Mobile Insel-PV um Tesla/BEV zu laden (Machbarkeitsgedanken)

Die ganzen Ereignisse letzter Zeit (Flut, Krieg…) und auch noch Serie Blackout haben mich zur dieser Idee bewegt. Da ich kein eigenes Haus habe wo ich PV-Aufbauen kann, ist es für mich keine Option.

Ich will die Idee nicht umsetzen, zumindest noch nicht, wüsste aber gern ob es überhaupt machbar wäre :slight_smile: (bitte nicht für die Sinnhaftigkeit diskutieren :rofl: )

Idee: eine Insel-PV Anlage bestehend aus ein paar PV-Modulen, Wechselrichter und evtl. Pufferbatterie um ein eAuto unabhängig vom Stromnetz aufladen zu können.

Ziel:

  • Mobil: D.h. passt in das Auto oder besser noch auf ein Dachträger
  • Gewicht: so leicht wie möglich
  • Leistung: soll reichen um ein Auto zumindest sehr langsam laden zu können
  • Aufbau: PV-Module sollen über dem Auto aufgebaut werden, so dass, das Auto auf einem Normalen Parkplatz immer noch stehen kann und laden kann.
  • Preis: ist interessant, aber erst mal irrelevant

Herausforderungen:

  • Normale PV-Module wiegen um 20kg, sind aus Glas, also schwer und zerbrechlich
  • Stand-By Verbrauch von Tesla ca. 250W
  • Minimale Ladeleistung: 5 A 230 V ~ 1150 W
  • Befestigung am Auto/Dachträger

Lösungsansatz

  • Kunststoff Module von Sunman SMF430F mit 430Wp Leistung bzw. 325W bei normalen Bedingungen. Wiegen nur ca. 7.2kg https://www.sunman-energy.com/ZommonImgs/ModulesImgs/2110280206067729.pdf

  • Statt 230V auf 110V gehen (US Wechselrichter). So kann die Ladeleistung bei 550W starten. Gilt noch zu verifizieren, ob EU Teslas und andere BEVs mit 110V laden kkönnen, aber ich meine ja. Alte Model S konnten das (80-Tage um die Welt)

  • mit 4 Modulen á 325W wären wir sogar bei 1300 W realitätsnaher Leistung. Nehmen wir noch 90% Wirkungsgrad von WR und 80% Wirkungsgrad von Tesla bei solcher niedrigen Leistung wäre es 936W netto. Davon ziehen wir noch ca. 250W StandBy Verbrauch ab: 686 W das im Akku ankommt. wenn man von 12h Sonne ausgeht, ohne Wolken und einem netto Akku von 70 kWh müsste man 8,5 Tage so laden um das Auto von 0 auf 100% wieder zu laden. Natürlich ist mir klar, dass 12h Sonne ohne Wolken nicht möglich sind (außer evtl. in Spanien/Portugal/Italien…). Sagen wir mal nur 6h, somit 17 Tage.
    Das setzt wiederum voraus, dass man nicht stur mit 5 bzw. 6A laden darf, sondern „PV-Überschuss“ laden muss, d.h. so schnell wie möglich solange die Sonne scheint. So eine Steuerung ist aber gar kein Problem.
    Für die Zeit wo PV zu wenig Leistung liefert, wäre ein Überlegung noch ein kleiner Akku von 1-2kWh hilfreich. Da könnte man diesen Akku in der Zeit laden oder als Unterstützung nutzen.

