Maximaler Ladestrom von Ultimatron-Batterien, Balancer bei mehreren 12V-Batterien in Reihe, Kabelquerschnitt fürs Ladegerät und Sicherungen für Batetriekabeln

Hallo Tom,

ich habe im Oktober letzten Jahres 2 LiFePos Ultimatron UBL-12V-200Ah bei dir im Shop gekauft um mir damit eine Inselanlage zu bauen, diese soll nach meinen Planungen, wie folgt aussehen:

Meine Fragen zu Aufbau und Dimensionierung der Solaranlage habe ich im Photovoltaik-Forum unter folgendem Thread gestellt:

https://www.photovoltaikforum.…ostID=2959223#post2959223

Die Antworten der Kollegen dort werfen leider bei mir wieder neue Fragen, insbes. bzgl. der Batterien, dazu habe ich jedoch erstmal nichts gefunden, ...da bist du mir eingefallen ;-):

a.) Konkret gabs eine Frage danach, ob Ultimatron die Verwendung eines Balancers empfiehlt - ich würde diesen gerne vermeiden und bisher bin ich davon ausgegangen, dass wenn die Batterien Typen- und Chargengleich sind sowie denselben Ladezustand aufweisen, kein Balancer benötigt wird - die Ultimatron App fasst sie ja dann auch zu einer großen Batterie zusammen, wie ich gesehen hab.

b.) In einer weiteren Frage von mir gings darum, ob ich am Solar-Laderegler Victron SmarSolar 100|50 den Ladestrom auf die von Ultimatron "empfohlenen" 20A begrenzen sollte, oder ob man hier (ggf. auch dauerhaft) die ebenfalls erwähnten max. 50A fließen haben kann, ohne der Batterie Schaden zuzufügen (vllt. liegt ja die Wahrheit auch dazwischen...).

c.) Für die Verbindung der Batterien hätte ich nun aufgrund dieser Antwort aus dem Forum...

"Auf keinen Fall dünner als die Kabel zum Wechselrichter, möglichst dicker. Hier soll möglichst wenig Spannung abfallen, damit dem Laderegler die unverfälschte Batteriespannung übermittelt wird. Der Wechselrichterstrom erzeugt daran eine Spannung."

...50mm² mit einer 150A Flachsicherung vorgesehen, das steht zumindest im Handbuch des Victron Phoenix Inverters - oder muss das noch dicker ausgelegt werden?

d.) Und noch eine letzte Frage: Welche Sicherungen (Bauart/ Typ) würdest du vorschlagen? Hab schon diverse Schreckensberichte von verschmorten Halterungen oder nicht auslösenden Automaten gelesen und bin deswegen etwas verunsichert.

Ich wäre dir echt dankbar, wenn du mir bei Gelegenheit zu den o.g. Punkten kurz antworten könntest.

Vorab bereits Vielen Dank!

Gruß

Stephan

Hallo Tom,

mit einer derart schnellen Antwort hätte ich gar nicht gerechnet...Wow!

Sorry, wenn ich nochmal störe, aber ich habe deine Antworten unten aus meiner Sicht inline kommentiert - vllt. kannst du dir meine Kommentare bei Gelgenheit (muss echt nicht sofort sein) nochmal anschauen und auch kurz inline kommentieren.

Dann würde ich zur Tat schreiten und aufbauen

Am 17.01.23 um 21:17 schrieb Thomas Rücker:

Hallo Stephan,

was Ultimatron empfiehlt weiß ich nicht. Da müsstest Du Ultimatron fragen. Eine Reihenschaltung von Batterien ist aber immer kritisch und deshalb empfehle ich in jedem Fall einen externen Balancer, der beide Batterien miteinander ausgleicht, da es in der Praxis langfristig kaum zu vermeiden sein wird, dass die Batterien unterschiedliche Ladezustände einnehmen. Ein Balancer verhindert dies effektiv. Die Smartfon-App kann zwar mehrere Batterien in der Anzeige zusammenfassen, aber natürlich keine Energie zwischen den Batterien umschichten.

