TS-473A mit Gleichstrom (Solar-Insel) betreiben

    Hallo zusammen!


    Diese Frage treibt mich um, seit wir bei uns im vergangenen Sommer eine Solar-Insel mit 200Ah Akku-Kapazität aufgebaut haben.


    Bei uns arbeitet ein TS-473A. Ich möchte es aus offensichtlichen Gründen direkt in unser 12V-Netz integrieren. Leider, leider hat QNAP ja beim TS-473A das Netzteil in das Gerät integriert. Zwar ist das weniger Fehleranfällig und an sich eine saubere Lösung. Es macht mein Vorhaben aber natürlich schwierig.


    Auch "radikale" Ansätze wie z.B. der Kauf eines Ersatz-Netzteils und dessen Umbau kämen für mich in Frage. Bastelwille ist vorhanden. :) Wenn ich es richtig verstehe hat das Netzteil einen proprietären Formfaktor, ist das richtig? Folgen denn zumindest die ATX-Anschlüsse der Norm?


    Ja, wir haben einen Wechselrichter. Ich habe bei uns aber wegen der viel höheren Effizient sämtliche Kleingeräte wie Laptops, WLAN-APs etc. direkt an das Gleichstromnetz gehängt. Der Wechselrichter wird nur im Sommer in Betrieb sein.


    Hat sich jemand schon einmal mit dem Thema beschäftigt und Tipps für mich? Herzlichen Dank vorab!


    Viele Grüße

    Jens

    Moin,


    Einfachste Möglichkeit: Wechselrichter auf 230V dann NAS dran, alles gut.


    Komplizierter: mach das Gerät auf, schau was aus dem Netzteil rauskommt, und mach das von extern.

    Zitat von jewesta

    Ja, wir haben einen Wechselrichter. Ich habe bei uns aber wegen der viel höheren Effizient sämtliche Kleingeräte wie Laptops, WLAN-APs etc. direkt an das Gleichstromnetz gehängt.

    Ich weiß nun nicht, wie viele Geräte Du versorgen willst. Das funzt über kurze Strecken vllt.gut, aber für jeden Meter mehr brauchst wohl größere Querschnitte. Die Effizienz hätte ich gerne mal belegt. Nicht umsonst haben wir eine Netzspannung von 230V, und auch die erst ab der letzten "Meile".

    Ja, jewesta , bei getakteten Netzteilen sehe ich Effizienz auch nicht als wesentlichen Punkt. Sobald ein Netzteil deutlich warm wird, gibt es Optimierungspotentiale.

    Aber ob das lohnt, das muss man für sich selbst entscheiden.


    Bei niedrigen Spannungen braucht man für eine elektrische Last höhere Ströme. Und damit größere Querschnitte. Das macht 12 V-Lösungen aus meiner Sicht auch nicht so spannend. Die Verlustleistung, die man beim Netzteil spart, vermindert sich durch den Innenwiderstand der Leitung durch den elektrischen Verlust bei niedrigeren Spannungen und höheren Strom.


    Bei Solaranlagen finde ich es bei einer geeigneten Anwendung schon spannend, direkt an den Kollektor zu gehen.


    Nun folgt ein ganz anderer Verweis, hat nix mit QNAP zu tun:

    Wir haben unser Warmwasser mit einer "Power-to-Heat" Lösung ersetzt, bei der 4 Kollektoren direkt an einen 1000 W Gleichstrom-Heizstab im Warmwasserspeicher angeschlossen sind. Heute am 11.12 bei kaltem, sonnigen Wetter wurden 4 kw/h Ertrag zur Warmwassererwärmung erzeugt. Hier ist der Gleichstrom kein Problem, da die Leerlaufspannung bei 200 V = liegt.

    Wenn es jmd. interessiert, "Selecal" googeln.

    Nochmal ganz blöd gefragt, nicht böse sein, nur zum Verständnis


    Du/ihr lebt irgenwo auf einer Insel und habt keinen Anschluß an das öffentliche Netz. Von daher habt Ihr Euer Stromnetz selber aufgebaut. Das dann mit Solaranlagen und Kupferschienen.