  • Jetzt kommt technische Herausforderung: Wie befestigt man das Ganze? Meine Überlegung ist:
    Die Module sind 2,12m x 1,05 m groß. D.h. beim Fahren könnte man diese Module stapeln und längst dem Auto auf den Dachträger (Dachträger mit mind. 1,05 Breite vorausgesetzt) legen und .transportieren. Wenn das Auto parkt, und hier muss man entsprechend zur Sonne parken, bräuchte man ein aufklappbares Gestell, wo man diese 4 Module reinlegt (dann aber quer zum Auto). D.h. man hat dann 2,12 Breite (also ungefähr so breit wie das Auto selbst) und ca. 4m Länge (also fast wie das Auto selbst). Am besten ist das Ganze noch geneigt, damit man die Sonne besser einfangen kann.
    Die Idee ist also: Neigung zur Motorhaube, Dachträger als Mittelpunkt und das andere Ende hängt dann in der Luft. Man braucht für Stabilität (auch wegen dem Wind) noch mehr Stützen. Da könnte man ein Gestell bauen, wo man mit dem Vorderrad drauf fährt (AUTOHALTER für Beachflag - AVILO.pl):
    Und so könnte es ausschauen:
    image

  • Elektrisches Teil: Es gibt fertige PowerStations mit Akku mit WR und PV-Input, die sind aber alle unterdimensioniert. Somit wäre eine DIY Lösung gefragt: Ein Koffer, am besten flach, möglichst Wasserdicht aber irgendwie belüftet, so, dass er unterm Auto passt (auf Dachträger wird es wohl nicht klappen). In diesem Koffer dann Wechselrichter, evtl. Batterie und die Ladeelektronik unterbringen.

Ich weiß, viel Spinnerei und eigentlich Sinnlos allein wenn man Ladezeiten anschaut.
Aber wenn man überlegt: auch ohne Blackout und Krieg, man könnte es im Urlaub oder auf einem Camping Platz nutzen, wo das Auto eh lange steht, Auto bleibt im Schatten, man hat Strom (z.B. für Wasserkocher) und im Falle des Falles bleibt man auch noch mobil (auch wenn nicht weit). Wobei wenn man entsprechend langsam fährt, kann man verbrauch gut minimieren.

Was sagt ihr, wäre es so machbar? Hat evtl. jemand sowas schon gemacht oder zumindest drüber nachgedacht?

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  • Nach eigenen Messungen sinkt der standby verbrauch nach dem volladen der 12V und Abschluß der Filtertrocknung auf 100W.

  • Wenn ich ins „Outback“ fahren würde, würde ich mir aufrollbare Module wünschen die man an Seilen zwischen ein paar Masten/Bäumen festbindet

  • Minimal gehen 1.5A über die API (sicher kann man das auch einfach am PWM-Signal einstellen? Letzeres kann ich mal testen.)

100W habe ich zumindest bei meinem 2019er 3 LR nie gesehen. Mal schauen was neuer Y mit Li-Ion 12V Akku macht. Je weniger desto besser, ist klar.

Aufrollbare wären zwar cool, aber die bringen keine Leistung… Und Masten/Bäume hat man auch nicht immer. Vor allem mit Bäumen hätte man wieder Verschattung. Man könnte aber überlegen die Aufrollbaren noch an das Auto seitlich zu hängen um noch ein paar Wp zu bekommen. Aber da lohnt sich wieder der Aufwand noch weniger.

PWM Signal kann nur 6A-80A, zumindest offiziell. Aber probieren kann man ja, ob es wirklich tiefer geht. Und im „Outback“ gibt es evtl auch kein Internet um über die Schnittstelle zu setzen.
Über das Display sind nur 5A möglich, aber dann ist man mit 5A auch gefangen und kann nicht mehr höher gehen.

Panels auf dem Dach müsste man aber schon extrem gut verkleiden damit sie den Luftwiderstand nicht zu sehr erhöhen.
Vandalismus … wenn das Auto steht und lädt ist er mit den aufgebauten Panels extrem angreifbar.

Mit der Jackery 100 und 2x 100W Modulen hat das schon jemand in ein YT Video gemacht, finde das nur nicht.
Hat den ganzen Tag mit den Modulen die Jackery vollgeladen und dann abends mit dem originalen Ladeziegel in den Tesla umgefüllt.

hm, guter Punkt. Dann bleibt wohl nur noch Wildes Campen weit von der Zivilisation :smiley:
Nichtsdestotrotz interessiert mich die Umsetzbarkeit.
Vor allem WR und Gestell macht mir „sorgen“.

jepp, ich kenne das Video. Es was aber auch nur Proof-Of-Concept. Im Endeffekt hat er nicht aus Solar geladen sondern aus der PowerStation, d.h. aus dem Externem Akku. Um mit 200W Brutto Tesla zu laden kommt man nicht weit (wenn man schon bis zu 250kW Standby Verbraucht hat).

