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Backup-Erweiterung für Powerwall 2 - Notstromlösung

nein :wink: bzw nur halb korrekt.

Früher musste sich PV Anlagen schlagartig ab 50,2 Hz abschalten.

Heute etwas anders.

sma.de/partner/pv-netzinteg … -4105.html

Oberhalb der Frequenz von 50,2 Hz bis 51,5 Hz müssen die Wechselrichter die eingespeiste Wirkleistung in Abhängigkeit von der aktuellen (Netz-)Frequenz mit einem Gradienten von 40 Prozent pro Hertz reduzieren bzw. bei einer Stabilisierung der Netzfrequenz entlang des selben Gradien- ten wieder hochfahren – das sogenannte Fahren auf der Kennlinie. Oberhalb von 51,5 Hz und unterhalb von 47,5 Hz müssen sich die Wechselrichter weiterhin vollständig vom Netz trennen.

Die Powerwall2 bzw. das Gateway2 sind VDE AR 4105 konform. Die Notstromlösung arbeitet, so vermute ich, deshalb mit 52Hz und höher weil das eben über der 51,5 Hz Grenze liegt.

Theoretisch sollte der Notstrom so laufen :

Netz fällt weg. GW2 trennt allpollig vom Netz. Powerwall übernimmt einphasige Stromversorgung mit 52Hz. Wechselrichter schaltet sich mit der Netztrennung erstmal weg. Netzüberwachung des WR erkennt 52 Hz. Ich wollte meinem Solaredge also ein zweites Arbeitsfenster geben. Einmal VDE konforme 47,5 - 51,5 und dann 52 - 56 (um die 4 Hz Spanne einzuhalten wie in der VDE) oder eben 52 - 53,5 (um die 50-51,5 Hz Spanne einzuhalten) Da die Powerwall bzw das GW2 die Wechselrichter auch über die Frequenz dazu bringt abzuschalten wenn Erzeugung > Verbrauch im Notstrom ist.

Netz schaltet sich wieder zu. GW2 überwacht die Netzfrequenz. Wenn 50Hz stabil sind schaltet das GW2 wieder auch Netzstrom um. Der Wechselrichter schaltet ab, macht Netzüberwachung, erkennt normale Netzfrequenz und schaltet wieder zu.

ich glaube … ich „vermute“ den Grund gefunden zu haben. Es gibt etwas das nennt sich Wiederzuschaltprofil.
Hier steht dass der WR nur zwischen 47,5 und 50,1 wieder an’s Netz gehen darf nach einer Störung. Da die Powerwall aber 52 Hz produziert wird er nicht zuschalten. Scheint mir ein Logikfehler zu sein. Da ich eine Alternative Stromquelle eingeben kann mit 52 Hz - 53,5 Hz die der WR akzeptieren darf aber nicht zuschaltet wenn die Frequenz über 50,1 Hz geht. Irgendwie ein sinnloses Kreisarugment …

Also ich hab jetzt nur um sicherzugehen folgendes aktiviert:
[DE] VDE-AR-N4105:2018
dann hat der SMA die Frequenz Einstellungen 47,5 bis 51,5Hz für Vollast gewählt.
ab da wird runtergeregelt bis hin zu 44Hz bis 66Hz.

So war es auch vorher wohl im Prinzip schon.

Ob meine SMA also bei 52Hz noch Vollgas gearbeitet haben kann ich Dir ehrlich gesagt auch nicht sagen. Ich hab das damals bei dem Test nicht quantitativ ausgewertet. bzw nicht beobachtet.

Ich werd da wohl nochmal nen Test machen müssen :wink:

Bitte noch einmal für Doofe:

  1. Der Notstrom der PW/GW2 hat 52Hz
  2. Bei dieser Frequenz nimmt der Sonnyboy 4.x den Betrieb nicht auf
  3. Punkt 2 kann man nur durch Tricksereien umgehen
  4. Davon unabhängig wird das GW2 den WR im Notstrombetrieb IMMER dann ausschalten, wenn WR-Erzeugung > Aktueller Verbrauch. Dann kann die PW also im Notstrombetrieb nicht geladen werden.