    Oder aber, Ihr habt parallel die Möglichkeit, elektrische Energie über einen Versorger zu erhalten. Dann wären doch die paar Watt des NAS noch zu ertragen



    Zitat von jewesta

    Hat sich jemand schon einmal mit dem Thema beschäftigt

    Persönlich hänge ich tatsächlich am Versorger, und als Mieter sind meine Möglichkeiten zur Stromerzeugung eher mau. Bis sich so eine Balkonsolaranlage amortisiert hat, ist die schon wieder kaputt. Und dann muss ich die sogar noch entsorgen. Vllt.schreibst Du noch etwas mehr über Euer Vorhaben. Im Moment sehe ich in der Lösung nur Nachteile


    VG Konrad

    Hi eol90,


    da wir zur Zeit gerade eine Solaranlage auf das Dach bekommen, kann ich Begriffe entwirren:


    Eine übliche Solaranlage kann nicht ohne öffentliches Netz funktionieren, da der Wechselrichter keinen eigenen 50 Hz-Wechselstrom erzeugt, sondern, der Wechselrichter "hängt" sich an die Frequenzvorgabe des Netzes. Man erzeugt also im Gleichklang mit dem öffentlichen Netz Strom und die Netze sind zusammengeschaltet.
    Die Verbraucher, die in Deinem Haus sind, verbrauchen diesen eigenen Strom. Erzeugst Du mehr, fließt der Strom über den Zähler ins NEtz, erzeugst Du zu wenig, fließt Strom über den Zähler vom Netz ins Haus.


    Ist kein Netz da, kann der Wechselrichter nix kopieren und erzeugt keinen Strom.

    Das ist jetzt doof, wenn man auf einer Insel wäre und keinen Stromanschluss hätte. Dann muss man einen Wechselrichter montieren, der selber 50 Hz-Wechselstrom erzeugt. Den kann man dann natürlich nicht einfach an das öffentliche Netz anschließen, da die Frequenzen garantiert in der Phase verschoben wären.

    Das nennt man eine INSEL-Anlage.


    Es gibt auch Anlagen, die man umstellen kann, ist öffentlicher Strom da, "normaler Modus" ist keiner da, "INSEL-Modus".


    Wenn man zur Miete wohnt, aber einen Balkon hat, kann es eine gute Option sein, eine Insel-Anlage zu planen und nicht mit dem öffentlichen Netz zu verbinden. Kann man auch schlecht, weil man ja nicht der Hausbesitzer ist.


    Am Rande:

    Bei uns hier kommen 24 Module a 505 W auf das Dach, also gut 12 KWc, es ist auch alles soweit da, nur der Wechselrichter und die Optimisateure kommen erst im Februar.

    Im zweiten Step in 1-2 Jahren möchten wir um eine Accu Lösung erweitern. Und im dritten Schritt noch eine Ergänzung, um auf einen INSEL-Modus umschalten zu können.


    Aber erst einmal muss es im Februar fertig werden.

    Hi MarGol

    Zitat von MarGol

    Eine übliche Solaranlage kann nicht ohne öffentliches Netz funktionieren, da der Wechselrichter keinen eigenen 50 Hz-Wechselstrom erzeugt, sondern, der Wechselrichter "hängt" sich an die Frequenzvorgabe des Netzes

    sicher? Wäre mir neu. Hab ich noch nie gehört, aber lasse mich gerne belehren. Fakt ist, dass vor aufschalten ans öffentliche Netz natürlich eine Synchronisierung stattfinden muss. Das macht der Wechselrichter automatisch

    Zitat von MarGol

    Ist kein Netz da, kann der Wechselrichter nix kopieren und erzeugt keinen Strom

    Hmm, was passiert nun mit der Energie, die trotzdem am Wechselrichter ankommt? Der Wechselrichter ist ein passives Bauteil und erzeugt auch keinen Strom. Wo geht man dann hin mit den KW?

    Denke mal, der Wechselrichter funktioniert in beide Richtungen: Aufladen der Akkus und Entladen derselben. In der Antriebstechnik ist das ja ähnlich: Der FU macht aus 50 Hz einen Gleichstrom (Zwischenkreis), dann daraus wieder eine variable Frequenz zur Ansteuerung eines Motors.

    Zitat von MarGol

    Wenn man zur Miete wohnt, aber einen Balkon hat, kann es eine gute Option sein, eine Insel-Anlage zu planen und nicht mit dem öffentlichen Netz zu verbinden. Kann man auch schlecht, weil man ja nicht der Hausbesitzer ist.


    Geht schon, wenn man den richtigen Zähler hat. Allerdings ob sich das lohnt...


    Das Thema insgesamt ist nicht trivial. Es gibt da noch viele Aspekte. Aber was Du da machst hört sich interessant an


    VG Konrad

    Hallo Konrad,


    Leistung = Spannung × Strom


    Der Wechselrichter kann das steuern um z. B. den Mpp (optimalen Betriebspunkt) einzustellen.

