügung stehenden Solarstrom "verweigern", weil er schon früh aufgrund seines gestiegenen Innenwiderstandes nur noch begrenzt Strom aufnehmen kann. Ein Großteil des Solarstroms würde dann verschenkt.
    Ist aber nur ein kleines Panel auf dem Dach und der Bleiakku relativ groß, spielt auch dieser Aspekt kaum eine Rolle. Der große Akku könnte dann fast bis zur vollständigen Ladung den kompletten Strom aufnehmen. Verschenkt würde also kaum etwas.

    3. Ladewirkungsgrad: Wieviel Strom kann ich wieder aus dem Akku raus holen, wenn ich 100% rein gesteckt habe. Das hatte wohl auch ufi gemeint, als er von 25 bis 30% "Verlust" der Bleibatterien geschrieben hatte. Hatte ich zunächst nicht so verstanden, denn als Ladewirgungsgrad für Bleiakkus schwirren ganz unterschiedliche Angaben im Netz herum. Z.B. Ufi: 70 -75%, Wikipedia: 83 - 95%. Eine österreichische Seite, die Akkutechnik erklärt, spricht von 60(!) - 70 %. Und dann habe ich noch eine interessante Seite gefunden. Unter dem Titel "Zugriff auf 1 Million Fakten" wurde dort für den Ladewirkungsgrad 65 -90 % an gegeben. Irgendwann habe ich gemerkt, dass es sich um eine kommerzielle Seite handelt, die Angaben im Internet STATISTISCH aus wertet. So schaft man "Fakten". Bedeutet also nichts anderes, als dass beliebige Quellen im Netz Werte zwischen 65 und 90 % an gegeben haben :roll: .
    Der Wert, den ich bisher angenommen hatte, war der von Victron, denn die sollten ihn doch eigentlich kennen. Victron empfiehlt in der Gebrauchsanweisung für ihren Batteriecomputer für neue Bleibatterien eine Einstellung von 90(!) %. Und jetzt kann jeder glauben, was er möchte. Der Ladewirkungsgrad für Lithiumakkus soll zwischen 92 und 95 % liegen.
    Das heißt, obwohl ich theoretisch auf meinem Batteriecomputer bei angeschlossenem Bleiakku ODER angeschlossenem Lithiumakku identische Einspeisewerte ablesen würde, könnte ich aus dem Bleiakku weniger wieder raus holen.

    Und das alles würde tatsächlich bedeuten, man könnte seine Solarfläche bei Umstellung auf Lithiumakkus tatsächlich ohne Ertragseinbuße verkleinern (je nach individuellen Gegebenheiten). Nachdem aber (insbesondere in Übergangszeiten und im Winter) aus den Solarmodulen in der Regel weit weniger Ertrag kommt, als man sich zu Beginn erhofft hat, stellt sich die Frage: Wer will das schon :D ?
    Gruß Restler

  • Hi Restler,

    dass Du so viele verschiedene Angaben zum Wirkungsgrad von Akkus findest dürfte daran liegen dass dieser nicht konstant ist.
    Der Wirkungsgrad bei Ladung und Entladung hängt zum einen vom Akkutyp und zum anderen vom Lade-/Entladestrom ab.
    Bei Wikipedia kannst Du zu dem Thema unter Peukert-Effekt nachlesen.
    Dieser Effekt tritt bei Blei-Akkus viel stärker in Erscheinung als z.B. bei Lithium-Akkus.

    Betreibst Du z.B. eine Kaffeemaschine am Wechselrichter (-> hoher Stromfluss) um Dir eine Tasse Kaffee zuzubereiten, dann würde der gleiche Vorgang einer Bleibatterie mehr Kapazität entnehmen als einer Lithium-Batterie.
    Im Umkehrschluss muss Deine Solaranlage am nächsten Tag auch nur weniger Kapazität wieder auffüllen.

