Solarprojekt 2020

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Dieses Jahr realisiere ich ein lang gehegtes Projekt, Solarstrom auf unser Hausdach zu bringen. Manchmal ist es gut etwas länger zu warten, so konnte ich eine brandneue Technologie verwenden um eine Insellösung zu bauen. Doch dazu später.

Der Blog wird in Tagebuchform geführt, Step by Step mit allen Erfahrungen.

Ziel des Projektes ist es eine effiziente Solarstromanlage mit Batteriepufferspeicher und Integration in die bestehende SmartHome Installation basierend auf KNX und/oder OpenHAB zu implementieren.

09. Februar 2020 Ausschreibung des Projekts

Die folgenden Rahmenbedingung sind vier Anbietern für eine Angebotserstellung zugesandt worden:

Gegebenheiten:
Die Solarpanele sollen auf dem Hausdach in zwei Feldern und auf dem Garagen/Werkstattdach in einem Feld mit Südostausrichtung erstellt werden.

Es stehen ca. 48 qm Dachfläche welche mit entsprechenden Solarpanelen bestückt werden können.

Spezifikationen:
Der Solarstrom soll im Wesentlichen für den Eigenbedarf verwendet und nur die Überschüsse in Stromnetz eingespeist werden.

Der aktuelle Verbrauch liegt knapp unter 6000 kWh.

In der Garage soll eine 3-phasige 22-kW-Wallbox für einen zukünftigen Renault ZOE installiert werden.

Aufgrund der limitiert zur Verfügung stehenden Dachfläche müssen Hochleistungs-PV-Module mit einem hohen Wirkungsgrad eingesetzt werden.

Bei dem Speichersystem soll eine Lösung mit möglichst geringer Verlustleistung und langer Lebensdauer basierend auf Lithium-Ionen-Technologie einsetzt werden. Evtl. wird mit einem kleineren System angefangen, welches dann zu einem späteren Zeitpunkt leicht erweiterbar sein sollte.

Die komplette Anlage soll so ausgelegt sein, dass diese den Haushalt auch dann mit Strom versorgt, wenn das externe Stromnetz ausgefallen sein sollte.

Potentielle  SmartMeter müssen in die bestehende SmartHome Installation integrierbar sein.

04. Mai 2020 Zuschlag und erste Detailplanung

Der Rücklauf der Angebote war sehr langsam. Die Anbieter sind ziemlich gut ausgelastet. Letztendlich habe ich mich für ebENERGIE aus Holzgerlingen entschieden, da ebENERGIE das technologisch interessanteste Angebot wo alle Komponenten aufeinander abgestimmt und integriert sind.  Weiterhin war  Elektro Breitling in der Vergangenheit schon bei mir im Haus unterwegs.

Als Solarkollektoren sollen werden 22 SunPower MAXEON 3 mono Full Black Kollektoren eingesetzt welche auf Marzari-Metalldachplatten installiert werden.
Das Herzstück ist ein E3/DC S10 Hauskraftwerk mit einer 8,77 kWh Batterie welches mit E3/DC KNX connect an mein Hausbussystem angeschlossen wird. In der Garage wird eine E3/DC Wallbox mit 22 kW Ladefunktion für das Elektofahrzeug installiert.  Und die E3/DC Motorschalterfunktionalität stellt die Insellösung zur Verfügung, so dass bei einem Stromausfall das Haus entweder über die Batterie mit Strom weiter versorgt bzw. Solarstrom in die Batterie nachgeladen werden kann.

Die Batterie kann in den nächsten Jahren noch erweitert werden.

Da unser Haus ein altes Siedlungshaus aus den 50er ist und die Rahmenbedingungen zum Ziehen der Kabel zwischen Garage und Keller etwas schwierig sind habe ich Vereinbart, dass ich die Kabel zwischen den beiden Gebäudeteilen ziehe.

In dem Zusammenhang wollte ich auch die Elektrik in der Garage und Werkstatt neu aufsetzen und alle Komponenten über KNX steuern.

Allerdings müssen wir mit dem Projektstart noch warten , da die E3/DC Komponenten noch ziemlich neu sind und erst im Juli verfügbar sein werden.