    Ein WR ist sehr wohl sehr aktiv ;)


    Tschau

    Uwe

    Hi eol90,


    es ist wirklich so, z.B. dort zu finden Kann man eine Solaranlage während eines Stromausfalls nutzen?


    Es ist eine kontinuierliche Synchronisation. Anders würde es nicht funktionieren. Stell Dir vor, das Netz liefert in einem Moment 230+, also maximaler Punkt der Sinuskurve und Deine Anlage liefert nicht genau soviel, hätte also eine Phasenverschiebung. Dann gäbe es einen Punkt in der Phase, wo der eine noch positiv, der andere negativ wäre. Das funktioniert nicht.


    Zitat von konrad_58

    Hmm, was passiert nun mit der Energie, die trotzdem am Wechselrichter ankommt?

    Es passiert das selbe, wenn Du in einer Steckdose zuhause keinen Verbraucher einsteckst oder die Autobatterie in der Nacht 12 V bereitstellt und kein Verbraucher ist eingeschaltet. Was passiert mit Leitungswasser, wenn der Wasserhahn zu bleibt. Es passiert nichts.


    Wir haben bei uns die Selecal Anlage mit einem Wasserspeicher und 4 x 325 W Kollektoren. Eingestellt ist, max 72° darf er erhitzen, danach nicht mehr. Die Kollektoren bieten den Strom an, aber er wird nicht abgerufen, wenn das Wasser 72° hat.


    Der Wechselrichter ist ein aufwändiges Teil. An den, den wir bestellt haben, kann man 15 KWc Kollektoren anschließen, er kann 10 KW Wechselstrom erzeugen, und die Einspeisung kann begrenzt werden, z.B. auf 6 kw, wenn man hier in Frankreich nur einen Stromanschluss mit einer Phase hat.


    uweklatt , wenn man ein Problem mit Verschattung hat, kann man auch Optimisateure einsetzen, je 1 je Modul, der den Mpp für das einzelne Modul regelt.

    Wenn man wissen möchte, wieviel Strom man auf seinem Dach erzeugen kann, kann man durch Eingabe der Koordinaten, Dachneigung, Dachausrichtung, dort eine qualifizierte Aussage bekommen. (Nein das ist kein Händler, ich auch nicht) -> PV-Ertrag online berechnen

    MarGol

    Wenn man "vernünftige" Module mit Bypassdioden verwendet, sind auch bei Teilverschattungen kaum Einbussen zu verzeichnen.

    Die Optimierer kosten Geld und "schlucken" ständig einige % Leistung!

    Ich würde die nach Möglichkeit nicht einbauen.


    Tschau

    Uwe

    uweklatt


    klar, da muss man sich überlegen, welches Ziel man verfolgt und wie sich die bauliche Situation darstellt.


    Es sind Trina 500 DE Module und Solaredge Optimisateure mit einem guten Wirkungsgrad (maximal 99,5%, gewichtet 98,8%)

    Man sollte zwar nicht alles glauben, was in technischen Beschreibungen steht, aber als Anhalt kann man es so stehen lassen.


    Aber sei es drum, für die QNAPs wird es genug Strom geben, solange man die nur bei Sonnenschein einschaltet...


    Gruß Markus


    Aber die eigentliche Frage war ja das NAS direkt mit 12V (aus den Batterien?) zu betreiben um Verluste bei DC/AC und AC/DC zu vermindern.


    Sollte wie gesagt kein Problem sein, ich hab schon mehrfach 12/24V Systeme (Auto/Boot) mit DC/DC bzw. PICU UPS (sollte man selbst bei 12V immer verwenden) betrieben.


    Was genau die Einsparung ist kommt natürlich auf die Effizienz der Komponenten an.

    Das QNAP Netzteil hat +12V, -12V, +5V. +3,3V.


    Dann braucht man doch wiederum eine Unit, die aus einer Spannungsquelle mit 12 V, einmal +12 V und zugleich -12 V macht.


    Zu meiner Verstärker-Bastel-Epoche weiß ich noch, dass ich Transformatoren hatte, die 3 Abgänge hatten, +20 V, Masse und -20 V. Da ist für mich die Mimik klar.


    Geht das mit einem getakteten Modul? Dann bin ich ja wieder bei einem Wechselrichter, oder sehe ich das falsch?

    Pardon, das hatte ich nicht direkt erkannt.

    Da muss ich nachher doch mal das Internet absuchen, was das für Bausteine links und rechts auf der Platine sind.