Nicht für den Tesla,
aber für meinen Jumpy bastele ich mir gerade sowas mit flexiblen Solarmodulen und meinem EF Delta - Ist aber für’s Camping gedacht.
Tesla kann man damit zwar laden siehe hier, aber bringt zu wenig.

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Jumpy hat schon ein gutes Dach für Module. Flexible bringen leider viel zu wenig Leistung.
Erzählst du mehr zu deinem Projekt?

Relativ simple - ich hab hier ein Renogy 100W Modul (mit dem ich ca. 70W gemessen habe). Davon werde ich 3 (möglicherweise 4) auf das Dach des Jumpy montieren.
Der Powerpack EF delta unterstützt bis zu 400W 10-65V DC 10A max.
Und das Pack bietet 230V Steckdosen und den Pufferspeicher von ca. 1,3kWh.
Den nutze ich dann für die Stromversorgung beim Campen.

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In Prinzip würde als Inverter/Speicher das hier Passen, ist aber überdimensioniert:

und die Kleinere Version kann nur 900W Solar aufnehmen. Und noch ein Nachteil: hier kann man Das Auto nicht mit Überschuss laden, weil es keine Schnittstelle gibt. Bleibt wohl doch DIY Lösung :confused:

Also ich habe es ausprobiert:

Über das PWM-Signal kann man leider nicht weniger als 5A einstellen.

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Hm, spannende Idee.
Die PV Module erzeugen Gleichspannung (DC). Die Umwandlung von DC in AC und dann im Fahrzeug wieder in DC hat bei so geringen Ladeströmen natürlich einen erheblichen Anteil an Verlusten.
Also wäre es sinnvoll diese zu umgehen, indem man langsam mit DC lädt. Dazu wäre ein DC Laderegler nötig. Natürlich hat dieser auch Verluste und es macht nur Sinn, wenn diese Verluste geringer sind als über den DC-> AC-> DC Weg.
Also bräuchte es nur einen Laderegler, der die Spannung der in Reihe geschalteten PV Module auf Teslakonforme 400V begrenzt.
Oder habe ich etwas übersehen?

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An sich hast du Recht, solange man nicht direkt an die HV Batterie anschließen kann, müsste man über CCS gehen und da wird es sehr komplex mit Protokollen.
Auch DC-DC für ca. 1,5kW zu finden ist schwierig. Puffer Batterie anschließen auch schwierig. Und das Ganze um ca. 10% höheren Wirkungsgrad zu bekommen… ne, das lasse ich lieber

Was sitzt denn noch zwischen dem Akku und den DC Kontakten des CCS?
Das Lademanagement kommt doch von den Ladesäulen, oder irre ich?
Außerdem könntest du dann nicht auf die Pufferbatterie verzichten?

Edit: Leider ist die IEC 61851-24 nicht öffentlich einsehbar, oder ich habe es auf die schnelle nicht gefunden.

Dazwischen sitzen nur die „Relais“. Ladestation ist an der Stelle doof und liefert nur das, was BMS verlangt. Kommunikation ist nicht ohne. Elektronik dazu kauft man nicht bei Conrad/Ali… CCS Stecker kostet mehrere 100 Euro.
4 PV Module liefern keine 400V, sondern im best case 160V
Steuerbaren DC-DC Step Up (Es sind ja nicht immer 400V) gibt es auch nicht einfach so zu kaufen.
Ich würde gerne bei DC bleiben, aber dann stoße ich auch an meine Wissensgrenzen.
MPPT und WR kriegt man überall.
Puffer Batterie braucht man nicht unbedingt, aber die hilft mehr aus den PV Modulen rauszuholen und liefert Strom nachts beim Campen (nicht fürs Auto)

Wer noch mit Jackery liebäugelt, es gibt im Moment wieder 10% Gutscheine.