08. Juni 2020 Kabelmaterial

Das Kabelmaterial ist von Elektro Breitling ist gekommen und ich kann anfangen den Hof aufzugraben, Mauerdurchbrüche zu Bohren, Kabelkanäle zu Montieren und Kabel zu ziehen.

Damit ich den Hof wieder so Pflastern kann wie er mal mit dem wilden Verbund war, habe ich erstmal das Pflasterbild aufgenommen und die Steine entsprechend nummeriert.

 

 

 

 

 

Per LKW sind dann die Kabel gekommen:
Wallboxladekabel  NYY-J 5×6 mm² Durchmesser:   19 mm, das wird eine echte Herausforderung bei der Verlegung werden.
Kommunikation: UC900 SS23 4 P PE – UV Durchmesser:   6 mm
Solarkabel: Module +, Module -, Erdung: H1Z2Z2-K 1×6 mm²  Durchmesser:  5mm

Und wenn ich dann alles schon offen habe kann ich Werkstatt und Garage gleich neu verkabeln und alles in einen Schaltschrank zusammenfassen:
EIB-Busleitung Kabel grün J-Y(ST)Yh 2x2x0,8 Durchmesser 5mm
Telefonleitung I-Y(ST) Y 4×2,0 6 mm² Durchmesser 5 mm
CAT7 Kabel Gigabit Netzwerkkabel PIMF Kupfer Netzwerk Datenkabel AWG23 Durchmesser 5mm
Stromkabel 5 fach 
NYM-J5G 1,5 mm² ,Grau Durchmesser 6 mm
Stromkabel 5 fach NYM-J5G 2,5 mm² ,Grau Durchmesser 7 mm
Hager AP Kleinverteiler Volta APV 2x12PLE IP30
EIB/KNX Komponenten:
JUNG 8472.01LEDW KNX 2fach Taster BA –Tasterstellung
2 MDT AKK-0816.03 Schaltaktor Kompakt, 8-fach
MDT AKK-0216.03 Schaltaktor Kompakt, 2-fach

Eltako Stromrelais AR12DX-230V 0,1-25A 1Wechsler für die Staubabsaugung in meiner kleinen Schreinerei, aber davon später mehr.

Und jede Menge Kabelkanäle, Erdschläuche, Abzweigdosen, ….

12. – 22. Juni 2020 Solarkabel ziehen

Erstmal Steine aufnehmen, es sind ziemlich massive Granitplatten mit bis zu 10 cm Dicke … freue mich schon auf’s Plastern wieder 🙂

Was ich beim Aufgraben vergessen hatte war das Regenrohr von der Garage, welches gegen die Spitzhacke keine Chance hatte. Panzertape dichtet aber wieder.

Was ich komplett unterschätz hatte waren die Mauerdurchbrüche. Vom Getränkekeller ins Rechenzentrum [WRZ Wittmann RZ 🙂 ] , dann durch die Kellermauer in den Hof. Der Bodendurchbruch vom Hof in die Werkstatt durch das Bodenfundament erst waagerecht und dann senkrecht war eine besondere Herausforderung. Zum Schluss noch durch die Werkstattwand in die Garage und hoch auf die Bühne. Mit meiner Standard Bosch Schlagbohrmaschine war da nichts auszurichten. Glücklicherweise haben Freunde von uns einen Bohrhammer, der die 30 mm Löcher ziemlich leicht durchgebrochen hat.

In der Werkstatt musste die Rigipsdecke noch runter damit ich die Bohrungen in die Garage bzw. auf Bühne durchführen konnte. Damit wird der Raum in der Werkstatt auch höher. Vor ein paar Jahren hatte ich bereits den Bodenaufbau der Bühne neu gemacht.

Nach den Durchbrüchen mussten die ganzen Kabelkanäle gezogen und an die Decken bzw. Wände gebohrt werden. Dabei musste ich immer die möglichen Biegeradien der einzelnen Kabel im Auge haben aber auch was passt in welche Leerrohr oder Kabelkanal. Und die Werkstatt hat einen neuen Schaltschrank erhalten, in dem jetzt die gesammte Verkabelung und alle Elektronenkomponenten der Werkstatt un der Garage sauber zusammengefaßt werden. Das alles war aber eher eine Fleißarbeit., aber auch ziemlich zeitintensiv.