Habe ich Euch in diesen vier Punkten richtig verstanden?

@Phoebus
im Prinzip ja. Allerdings sind wir uns glaub ich auch noch nicht ganz sicher.
Denn meine SunnyBoys haben den Notstrombetrieb wunderbar durchfahren und eingespeist.
Allerdings waren zu dem damaligen Zeitpunkt die SMA Default Grid Settings aktiv.
Nach der oben angesprochenen VDE AR4105 sollten Deine Aussagen aber korrekt sein.

Ich hab das jetzt also mal umgestellt und werde am WoEnde noch mal testen.

Hallo Phoebus,

so ziemlich ja

Ich versuche jetzt erstmal den WR anzupassen. Es gibt bei Solaredge eine „Dieselgenerator“ Funktion. Damit setz ich mich morgen weiter auseinander. Damit soll der WR, wenn der GEN MODE aktiv ist, die Netzschutzvorkehrungen übersehen. Bericht folgt.

einfacher wäre es wenn das GW2 einfach 50Hz erzeugen würde …

habe noch einen interessanten Fakt herausgefunden. Also, es scheint als wäre das GW2 tatsächlich VDE Konform was Über oder Unterfrequenz etc angeht. Löst das aber anders. Die „Drosselung“ der Wechselrichter scheint sie erstmal im netzbetrieb einfach weiter zu geben, sprich zwischen 50 und 51,5 Hz passiert gar nix, die Wechselrichter erkennen die Frequenzerhöhung und drosseln. Ab (vermutlich) 51,5 Hz schaltet das GW2 wohl komplett vom Netz, unterbricht die Netzversorgung und geht in den Backup Betrieb bis sich das Netz wieder stabilisiert. Das habe ich mir jetzt aus diversen Tesla Dokumenten zusammengereimt. Es gibt ein Dokument von „Tesla_Powerwall+2_AC_AHJ_Documentation.pdf“, das hab ich bisher nur für USA gefunden, nicht für EU. Hier wird solch eine Funktionsweise beschrieben. Zumindest der Teil mit der Netztrennung.

nächstes Update.
Wie bereits hier geschrieben und von mir nachgemessen produziert die Powerwall 52 Hz im Backup Betrieb.
Diese 52 Hz liegen ausserhalb der VDE AR 4105 für den Betrieb von Netzgekoppelten Erzeugeranlagen am Niederspannungsnetz.
Der Wechselrichter verweigert also die Funktion weil er nach der genannten Richtlinie nur von 47,5 - 50,1 Hz wieder an’s Netz gehen darf. Ab 50,2 Hz greift die Leistungsreduzierug und liegt damit ausserhalb des „normalen“ Netzbetriebs.

Mein SolarEdge Wechselrichter hat einen „Alternative Stromquelle“ Modus. Diesen erreicht man in dem man an der gleichen Klemme an der man einen Rundsteuerempfänger bzw. die 4 Relaisausgänge anschliesst zwei Pins brückt. Findet man in einem der PDFs beschrieben.
Mit der Brücke zeigt der Wechselrichter den APS (Alternative Power Source) Modus an und ignoriert die VDE AR 4105 Bedingungen für Netzzwiederuschaltung. Der Wechselrichter muss also manuell in den APS Modus gebracht werden. Ich habe bisher noch keine Methode gefunden, dem WR entweder per Modus TCP oder ein Relais in der Powerwall (oder sonstwo) auf die Brücke den APS Modus zu aktivieren. Aber das wird sicherlich nicht allzuschwer sein den Wegfall der Netzspannung über ein Relais auszudrücken.