    Danke für den Tipp!


    Gruß Markus

    Hallo zusammen,


    einige Zeit ist in's Land gegangen. Inzwischen habe ich das Projekt umgesetzt. Es war am Ende einfacher, als ich vermutet hatte.


    Meine Teileliste, wobei ich mir den Verweis auf konkrete Bezugsquellen spare, weil solche Links nur eine geringe Halbwertszeit haben. Wenn ich von Stecker spreche, meine ich die männlichen Kunststoff-Teile. Elektrisch sind die nämlich eigentlich weiblich, deshalb der Hinweis.

    • 12V-ATX-Netzteilplatine. Diese gibt es bei den üblichen Verdächtigen wie Amazon, Ali Express, eBay etc. relativ problemlos zu kaufen.
    • Wer nicht crimpen möchte:
      • 2 x 20-Pol-ATX-Verlängerungskabel für den Anschluss an die Netzteil-Platine und für das Festplatten-Array
      • 1 x 24-Pol-ATX-Verlängerungskabel für die Hauptplatine des NAS
      • Achtung: Wer sich das Leben einfacher machen möchte achtet darauf, dass die Kabelfarben dem Standard entsprechen. Das ist meistens der Fall, aber nicht immer! Beim 20-Pol-Kabel, das die Platten versorgt, gibt es keinen Standard. Hier sind von QNAP auf einer Seite 10 Masse-Kabel (schwarz) angebracht und gegenüberliegend je fünfmal +12V (gelb) und +5V (rot). Hier muss man dann entweder mit dem Farb-Durcheinander leben oder sich dieses Kabel selbst crimpen. Letzteres habe ich getan.
    • Alternativ zu den vorkonfektionierten Kabeln:
      • 2 x 20-Pol-Stecker
      • 1 x 24-Pol-Stecker
      • Crimp-Kontakte
      • Kabel. Man benötigt je Kontakt ca. 40cm. Ich habe 1,5-Quadrat-Fahrzeuglitze gekauft, die es bei Amazon sortiert in den verschiedenen Farben gibt. Das war rückblickend etwas großzügig dimensioniert; 0,75mm2 oder 1mm2 tun es hier sicher auch.
    • Abisolierzange (Jokari o.ä.)
    • Crimpzange. Das war komplizierter als ich dachte, weil es zig verschiedene Zangen gibt und die ATX-Kontakte auf zwei Verschiedenen Radien gleichzeitig gecrimpt werden müssen. Ich habe eine Knipex PreciForce 97 52 34 verwendet.
    • Zum Verbinden der Kabel habe ich WAGO-Klemmen verwendet. In der größeren Version für 4mm2 Kabel passen vier Litzen in eine Klemme. Man kann also bis zu 20 Kabel mit einer 5er-Klemme miteinander verbinden. Achtung: Die 4mm2-Klemmen sind nicht der Standard. Hier muss man beim Bestellen aufpassen.
    • Kabelbinder
    • Isolationsmaterial für die Platine. Hier ist Kreativität gefragt.

    Der Aufbau ist relativ einfach.


    Von den vorkonfektionierten Kabeln habe ich die Buchsen abgeschnitten und die Enden abisoliert. Das eine 20-Pol-Kabel für die Festplatten habe ich der Ordnung halber (Farben) selbst hergestellt. D.h. Kabel ablängen, abisolieren, crimpen. Verwendet man Wago-Klemmen isoliert man üblicher Weise 12mm ab. Beim Crimpen der Kontakte muss man aufpassen, dass man die beiden senkrecht in die höhe stehenden Metallfähnchen (Steckerseitig) nicht mit crimpt. Diese müssen sich also außerhalb der Zange befinden. Sie dienen im Stecker dazu, dass der Kontakt nicht durch den Stecker durchgeschoben werden kann. Also zusammen mit dem einrastenden Zug-Stoppern der Verriegelung.


    Die von mir gewählte ATX-Wandler-Platine hat zusätzlich zur 20-Pol-ATX-Buchse noch eine separate 4-Pol-Buchse für zusätzliche 2 x Masse und 2 x 12V. Es ist NICHT eine einfache Erweiterung auf 24-Pol-ATX, wie es den Anschein hat. Die Buchse ist physisch etwas abgesetzt und um 180 Grad gedreht. Hier muss man also etwas aufpassen. Ich habe das passende Kabel für diese 4-Pol-Buchse verwendet, das bei der Platine dabei war, um die 12V-Schiene zu verstärken.