Das Ladekabel für die Wallbox habe ich mir als erstes vorgenommen, das es mit 19 mm Durchmesser und 5 mal 6 mm² entsprechend störrisch sprich unflexibel beim Verlegen ist. Es mußte von der Garage durch die Wand in die Werkstatt, durch den Hof ins Haus. Dann durch mein WRZ durch den Getränkekeller zum Sicherungskasten mit zwei entsprechenden Mauerdurchbrüchen. Im Hof musste das Kabel natürlich in ein flexibles Kabelschutzrohr verlegt werden. Das war eine echte Herausforderung auch krafttechnisch. Nach drei Stunden hatte ich die 24 Meter Kabel an Ort und Stelle. Danach dasselbe mit den 3 Solarkollektorkabeln von der Bühne in der Werkstatt bis in den Heizungsraum wo die Batterie mit den Hauskraftwerkskomponenten des E3/DC System Installiert werden sollten. Und last but not least das Datenkabel zwischen Wallbox und dem Hauskraftwerk. Die Solarkabel mussten ersmal auf 26 m Abgelängt werden, da ist unsere lange Einfahrt ganz praktisch dafür. Die Kabel haben zwar nur einen 5 bzw. 6 mm Querschnitt und sind relativ flexibel, aber ich musste die vier Kabel in einen 25 mm Kabelschutzrohr für die Erdverlegung im Hof einziehen. Nach weitern drei Stunden waren auch diese Kabel vor Ort.

23. Juni 2020 Datenkabel ziehen

Werkstatt und Garage sollen an das KNX/EIB System angeschlossen werden was aktuell interimsmäßig über zwei Adern der analogen Telefonleitung erfolgt. Und ein Cat7 Kabeln für die Anbindung an das Haus IP Netzwerk soll gezogen werden. Zentraler Übergabepunkt soll der Schaltschrank in der Werkstatt sein. Dafür müssen auch die alten bestehenden Leitungen ausgetauscht werden.

Vom Schaltschrank ging es durch das Werkstattfundament in ein Kabelschutzrohr zum Haus und über den Mauerdurchbruch ins WRZ. Das Telefonkabel wird hier am Übergabepunkt mit dem alten Kabel verbunden. Das KNX- und Ethernetkabel wird über den bestehenden Kabelkanal zum 19″ Rack gelegt. Das KNX Kabel wurde gleich angeschlossen um Garage und Werkstatt wieder mit den KNX Stromschaltern benutzen zu können.  Eigentlich leichte und reine Fleißarbeit.

25. Juni 2020 Stromkabel ziehen

Zwei fünf adrige Stromleitungen, eine für Licht in Garage und Werkstatt und das Garagentor und die andere für Geräte in der Werkstatt und Garage. Separat der Anschluss für die Staubabsaugung und der daran angeschlossenen Holzbearbeitungsgeräte. Durch die starken Stromverbrauchern incl. eines Schweißgerätes wird hier ein 2,5  mm² eingesetzt.  Jede Phase ist im zentralen Sicherungskasten im Haus separat abgesichert. Wie bei den Datenkabeln wird die zentrale Stelle der Schaltschrank in der Werkstatt sein. Die bestehenden Kabelschutzrohre im Hof wollte ich nur entsprechend verlängern, was beim Lichtkabel auch funktionierte. Als ich das alte Stromverbraucherkabel raus gezogen habe, war es nass, also musste auch das Kabelschutzrohr ausgetauscht werden.

Wie bei den Datenkabeln eher eine Fleißarbeit, man muss nur aufpassen, dass die richtigen Phasen zusammen verbunden werden.

26./27. Juni 2020 Pflasterarbeiten

Der körperlich harte Job. Die Granitplatten wiegen bis zu 10 kg und es waren ca. 30 Platten und 50 Pflastersteine neben jede Menge Sand, Split und Schotter der bewegt werden musste.

Erstmal musste der Graben mit den Kabelschutzrohren tiefer gelegt und vom alten Schotter befreit werden, damit die größere Anzahl der Kabel unter die Pflastersteine passen und nicht verletzt werden. Zum Nachmittag sollte es schwere Unwetter geben und so habe ich den Graben mit den Sand und Split zugeschüttet bevor mir alles davon schwimmt oder sich mit Wasser füllt. Es war eine gute Entscheidung, es fing an zu Hageln und heftig zu regnen mit 30 Litern pro qm.