Ah, noch was. Die Powerwall war schon voll als ich getestet habe. Die kleine PV Anlage am einphasigen WR hat, da bewölkt, nur ca. 800W produziert, davon gingen dann 500W in’s Haus im Notstrombetrieb. Der Rest in die bereits volle Powerwall. Ich habe mein neues Multimeter mit Frequenzmesser an die Netzklemmen des WR gehalten um zu beobachten was passiert. Die Powerwall erzeugt wie erwartet 52 Hz. Nach kurzer Zeit hat die Powerwall die Frequenz erhöht. Scheinbar in 1 Hz Schritten ging es von 52 auf 53 und dann auf 54 Hz. Ich habe in der APS Einstellung eine Frequenzgesteuerte Leistungsreduzierung (analog der Regelung im Netz) von 52 - 54,5 Hz eingegeben. Und genau das ist auch passiert. Die Powerwall hat die Frequenz erhöht, erst zaghaft und dann relativ flott, auf 54 Hz und kurz darauf ist der Wechselrichter mit einer Störungsmeldung Sinngemäß Frequenz zu hoch aus der Produktion gegangen. Nach 60 Sekunden „Netzüberwachung“, die Powerwall ist sofort nach dem Abschalten des Wechselrichter wieder auf 52 Hz gegangen, hat sich der WR wieder langsam zugeschaltet.

Soweit also VDE konformer Erfolg. Jetzt muss ich nur noch einen Weg finden wie ich dem WR automatisiert den APS Modus vorgeben kann.

Danke für die Tests. Wie hast Du heute die PW voll bekommen? :wink:
Ich bin hier nur auf 80% gekommen…

Hab grad nochmal nachgelesen. Mein tolles neues Multimeter mit Frequenzmessung soll auf 0,01 Hz genau messen. Bedeutet die Powerwall regelt in vollen Hz Schritten hoch. Damit vermute ich fällt die Leistungsreduzierung des WR auch weg. Zumindest bei mir. Binäres An oder Aus. Vermute ich. Werde das aber weiter testen demnächst. Schwierig mit so vielen Personen im Haus. Die sind schon genervt weil ich dauernd Stromausfall spiele …

Danke @bergler82.

Ich habe den anderen hierzu relevanten Thread

SMA WR Lädt nicht bei Notstrombetrieb:

mal mit einem Link auf hier versehen.

Für Die Neuankömmlinge… die letzten paar Seiten hier im Thread beleuchten eure Thematik.

neuer Zwischenstand :

der Solaredge kann mit einer Hardwarebrücke wie beschrieben in einen Generatormodus (APS) versetzt werden. Damit läuft er auch Tadellos mit 52 Hz, Abschaltung des WR durch Stromfrequenzerhöhung geht auch Problemlos.

Damit ich das automatisiert habe, beabsichtige ich ein 230V Relais zu benutzen, Stromlos geschlossen. Oder eine Netzüberwachung. Jedenfalls ist das Relais offen solange 230V vom Netz anliegen (oder die Netzüberwachung eben Probleme meldet). Wenn die 230V wegfallen, schliesst das Relais und damit die Brücke und der WR geht in den Generatormodus (APS).
Vermutlich werde ich dazu die Non-Backup Seite des GW2 nehmen, dort die L1 an das Relais anschliessen. Wenn Stromausfall ist, fällt die non-Backup Seite ja auch aus. Ein Kabel zum WR brückt den WR in den APS Mode. WR Startet nach 60 Sekunden. Fertig. Einfacher als jede Software MODBUS TCP sonstwas Lösung denke ich.

In meiner Bastelei ist dann der nächste Schritt mit einem Leistungsschütz 25A (NC/NO) den zweiten einphasigen WR nach der gleichen Logik automatisiert von der L2 wo er jetzt läuft im Notstrom auf die L1 zu schalten. Damit stünden dann zwei einphasige PV Anlagen zur Verfügung die in Summe um die 10 kWp haben. Das liegt aber noch in der Zukunft. Jetzt wird erstmal die automatisierte umschaltung des WR angegangen.

Die Idee mit nem Schütz am nonBackup Pfad im GW ist gut. Die merk ich mir. Danke!

