1. ESS – Einführung & Eigenschaften
Was ist ESS?
Ein Energiespeichersystem (ESS) ist ein spezifischer Typ von Stromversorgungssystem, das eine Stromnetzverbindung mit einem Victron Wechselrichter/Ladegerät, einem GX-Gerät und einem Batteriesystem integriert. Es speichert tagsüber Solarenergie in Ihrer Batterie, die Sie später nutzen können, wenn die Sonne nicht mehr scheint.
Es ermöglicht die zeitversetzte Energieerzeugung, das Aufladen von Solarenergie, die Bereitstellung von Netzunterstützung und den Export von Energie zurück in das Netz.
Wenn ein ESS-System in der Lage ist, mehr Strom zu erzeugen, als es verbrauchen und speichern kann, kann es den Überschuss an das Netz verkaufen; und wenn es nicht genügend Energie oder Strom hat, kauft es diesen automatisch aus dem Netz.
Was sind die Mindestanforderungen für das ESS?
Das System muss mindestens einen Wechselrichter/Ladegerät (MultiPlus/Quattro) und ein GX-Gerät wie den Cerbo GX oder Ekrano GX enthalten.
Weitere Komponenten können bei Bedarf hinzugefügt werden, siehe Kapitel Systemdesign.
Hinweis: Die in diesem ESS-Handbuch enthaltenen Informationen gelten nicht für die Multi RS-Modelle, die eine VE.Can-Schnittstelle (nicht VE.Bus) verwenden. Spezifische Informationen zur ESS-Programmierung finden Sie in den RS-Produkthandbüchern.
Wann ist es angebracht, ESS zu verwenden?
Verwenden Sie ESS in einem System mit Eigenverbrauch, einem Backup-System mit Solaranlage oder einer Mischung aus beidem: So können Sie beispielsweise 30 % der Batteriekapazität für den Eigenverbrauch verwenden und die verbleibenden 70 % als Reserve für den Fall eines Ausfalls des Versorgungsnetzes verfügbar halten.
Ein ESS kann so konfiguriert werden, dass der Eigenverbrauch optimiert oder die Batterien aufgeladen werden.
Optimierung des Eigenverbrauchs:
Wenn mehr PV-Leistung vorhanden ist, als für den Betrieb von Lasten erforderlich ist, wird die überschüssige PV-Energie in der Batterie gespeichert. Diese gespeicherte Energie wird dann zur Versorgung der Lasten zu Zeiten verwendet, in denen die PV-Leistung knapp ist.
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. An Orten, an denen ein Netzausfall häufig oder sogar täglich auftritt, wie in einigen afrikanischen Ländern zum Beispiel, können Sie sich dafür entscheiden, nur 20 % der Batteriekapazität zu nutzen und 80 % für den nächsten Netzausfall einzusparen.
Halten Sie die Batterien zu 100 % geladen:
ESS kann auch so konfiguriert werden, dass die Batterien voll geladen bleiben. Ein Ausfall des Versorgungsnetzes ist dann das einzige Mal, dass Batteriestrom als Backup verwendet wird. Sobald das Netz wiederhergestellt ist, werden die Batterien entweder über das Netz oder über Solarpaneele, sofern verfügbar, aufgeladen.
ESS in einem System mit einem Generator
Die Konfiguration von ESS in einem System, das einen Dieselgenerator als Backup für längere Netzausfälle verwendet, ist ebenfalls möglich. Die Konfiguration von Netzcodes und Netzausfällen (LOM) erfordert besondere Aufmerksamkeit; siehe die Dokumentation VEConfigure: Netzcodes und Erkennung von Netzausfällen.
Wählen Sie auf dem GX-Gerät „Generator“ als AC-Eingangstyp im Menü Einstellungen → Systemeinstellungen. Das System wird dann das Aufladen des Generators ermöglichen; es stellt sicher, dass der Generator ordnungsgemäß geladen wird, und wird automatisch abgeschaltet, sobald die Parameter erfüllt sind.
Wann ESS nicht verwendet werden sollte
In netzunabhängigen Systemen, mit oder ohne Generator
In marinen Systemen
In Automobilsystemen
Wechselrichterpriorität, auch bekannt als „Absichtliche Inselbildung“ oder „Ignoriere AC“-Eingangssysteme
ESS mit und ohne Netzzähler
ESS kann mit oder ohne externen Netzzähler verwendet werden.
Wo ein Netzzähler vorhanden ist, kann entweder ein ganzes oder ein teilweises netzparalleles System für den Parallelbetrieb konfiguriert werden.
Wenn kein Netzzähler vorhanden ist, werden alle Lasten an den AC-Ausgang angeschlossen. Dies gilt auch für einen Wechselrichter, der ebenfalls an den AC-Ausgang angeschlossen ist.
Optionale Einspeisung der Leistung von MPPT-Solarladegeräten
Der Strom aus einem MPPT kann in das Netz zurückgespeist werden, was über eine Benutzereinstellung auf dem GX-Gerät unter Einstellungen → ESS aktiviert/deaktiviert werden kann.