Am Samstag habe erstmal zwei 25 kg Säcke mit neuen 2-5 mm großen Split besorgt. Dann den Graben wieder aufgegraben und das Material gesiebt in Sand und Split und die Schottersteine aussortiert, das waren dann auch drei 20 Liter Eimer.
Nach dem fotografierten Pflasterbild habe ich die großen Platten wieder verlegt mit der Herausforderung, dass die Platten unterschiedlich hoch sind und der Untergrund  für jede Platte individuell bereitet werden muss damit die Oberfläche plan ist und das Wasser in die richtige Richtung und nicht in die Werkstatt abläuft. So kann es sein, das eine Platte drei oder viermal in die Hand genommen werden muss und die originale Platte für die Stelle zu finden, dass alles zum Schluss zusammenpasst und aufgeht.  Als letztes werden die einzelnen Pflastersteine in die offenen Lücken eingelegt. Als dann alle Löcher gefüllt waren und alles plan war mussten nur noch die Fugen verfüllt werden. Kleiner Tipp will man Unkraut und Moos in den fugen vermeiden nimmt man Split und nicht Sand, ist zwar etwas aufwändiger beim Einkehren aber es lohn sich.

Am Ende des Tages habe ich eine knappe Tonne an Material von Hand bewegt.

30.06.2020 Mal Ausspannen

Durch die Coronasituation fallen gerade die ganzen Langstrecken Radveranstaltungen aus. so habe ich mir eine 240 km Tour vorgenommen um einen alten Kollegen in Heidelberg zu besuchen. Auf komoot ist der Trip mit Bildern dokumentiert: https://www.komoot.de/tour/212226965 🙂

01./02. Juli 2020 Rückbau & Aufbau Werkstatt

Die restliche Rigipsdecke musste in der Werkstatt runter und  wieder in Magstadt bei einem Recycling Unternehmen entsorgt werden. Dann folgte die unangenehme Arbeit des Abschleifens der Balken, total verschmutzt, mit Staub und allerlei anderen Dingen. Dann mussten die Wände ausgebessert und neu verputzt werden. Dann kam noch neue Farbe drüber, jetzt sieht alles wieder wie neu aus.

 

 

 

03./04. Juli 2020 KNX Programmierung

Werkstatt, Garage und Bühne sollen neu verkabelt werden und alle wesentlichen Elektrokompnenten wie KNX, Ethernet, Telefon, Garagentor, Absauganlage und Licht sollen in einen Schaltschrank in der Werkstatt zusammengefasst werden. Startpunkt ist die KNX Programmierung welche die wesentlichen Stromverbraucher steuern soll. Nach vielen Hin und Her und der aktuelln Situation geschuldet werden die Stromverbraucher und das Licht über einen MDT AKK-0816.03 Aktor geschaltet. Das Garagentor hat in der Steuerung schon einen Jung 2132.6 UP Aktor eingbaut , den ich nicht wechseln werde. Als Schalter werden die bestehenden Jung 8472.01 LED W Taster und weitere neue verwendet.

 

 

 

 

 

 

Die Programmierung erfolgt über die ETS5 Software welche nur unter Windows zur Verfügung steht. Das ist mein einziges Programm in einer virtuellen Win10 Umgebung in meiner Linux Ubuntu Infrastruktur. Alle KNX Komponenten sind über ein zwei Draht unstrukturiertes Bussystem miteinander verkabelt unabhängig vom 220 Volt Netz, was die Steuerung und Verkabelung eines Hausstromnetzwerkes extrem flexibel macht. Jede Komponente hat sein eigenes Programm und kommuniziert über Telegramme mit allen anderen Komponenten. Sprich das gesamte System ist dezentral und benötigt keine zentrale Serverstruktur.

Fällt eine Komponente aus funktionieren alle anderen weiter. Nach einen Tag Programmierung können jetzt die Komponenten verbaut und sofort verwendet werden.

7.; 8.; 10. Juli 2020 Verkabelung

 

09. Juli 2020 Radtransport  – Schreinerei

-> Fortsetzung folgt 🙂