So, nach weiterer Recherche:
SMB430F sind Module mit 11,2kg und einem 35mm Rahmen (wie normale Module). In einem Forum Kosten um 400 Euro/Stück aufgeschnappt.
SMF430F sind die selben Module aber ohne Rahmen, nur 2mm dünn und 7,2kg schwer und sind zum Aufkleben gedacht.

D.h. eigentlich würden die SMB Module besser passen, da man sonst eigenes Frame/Gestellt bauen müssen, wo man die Module aufklebt oder wie auch immer befestigt.

mit 11,2 kg sind die Module immer noch leicht. 4 Stücken kommen so auf 44,8kg. Dachträger, zumindest beim Model Y, kann beim Fahren 75kg aushalten. Somit müsste die Ganze Technik wirklich extern gelagert werden, z.B. im Frunk.

Beim Wechselrichter bin ich immer noch nicht sicher.
Es gibt ja Hybridwechselrichter. MPPT, Batterieladegerät und WR in einem. Alle die ich bis jetzt gefunden habe müssen vertikal platziert werden. D.h. es klappt nicht unterm Auto wie ich gedacht habe, aber auch nicht so richtig auf dem Dachträger (je nach Höhe und Gewicht ginge es doch direkt unter den Modulen.
Andere Möglichkeit wäre: ein MPPT/Batterie Ladegerät. Da ist man flexibel bei der Auswahl. Z.B. gibt es seht gute von Victron. Und dann z.B. ein 24 oder 48V Wechselrichter. Da wird es wieder schwieriger. Dafür gibt es die in Flach und diese könnten in ein Koffer unterm Auto passen (da sind es ja nur unter 15cm platz.

Batterie: Wenn die ins Koffer soll, geht nur die DIY Lösung aus den einzelnen Blöcken. An sich kein Problem. Gewicht ist aber nicht ohne. Wobei ich ca. 1kWh 12V mit ca. 8kg gefunden habe. Als Puffer soll diese reichen: Lithium-PowerStore.de - EVE Energy LiFePo4 Akku 12V 105Ah 1,344kWh
Ich will auf jedem Fall, dass die Batterie transportabel bleibt und nicht z.B. immer Frunk liegt. Grund ist gant einfach: Frunk erhitzt sich sehr schnell auf sehr hoch Termperaturen. Und wenn die Batterie transportabel bleibt, kann die ins Schatten (z.B. unterm Auto) platziert werden.
Sowas wäre cool: https://www.aliexpress.com/i/10000040534933.html

Auch interessante Alternative mit 48V: LiFePO4 Akku 48V 40Ah 1920Wh 60A Lithium-Eisen-Phosphat Batterie für

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So, ich glaube ich bin einen Schritt weiter.
Es ist nicht DIE perfekte Lösung, kann aber mit standard Komponenten umgesetzt werden:
Victron bietet fast alles was ich brauche. Leistungsklassen sind leider nicht ganz die, die ich brauche.
Also, Wechselrichter: Victron Phoenix 1200 in 12/24/48V Version. Kann 1000W Dauerlast bei 25°. Kann horizontal montiert werden. Und kann 120V. Nachteil, die Leistung ist nur 1000W, fällt mit der Temperatur. Ist nicht Wasserdicht. D.h. ich bräuchte trotzdem ein Gehäuse, mit Staubfilter, dafür kann es auf dem Dachträger unter den PV-Paneelen verbleiben.
Die nächst größere 1600 Version kann 120V leider nicht :confused:

MPPT: SmartSolar MPPT 150/60 bei 24V bzw SmartSolar MPPT 150/35 bei 48V (schlägt Victron Rechner vor)

Batterie je nach Lust und Laune: LiFePo4 12, 24 oder besser 48V

Victron hat Opensource Kommunikationsprotokoll und Bibliotheken für Arduino. Somit kann man ziemlich einfach PV-Überschuss realisieren.