Fronius Nulleinspeiseoption
Durch den Einsatz der „Leistungsreduzierung“ bei netzgekoppelten Fronius-Wechselrichtern kann das ESS-System die Leistung der installierten PV-Wechselrichter automatisch reduzieren, sobald eine Rückspeisung erkannt wird; ohne Umschaltung und Frequenzverschiebung.
Es ist nicht möglich, ESS mit dem Fronius Smart Meter zu kombinieren – aber es ist auch nicht notwendig, da ESS bereits über eine Messung verfügt.
Mit ESS ist es nicht möglich, die Einspeisung eines Systems mit netzgekoppelten Wechselrichtern anderer Marken zu deaktivieren. Siehe Abschnitt Einspeisung oder keine Einspeisung für weitere Informationen.
ESS-Schulung
Energiespeichersystem - Einführung, Beispiele und Diagramme
Ein separates Dokument, das weitere einführende Informationen, Übersichten und Systembeispiele enthält, kann hier heruntergeladen werden.
Erweiterte Steuerungsoptionen
Ein separates Dokument mit weiteren Informationen zu ESS-Modus 2 und 3 als erweiterte Steuerungsoption finden Sie hier zum Herunterladen.
1.1. Sehen wir uns die folgenden Beispielinstallationen an:
Energiespeichersystem für Privathaushalte mit MPPT-Solarladegerät
Nachrüsten einer vorhandenen netzgekoppelten Wechselrichter-Installation
System mit Generator-Backup (unter Verwendung der automatischen Start-/Stopp-Funktion des Generators im GX-Gerät)
Backup-System mit Solar
Alle Lasten werden auf den AC-Ausgang des Wechselrichters/Ladegeräts verdrahtet. Der ESS-Modus ist auf ‚Batterien geladen halten' konfiguriert.
Bei Verwendung eines netzgekoppelten Wechselrichters wird dieser ebenfalls an den AC-Ausgang angeschlossen.
Wenn Netzstrom verfügbar ist, wird die Batterie sowohl mit Strom aus dem Netz als auch aus dem PV geladen. Lasten werden von PV gespeist, wenn diese Energiequelle verfügbar ist.
Die Einspeisung ist optional und kann je nach lokalen Vorschriften aktiviert oder deaktiviert werden.
1.2. Komponenten
Wechselrichter/Ladegerät
Das Energiespeichersystem verwendet einen bidirektionalen MultiPlus- oder Quattro-Wechselrichter/Ladegerät als Hauptkomponente.
Beachten Sie, dass ESS nur auf VE.Bus Multis und Quattros installiert werden kann, die mit einem Mikroprozessor der zweiten Generation (26 oder 27) ausgestattet sind. Alle neu ausgelieferten VE.Bus Wechselrichter/Ladegeräte haben Chips der 2. Generation.
Der Multi RS ist derzeit ausgenommen und unterstützt ESS noch nicht.
GX-Gerät
Das System wird vom Color Control GX (CCGX) verwaltet, das auch eine umfassende Überwachung bietet, sowohl lokal als auch remote über unser VRM-Portal und die VRM-App.
Batterie
Victron Lithiumbatterien
Kompatibilität mit Batterien von Drittanbietern
Bitte beachten Sie diese Liste von Batterien von Drittanbietern, mit denen Victron-Geräte kompatibel sind:
Bleibatterien: OPzS und OPzV
Der relativ hohe Innenwiderstand dieser Batterietypen sollte bei der Konzeption eines Systems, das diese Batterien verwendet, berücksichtigt werden.
Bleibatterien: AGM / GEL
Beachten Sie, dass die Verwendung von Standard-AGM- und GEL-Batterien nicht für Anlagen empfohlen wird, die dafür ausgelegt sind, die Batteriebank täglich zu laden.
Batteriewächter
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.
Redflow ZBM / ZCell Zink-Bromid-Flow-Batterien mit dem ZCell BMS unterstützen ebenfalls das gleiche CAN-bus-Protokoll. Dies ist der bevorzugte Integrationsansatz für diese Batterien.
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.
Die einzige Situation, in der eine externe Batterieüberwachung erforderlich ist, ist, wenn ein System, das einen Batterietyp ohne Wächter verwendet, auch über zusätzliche Stromquellen verfügt: zum Beispiel einen DC-Windgenerator. (Zu den Batterietypen ohne Wächter gehören z.B. Bleibatterien oder Victron 12,8 V-Lithiumbatterien.)
Wenn ein zusätzlicher Batteriewächter erforderlich ist, verwenden Sie einen von diesen:
Detaillierte Informationen finden Sie im CCGX-Handbuch Kapitel 5.2.
Netzmesser (optional)
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.
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.
Klicken Sie hier für weitere Informationen über die Konfiguration von Netzmessern.
PV (optional)
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.
ESS kann auch ohne PV betrieben werden. Dies ist typisch für virtuelle Kraftwerke, bei denen die Anlage Teil eines Clusters kleiner Speichersysteme ist, die bei Bedarfsspitzen Energie in das Netz einspeisen.