    Ob der Peukert-Effekt genauso und damit zusätzlich auch beim Laden mit hohen Strömen auftritt kann ich nicht sagen sondern nur vermuten :)

    Gruß,
    Jan

  • Zitat von restler

    ...Nachdem aber (insbesondere in Übergangszeiten und im Winter) aus den Solarmodulen in der Regel weit weniger Ertrag kommt, als man sich zu Beginn erhofft hat, stellt sich die Frage: Wer will das schon :D ?
    Gruß Restler


    @ Restler

    nicht nur in den Übergangszeiten und im Winter, sondern auch im Hochsommer, wenn die Solarmodule sehr heiß werden, geht der Ertrag zurück.
    Gruß

  • Willi

    Lieber Willi,
    oben habe ich gelesen, dass Du mich der Werbung für Lithium-Akkus bezichtigst. Ich finde das nicht besonders freundlich von Dir!
    Kannst Du mir eine Stelle nennen, wo ich Werbung betrieben hätte?

    @All
    Ich würde gerne ein paar Worte zur Leistung von Photovoltaikmodulen los werden. Den größten Effekt bezüglich der Leistung
    macht der Winkel zur Sonne aus. Dieser ist im Sommer einfach besser weil die Sonne höher steht, zumindest gilt das dann, wenn das
    Modul liegt. Die Angabe "300 Watt" bezieht sich auf eine senkrechte Lichteinstrahlung von 1000Watt/m². Die hat man selten.
    Da gerade bei liegenden Modulen auch noch andere Effekte wie z.B. Verschmutzung oder Reflexionskoeffizient usw.
    eine Rolle spielen, werden aus 300 Watt ganz schnell mal nur 100 oder eben noch weniger.
    Dazu kommt, dass die Laderegler im unteren Leistungsbereich auch nicht mehr ihren Nennwirkungsgrad haben.
    Der Faktor Modultemperatur (bzw. Temperaturkoeffizient) kommt den Modulen im Winter allerdings dann wieder zu Gute.
    Im Sommer können bei Modultemperaturen von oft über 70 oder 80 Grad Leistungseinbußen von 10-20% problemlos möglich sein
    (kann man sogar berechnen ...).

    Wegen dem Verlust in (bzw. Wirkungsgrad von) Bleiakkus: Natürlich ist der nicht bei jedem Ladezustand und bei allen
    Ladeströmen gleich. Aber ich denke, wir alle kennen das: Dier Akku wurde mal etwas stärker belastet und schon wird er warm.
    Vor allem ist das der Fall, wenn schon weit geladen und der Ladestrom weiter hoch ist, oder wenn eben doch noch ein 4. oder
    5. Kaffe aus der Machine kommen soll. Eigentlich hat so ein Bleiakku nur einen schmalen Bereich, wo er sich wohl fühlt.
    Das ist so bei 70-90% SOC und Ladestrom von C10(tel). Ich vermute, das der Wirkungsgrad in diesem Betriebsbereich durchaus
    auch an die 90% hingehen kann - aber wer betreibt schon seine Bordakkus in diesem schmalen Bereich, hat seinen Akku nicht
    schon mal weit leer gefahren oder versucht, ihn möglichst schnell wieder aufzuladen?

    Letztes Jahr im Sommer ist mir meine Autobatterie übergekocht ...... so langsam läßt der Gestank wieder nach ;)

    Beste Grüße,

    ufi

    2 Mal editiert, zuletzt von ufi987 (4. April 2016 um 22:51)

  • Das kann ich übrigens bestätigen, etwas kaum sichtbaren Schmutz/Staub von dem Solarpanel gewischt --> +20% Ladestrom! (Jetzt im Frühjahr, bei tief stehender Sonne gemessen)

    Gruß, Holger

  • Hi ufi

    Zitat von ufi987

    Ich würde gerne ein paar Worte zur Leistung von Photovoltaikmodulen los werden...