    Ich bin aber überzeugt davon, dass das nicht nötig ist. Das QNAP zieht mit zwei Festplatten bei mir 30-40 Watt und ich würde ohne bedenken zur Versorgung nur mit dem arbeiten, was am 20-Pol-Anschluss verfügbar ist. Weil ich das 4-Pol-Kabel schon hatte und mit WAGO-Klemmen gearbeitet habe, habe ich es einfach mit angeklemmt. Bei der ganzen Übung muss man auch bedenken, dass die Versorgung der gesamten Platine (zumindest bei mir) nur über nur vier Käbelchen a 12V erfolgt. Hier muss man also nicht päpstlicher als der Papst sein.


    Jetzt habe ich die Kabel wie im Foto gezeigt miteinander "verklemmt". Wie oben schon geschrieben passen bis zu vier Litzen in eine 4mm2 WAGO-Klemme. Ich mag die Klemmen, weil es wenig Aufwand ist, reversibel und elektrisch sicher. Der Klemmendruck ist so hoch, dass man die Kabel nicht (bzw. nur mit viel Gewalt) aus den Klemmen bezogen bekommt. Falls da jemand bedenken hätte. Man muss jetzt nur noch die Kabel den Farben entsprechend zusammensuchen und auf je eine Klemme legen. Alle Farben bis auf Masse passen je in eine 5-Pol-Klemme. Bei der Masse dann einfach zwei 5-Pol-Klemmen nehmen und die von der Platine kommenden Massekabel gleichmäßig verteilen.


    Die Tatsache nutzen, dass die Wago-Klemmen für Kontrollzwecke transparent sind! Also nach dem Einstecken der Litzen kontrollieren, dass alle ganz eingeschoben sind.


    Zur Zugentlastung und der lieben Ordnung halber habe ich noch Kabelbinder hinter den Klemmen verwendet.


    Jetzt muss man das NAS öffnen. Dazu die drei kleinen Philips-Schrauben an der Rückseite entfernen. Anschließend werden die beiden Kabelstränge gelöst, indem man die Kabelbinder abzwickt. Dann die beiden ATX-Stecker abziehen. Mir gefällt, dass man das NAS ohne Probleme wieder in seinen Ursprungszustand zurückversetzen kann, weil bei der Aktion nichts beschädigt wird. Wenn man einmal vom Abzwicken der originalen Kabelbinder absieht und dass die Positionen der Schrauben des Netzteils mit Farbe markiert sind.


    Danach dann hinten drei Schrauben am Netzteil lösen und noch einmal die zwei mit Farbe markierten im Gehäuse des NAS. Das Netzteil ist jetzt frei und kann herausgehoben werden.


    Das NAS hat im oberen Bereich relativ viel leeren Raum. Der ist eigentlich für Erweiterungskarten gedacht. Da ich nicht vor habe, welche zu nutzen, konnte ich mich hier "ausbreiten". Mit etwas Bastelei bekommt man das sicher auch noch kompakter hin. WAGO-Klemmen kosten Geld und Platz.


    Die Netzteil-Platine habe ich mit einem Stück Isoliermaterial für Heizungsrohre gesichert. Sicher nicht das Gelbe vom Ei, aber es reichte für meine Zwecke. Die Platine hat bei mir übrigens keine Wärme entwickelt.


    Bei meiner Platine war zur Versorgung ein Hohlstecker (bzw. Buchse...) mit kurzem Kabel dabei. Das habe ich einfach hinten herausgeführt. Auch da wieder: Gewinnt keinen Schönheitspreis, aber tut's.


    Als kleinen Hinweis zum Schluss: Die von mir gewählte Platine hat die +12V 1:1 durchgereicht. D.h. bei mir kamen vom Akku 13V, wenn er richtig voll ist auch mal 14V. Das war mir zu heiß, deshalb habe ich noch ein kleines Netzteil vorgeschaltet, was konstant 12V liefert. Das hat dann auch den Vorteil, dass man nicht unbedingt eine 12V-Quelle braucht, sondern je nach vorgelagertem Netzteil auch mehr geht. Es mag auch Platinen geben, die direkt auch die 12V konstant halten -- das wäre natürlich ideal.


    Das NAS läuft bei mir jetzt brav am Akku. Dadurch habe ich meine zwei Ziele erreicht: Unterbrechungsfreie Stromversorgung und wenig Wandlungsverluste durch direktes Betreiben an Gleichstrom-Kleinspannung.


    Viele Grüße

    Jens