Alles klar, verstanden, Balancer ist also empfohlen, so wie ich es verstanden habe dient dieser in erster Linie der besseren Auslastung der Batteriekapazität oder gäbs da auch Sicherheitsrisiken im Betrieb, wenn ich keinen hätte?

Der Balancer wird dann an den Pluspol der einen und den Minuspol der anderen Batterie, also parallel zu Laderegler und Inverter angeschlossen, sehe ich das richtig?

Die Angabe von 20A Ladestrom seitens Ultimatron halte ich für Quatsch. Die Batterien vertragen viel mehr Ladestrom. Allerdings wird das Zellenbalancing verbessert, wenn die Ladung langsamer erfolgt, weil dann mehr Zeit zum Ausgleich zur Verfügung steht.

Sollte ich bei den unregulierten 50A max. des Ladereglers bleiben, oder auf einen geringeren Wert gehen, um die Batterie zu schonen und wenn ja, auf welchen - gibts da Erfahrungswerte?

Da alle LiFePO4-Batterien ein BMS besitzen, kommt es nicht so sehr darauf an, dass das Ladegerät die Batteriespannung so genau „sieht“. Das BMS sorgt schon dafür, dass keine Überladung stattfindet. 50mm² wäre nun wirklich bei weitem übertrieben. Bei einem Strom von 20A und einer Kabellänge bis zu 3m reicht ein 10mm² aus. Bis zu 50A und 3m Kabellänge tut es ein 25mm²-Kabel.

Du redest hier vom Anschluss des Ladereglers selbst, oder?...da hatte ich bei 3m Leitungsweg (einfach) nur 16mm² vorgesehen - und diese auch schon gekauft, ggf. könnte ich die noch auf 2,50 kürzen, um auf der sicheren Seite zu sein - das hätte doch bei 50A auch reichen sollen, oder?

Ein Wechselrichter entnimmt der Batterie, je nach Leistungsabnahme, schnell mal 200A und mehr. Dabei soll der Spannungsabfall zwischen Batterie und Wechselrichter möglichst gering sein, damit der Wechselrichter ausreichend mit Leistung versorgt wird und nicht verfrüht wegen Unterspannung abschaltet. Im Einzelfall können da 50mm² durchaus sinnvoll sein.

Für die Brücke zwischen den Batterien hätte ich jetzt tatsächlich mit 50mm² geplant - wie auch bei den Anschlusskabeln des Inverters (die Dimensionierung der Anschlusskabel habe ich aus dessen Bedienungsanleitung).

Sicherungen zur Absicherung von Batteriekabeln gegen Kabelkurzschlüsse empfehle ich bei LiFePO4-Batterien mit BMS generell nicht, da einerseits die BMS in den Batterien bereits eigene Kurzschlusssicherungen besitzen und externe Sicherungen zwangsläufig die elektrischen Eigenschaften des Kabels verschlechtern und ein zusätzliches Ausfallrisiko darstellen. In Unterverteilungen mit dünneren Kabeln muss natürlich trotzdem abgesichert werden.

Eigentlich hätte ich gerne zur Sicherheit trotzdem eine Schmelzsicherung in den Kabelweg eingebaut, um das BMS zu schützen. Btw.: Wie macht das eigentlich das BMS, das muss doch zyklisch checken, ob der Kurzschluss noch vorliegt und dann schnell wieder abschalten, oder wie hat man sich das vorzustellen? Stresst das die Elektronik nicht, wenn sowas länger unerkannt bleibt?

Die robustesten Sicherungen sind hochwertige Schmelzsicherungen. Ich bevorzuge ANL-Schmelzsicherungen für Kabel von Bleibatterien. Sicherungsautomaten sind praktisch, aber von den elektrischen Werten meist schlechter als hochwertige Schmelzsicherungen. Wenn es Automaten sein sollen, dann auf jeden Fall sehr hochwertige. Die billigen lösen meist viel zu früh aus und halten hohen Dauerströmen nicht stand.