    Ja, du hast recht, viele Leute gehen vermutlich von zu hohen Erträgen aus oder haben Werte im Kopf, die eigentlich Ausnahmen waren. Ich hatte das hier mal etwas genauer betrachtet. Vorgehensweise: Checken, ob alles halbwegss optimiert ist und Konsequenz daraus, falls es so ist: Zwischendurch auch mal mit dem zufrieden sein, was man hat :D .
    Unten der letzte Beitrag auf der Seite. Damals hatte ich gerechnet mit 10% Ladewirkungsgrad (Angabe von Victron für den Batteriecomputer). Mit 20% wäre es eine Punktlandung direkt in der Wirklichkeit geworden 8) .
    http://www.womobox.de/phpBB2/viewtop…&p=91859#p91859
    Gruß Restler

  • Hi, Hi,
    ist viel Wahres dran.
    Solche Wirkungsgradoptimierungen sind bei mobilen Inselanlagen ohnehin praxisfremd.
    Die mit Abstand größte Variable ist immer die Sonneneinstrahlung. Die Hellseher sind ja bekanntlich ausgestorben, deshalb rechnet man ganz allgemein in der Photovoltaik mit langjährigen Mittelwerten. Damit kann man eine netzgekoppelte Anlage ganz wunderbar präzise berechen, weil es völlig egal ist, ob am Tag X und 10 nach 3 eine ausreichende Badarfsdeckung vorhanden ist. Auf 20Jahre betrachet passt es. Auch stationäre Inseln lassen sich so ganz gut kalkulieren, ein Backup muß ohnehin da sein.
    Im Wohmobil muß man anders denken. Man möchte eine möglichst hohe Deckung des Energiebedarfs, weil Motor oder Stromerzeuger laufen lassen unschön und Landstrom nicht erreichbar ist.
    Da hilft nicht optimieren, sondern überdimensionieren. Man wird trotzdem damit leben müsses, daß es Tage gibt an denen die PV gar keinen Ertrag bringt. Was bringt es also, 10 oder 20% hinterher zu laufen, wenn das Gesamtsystem Variablen von 1:10 oder mehr hat.Das wird sich auch dann nicht wesentlich ändern, wenn es Module gibt die den dreifachen Wirkungsgrad der aktuellen haben. Außer man lebt am Äquator...

    Da Lithium basierte Akkus bei Ladezuständen jenseits von 70-80% den Ladestrom nicht begrenzen, steigt natürlich der Gesamtwirkungsgrad der Anlage, vorausgesetzt man verbraucht die erzeugte Energie nicht überwiegend direkt.
    An der Grundproblematik ändert das nichts. Die Hauptvorteile sind doch eher das Gewicht und die Unempfindlichkeit bei Teilladezuständen
    Grüße
    Stephan

  • Wenn die Effizienz gesteigert werden soll, dann könnte man auch darüber nachdenken den Winkel der Panels zu ändern bzw. einstellbar zu machen. 50% mehr Ertrag habe ich damit schon gemessen. Im Vergleich zu liegenden Paneelen.
    Lg


    1 Reise, 2 Menschen, 3 Achsen, 4 Pfoten, 6 Jahre.... http://www.tvware.de

  • Zitat von restler

    Zunächst dachte ich, die Akkus würden nicht mehr auf nehmen - Bleiakkus eben. Bis ich dann auf die Idee kam, den Motor zu starten und eine kleine Messreihe durch zu führen. Kann leider die Zahlen nicht mehr finden.

    Habe heute das Zettelchen der alten Ablesung gefunden.