Ladeeinheit für Auto: OpenEVSE (zum selber bauen). Auch hier, komplett Opensource und auf Arduino Basis.

da der WR nur 1000W abgeben kann, muss man es so programmieren, dass bei mehr als 1000W PV Leistung Pufferbatterie geladen wird. Man könnte sogar überlegen ob nicht doch nur 3 PV Module ausreichen würden.

Wenn ich so mal Kosten überschlage:
PV Module: 4x 400 Euro = 1200 Euro
WR: 400 Euro
MPPT: 550 Euro (24V) bzw 300 Euro (48V)
EVSE: 150 Euro (Type2 Stecker, Kabel und Kleinkram)
Gestell: 300 Euro (aus dem Finger gesaugt)
Batterie: 1000 Euro (Pi Mal Daumen)
Sonstiges Zubehör: 150 Euro (Kabel für PV, Koffer…)

Somit wären wir bei: 3750 Euro (24V).
Geht eigentlich. Ich habe mit über 5000 Euro gerechnet.

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ich spinne mal weiter:
Warum brauche ich eigentlich Victron Inverter? gar nicht.
Ich kann beliebigen WR aus USA oder CN mit 110-120V importieren und direkt an die Batterie hängen. Last steuert sowieso die „Ladestation“, also OpenEVSE. D.h. alles was „Smart“ sein soll ich der Laderegler, der soll in der Lage sein PV Leistung und Batterie SoC mitteilen damit ich an die OpenEVSE richtige Leistung mitteilen kann. So bin ich noch mehr flexibel was Geräte angeht und was die max. Mögliche Leistung angeht… ich suche mal weiter :smiley:
Am liebsten wäre mir ein WR der 110-120 und 230V kann (per Umschalter). Sonst müsste man Wasserkocher und co auch für 110V organisieren (wenn schon Autark, dann richtig :smiley: )

P.S. meine Frau war nicht abgeneigt von der Idee und hat mich erst mal nicht gestoppt…
mal schauen ob ich irgendwann dafür Budget zusammenkratze und doch alles realisiere :rofl:

So, gestern noch sich mit Batterien beschäftigt.
Wenn man eine kompakte Größe und wenig Gewicht haben möchte, dann bleibt nicht mehr so viel Auswahl. Auch 48V sind dann schwieriger…

Folgendes habe ich gefunden:
Tschechischer Shop mit bis zu 5 Jahre Garantie (gegen Aufpreis)

8x Stück davon und man hat 24V System.
EDIT: die gibt es auch aus DE, sogar günstiger:

Pi Mal Daumen sind es dann 320mm Länge (eher 340mm), 173 mm Breite, Höhe ist 97 mm laut DB ohne Klemmen, also ich hoffe max 125 mm… weil ich dann in so ein Koffer packen kann:

Da soll noch Platz für BMS, MPPT (geht aber auch extern) und sogar für ein Wechselrichter sein:
1500W inverter 12v 220v pure sine wave solar power inverter DC 24V 48V to AC 110V with remote control|power inverter dc|solar power inverterinverter dc - AliExpress (als Beispiel).
Wahrscheinlich brauche ich aber doch ein Tick größeren/höheren Koffer.

Gewicht: 8xZellen á 1,44 kg, WR: 3,5 kg, Koffer 3kg, BMS und Kleinkram 1 kg: 19-20kg.
Akzeptabel und passt noch unterm Model Y

Die Akkus gefallen mir weil:
Gehäuseform, passt gant gut unterm Auto.
70Ah * 3,2 * 8 = ca. 1,8kWh
70A Dauerstrom möglich, also bis zu 1,8kW Dauerlast sind „Standard“
105A Dauerstrom wären beim Dauerlast aber auch OK und somit bis zu ca 2,7kW → Wasserkocher mit 2,3kW wäre also möglich (230V WR vorausgesetzt)
Aber auch laden mit 70A erlaubt.
MPPT wird zwar nur bis zu 60A liefern, aber auch ok. Empfohlen wird ja auch wieder nur 0.5C also 35A.