Es gibt für Deinen 2. WR sog Totzeitglieder. Damit kannst Du 2 Schütze etwas zeitversetzt umschalten.
Ich würde nicht zu schnell zwischen den Phasen wechseln. Sonst bekommst uU bisserl viel Spannung aif die AC Seite vom WR.
Und natürlich N und L umschalten :wink:
Ich stell mir da eine 1phas oder 3phas Überwachung vor ala:
elektromax24.de/Eltako-Netz … xEQAvD_BwE
Das Ding sollte für Dich eigentlich genau das richtige sein.

exakt den Eltako hab ich mir auch schon rausgesucht, wobei ich eigentlich leider einen Faible für Hager Zeug habe.

Werde aber den ersten Schritt der Schaltung jetzt erstmal mit dem simplen Eltako R12-100-230V versuchen.
eltako.com/fileadmin/downlo … -_020-.pdf

Aber eines nach dem anderen.

*lach… Was Installation betrifft bin ich auch klarer Hager Fan.

so, nach einigem messen, probieren und recherchieren läuft es nun.

Ein paar Fakten :slight_smile:

Im Notstrom Betrieb läuft die Powerwall mit 52 Hz. Nach der VDE wird kein Wechselrichter der korrekt eingestellt ist mit 52 Hz Frequenz laufen, da die VDE hier klar vorschreibt dass ab 51,5 Hz der Wechselrichter seine Produktion einstellt.

Die meissten Wechselrichter haben eine Möglichkeit dies zu umgehen. In meinem Fall nennt sich das ganze APS Modus (alternative power source).

Eine Kabelbrücke zwischen zwei Kontakten zwingen den WR aus der „Deutschland VDE“ in den APS Modus. Hier sind die sehr engen Grenzen der VDE ausgehebelt.

ACHTUNG : SO DARF DER WECHSELRICHTER NICHT - ICH WIEDERHOLE - NICHT AN DAS ÖFFENTLICHE STROMNETZ.

In meinem Fall habe ich das so gelöst :slight_smile:
Ein Eltako Netzüberwachungsrelais sitzt im GW2 und überwacht L1. Man könnte auch alle drei Phasen überwachen lassen. Hierzu habe ich den NON BACKUP Teil des GW benutzt. Sollte ein Stromausfall passieren wird der NON BACKUP Teil Stromlos. Damit schaltet das Stromüberwachungsrelais, es schliesst. Die oben erwähnte Kabelbrücke wird geschlossen und der WR geht in den APS Modus.

Die Powerwall erzeugt den Notstrom auf L1 mit 52 Hz, der Wechselrichter wartet kurz ob die Spannung und Frequenz stabil sind und fängt an zu produzieren.!

Damit lädt ein Teil meiner PV Anlage mit 5,1 kWp an einem einphasigen 5 kW Wechselrichter eine meiner Powerwalls. Mission erfüllt.

Das ist nun für jeden Wechselrichter anders. Aber ich gehe davon aus dass die meissten irgend eine Art von Schaltung haben die dem WR erklären dass er gerade nicht am öffentlichen Stromnetz hängt. Ich wollte es automatisiert. Man hätte die Kabelbrücke natürlich auch manuell machen können, einfach ein Kabel mit einem Schalter dran. Wollte ich aber nicht.

natürlich kann man den Wechselrichter auch umprogrammieren oder „falsch“ einstellen. Das kam für mich aber nicht in Frage.

2 Like

Danke @bergler82 für Deine Versuche und Erkenntnisse. Damit deckt sich die Praxis weitestgehend mit der Theorie!

Ich hoffe nur, dass ihr mit eurem gebastel und netzparameter umstellerei, nicht euch oder jemand anderem schadet. Ihr seid da voll haftbar. Nur so als tip.

Warum? Wenn ich als DIYer was baue und dazu schreibe, dass ich kein Profi bin, warum soll ich dafür haftbar sein, wenn jemand, mit dem ich keinen Kontakt habe, etwas nachbaut und vielleicht einen Fehler macht?
Kann mir nur schwer vorstellen, wie man da eine Kausalität basteln möchte.
Von daher, jeder auf sein eigenes Risiko.