    Wenn es um die schnellere Stromaufnahme der Lithiumbatterien ging blieb immer etwas im Verborgenen, wieviel denn die Bleibatterien tatsächlich aufnehmen können, wenn sie in Richtung "voll" wandern.
    Für Interessenten ein paar gemessene Werte. Angeschlossen sind 3 nasse Bleiakkus mit je 12V und 100 Ah. Während des Ladens mit Solarstrom habe ich immer wieder den Motor gestartet um zu sehen, was die Akkus sich denn noch genehmigen würden, sofern ich es ihnen anbiete.
    Hier also die Werte Ladezustand - Ladestrom: 83,6%-39A; 87-34; 87,3-33; 91,7-30; 92,7-26,5; 94-26; 94,8-22; 95,6-18; 96,3-15; 97,9-8,5; 98,8-6; 99-5,5; 100-1,5
    Auf meine Verhältnisse bezogen heißt das, dass die Akkus bis in den Bereich von 98% Ladezustand bei voller Strahlung Solarstrom aufnehmen können und er nicht "verweigert/verschwendet" wird. Bei senkrechtem Sonnenstand ca bis 96,5% Ladezustand.
    Hat jemand nur eine 100 Ah Batterie und möchte z.B. 15 A Solarstrom nutzen, so beginnt bei ihm die Verschwendungsphase des Solarstroms bereits in der Gegend von ca 82 % Ladezustand!
    Mindestens eine genauso große Rolle bei dem Vergleich Lithium - Blei dürfte allerdings der Ladewirkungsgrad spielen. Denn auch wenn MEINE Akkus bis nahezu "voll" die identische Strommenge aufgenommen haben wie Lithiumbatterien, so ist doch weniger Strom verfügbar (je nachdem, was man da als Ladewirkungsgrad ansetzt, möglicherweise 25 % weniger!?).
    Hoffe, wieder ein wenig zum allgemeinen Verständnis beigetragen zu haben.
    Gruß Restler

  • Bin gerade eben auf diesen Faden gestoßen. Mit vielen Worten und manchen interessanten Details wir ein wenig mehr Licht in das Dunkel gebracht.

    Aber wesentlich sind die Bemerkungen von steff66: Es geht im Wohnmobilsektor nicht um langfristige Optimierung sondern um Überdimensionierung, damit im worst case auch noch Energie da ist.

    Wir werden also nicht auf 10% Batteriekapazität verzichten, auch wenn das beim Durchrechnen möglich erscheint.

    Ich definiere einmal meinen theoretischen worst case: Ich stehe mehrere Tage an einem Traumplatz ohne Landstrom und will da noch ein paar Tage bleiben. Allerdings ist mein Stromverbrauch deutlich höher als die Solarzellen liefern können. Hier helfen mir dann die Daten der LiFePo: Ich kann sie tiefer entladen und wenn die definitive Entladegrenze näher kommt kann ich mit einer kürzeren Zeit des Motorlaufenlassens mehr Ladung für die nächsten Tage in die Lithiums pumpen, als es bei Blei möglich wäre.

    Ich werde bestimmt auf LiFeYPo umsteigen, wenn meine Bleidinger endlich mal den Geist aufgeben. Darauf warte ich aber schon länger und nichts tut sich.

    Sepp

  • Das ist schon soweit richtig. Aber trotzdem würde ich dann zu mehr Solarkapazität raten, als zu einem größeren Akku. Das ist unter dem Strich billiger.
    Ein LiFeYpo von 90Ah reicht da dicke um die Nacht zu überbrücken und noch Reserven zu haben.
    Nur wer lange im Winter frei stehen will, profitiert von mehr Akku Kapazität im Vergleich zur Solarkapazität.

    Gruß, Holger

  • So hatte ich's auch gemeint.

    Die Ausgangsüberlegung war ja, wenn ich mich recht erinnere, ob wegen des - mal unterstellten- höheren Ladewirkungsgrads die Modulleistung kleiner gewählt werden kann.

    Eben das halte ich schon vom Ansatz her für nicht sinnvoll.

    Man kann bei einer Solarinsel alle Parameter gur abschätzen, nur nicht den Ertrag am Tag X. (Wenn man nicht gerade in der Sahara wohnt :D )
    Auf 10 oder 20 Jahre betrachtet mögen solche Optimierungen nützlich bzw. finanziell interessant sein, darum stellt man sie bei netzgekoppelten Anlagen auch an.

    Einfach gesagt, PV Leistung hat man nie genug. Im Idealfall hat man einen höherern Autarkiergrad und muß etwas weniger Energie zuschießen.

    Ich sehe den größten Vorteil der Lithiumtechnik im geringeren Gewicht, das zahlt sich im Womobereich in jeder Hinsicht aus.
    Weitere Überlegungen gehen schnell ins akademische.

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