Glubux’ Powerwall (2016)
(secondlifestorage.com)- Glubux baute eine DIY-Powerwall, indem er ein bestehendes Solar- und Bleiakku-System um Lithium-Packs aus 18650-Zellen ergänzte, die aus Laptop-Akkus zurückgewonnen wurden
- Ausgangspunkt war ein autarkes Stromsystem aus 1,4-kW-Solarmodulen, einer 24-V-460-Ah-Gabelstaplerbatterie, einem Victron MPPT 100/50, einem 24V→12V-Abwärtswandler und einem 3KVA-Victron-Wechselrichter
- Aus rund 650 Laptop-Akkus wurden Zellen selektiert, um pro Pack 100Ah zu erreichen; mit Busbars aus 1,5-mm-Kupferdraht und gleich langen Leitungen sollte das Pack-Balancing unterstützt werden
- Nach einem ersten Test mit 7 Packs sollte bei problemloser Funktion auf größere Packs mit 160 Zellen, mindestens 1500mAh pro Zelle und 250Ah erweitert werden
- In der Nutzung über eine Woche wirkten Ladeeffizienz und Laststabilität besser als bei Bleiakkus, doch in der sechsten Nacht fielen einige Packs auf etwa 2V ab, wodurch Probleme bei Kapazitätsmatching und Balancing sichtbar wurden
Bestehendes Stromsystem und Plan zur Ergänzung um Lithium-Packs
- Glubux erzeugte bereits einen Teil des benötigten Stroms selbst
- Auf dem Dach waren 1,4-kW-Solarmodule installiert
- Der bestehende Speicher war eine alte 24-V-460-Ah-Gabelstaplerbatterie
- Im Einsatz waren ein Victron MPPT 100/50-Laderegler, ein 24V→12V-Victron-Spannungswandler und ein 3KVA-Victron-Wechselrichter
- Es gab den Plan, einen Schuppen (shed) für Batterie, Laderegler und Wechselrichter zu bauen
- Seit einigen Monaten wurden Laptop-Akkus gesammelt; damals waren etwa 650 Stück vorhanden, und Glubux begann mit dem Sortieren und dem Bau der Packs
Designansatz für 100Ah-Packs
- Die Zielkapazität pro Pack lag bei 100Ah
- Die Kapazität wurde durch Anpassung der Zellanzahl erreicht
- Das Design sollte es ermöglichen, bei Bedarf Zellen hinzuzufügen oder zu entfernen
- Für die Busbars wurde so weit wie möglich Kupferdraht verwendet, weil er leicht zu beschaffen und gut zu löten ist
- Gewählt wurde ein Design, bei dem die Länge der Busbar-Verbindung zu jeder Zelle gleich bleibt
- Die Kupferdrahtstärke beträgt 1,5mm
- Ein Nutzer fragte, ob das nicht überdimensioniert sei, da 2,5mm-Kabel 16 bis 25A verkraften könnten
- Glubux meinte, dass echte Tests nötig seien, hielt dicker aber für besser als zu dünn
- Ein anderer Nutzer berechnete den Widerstand des längsten Kupferdrahts mit 0,0022789Ω, also 2,2789mΩ, und ging davon aus, dass der Innenwiderstand der Zellen höher sei
Zelltests und Messzuverlässigkeit
- Glubux testete die Zellen mit separaten Entladegeräten
- Auf die Frage, ob dieselbe Zelle direkt mit mehreren Entladegeräten verglichen worden sei, antwortete er, er habe frisch getrennte Zellpaare auf mehreren Ladegeräten getestet und dies so indirekt überprüft
- In einigen Fällen lag die Kapazitätsabweichung nur bei wenigen mAh
- Er hielt die Entladegeräte nicht für perfekt, aber für ausreichend präzise
Anfangsgröße und Ausbauplan
- Zum Zeitpunkt eines späteren Updates waren 6 Packs fertig, und das siebte Pack sollte bald bereit sein
- Die 100Ah-Packs waren für eine maximale Größe von 80 Zellen ausgelegt
- Die Zellen mit der geringsten verwendeten Kapazität lagen im Bereich von 1200–1300mAh
- Die Berechnungsgrundlage war
1250mAh × 80 Zellen = 100Ah
- Zunächst sollten 7 Packs gebaut und getestet werden; wenn es keine Probleme gab, sollte auf größere Packs erweitert werden
- Der nächste Schritt waren 160 Zellen
- Die Mindestkapazität pro Zelle lag bei 1500mAh
- Die Zielkapazität betrug 250Ah
- Für die Installation war zunächst vorgesehen, die Packs auf Regalen im Gartenschuppen zu platzieren; möglicherweise sollte jeder String ein eigenes Regal bekommen, was damals aber noch nicht entschieden war
Ergebnisse nach einer Woche Lithium-Stromnutzung
- Nach einer Woche Nutzung der Lithium-Packs fand Glubux das Verhalten der Zellen besser als bei Bleiakkus
- Die Ladeeffizienz wirkte höher, und in der Absorptionsphase schien es keine Verschwendung zu geben
- Auch unter Last hielt die Spannung gut durch und fiel langsam sowie vorhersehbar ab
- Große Lasten waren noch nicht getestet worden; die größte Last war ein Staubsauger mit etwas mehr als 1200W
- Bei dieser Last gab es keinerlei Anzeichen von Erwärmung
- Danach war geplant, mehr Leistung zu entnehmen und dies mit einer Wärmebildkamera zu prüfen; zuerst wurde jedoch Sonnenlicht zum Laden per Solar benötigt
Pack-Ungleichgewicht bei nächtlicher Entladung
- Über Nacht wurde getestet, wie gut die Ladung gehalten wird, während alle Geräte angeschlossen sind
- Die Last bestand aus 2 Kühlschränken, dem Wechselrichter und Arbeiten zur Verarbeitung von 18650-Zellen
- In den ersten 5 Nächten gab es keine Probleme, und morgens waren noch etwa 20% Energie übrig
- In der sechsten Nacht fiel die Spannung stark ab
- 4 Packs lagen weiterhin bei 3,30V
- Das nächste Pack lag bei 3V
- Das darauffolgende Pack lag bei etwas über 2V
- Das letzte Pack lag bei etwas unter 2V
- Glubux trennte alle Packs und wollte die niedrigsten Packs wieder auf 3V laden, um anschließend die Ursache zu prüfen
- Der größte Spannungsabfall trat bei dem Pack mit der geringsten Zellanzahl auf
- Um 100Ah zu erreichen, war ein Pack als
80 × 1250mAhaufgebaut, ein weniger dicht bestücktes Pack als51 × 1950mAh - Diese einfache Berechnung basierte auf der bei einer 1C-Entladerate gemessenen Kapazität
- Bei Entladung mit niedrigerer C-Rate steigt die Kapazität, und Glubux vermutete, dass dieser Zuwachs beim 80-Zellen-Pack größer sein könnte als beim 51-Zellen-Pack
- Um 100Ah zu erreichen, war ein Pack als
- Danach wurden einigen Packs Zellen hinzugefügt; diese Arbeit sei sehr einfach gewesen
- Nach erneutem Balancing der Packs sollten die Ergebnisse weiter beobachtet werden
Beobachtungen beim Balancing
- Beim anfänglichen Balancing bei 3,8V passten die Packs gut zusammen
- Beim Annähern an die Volladung bei 4V und beim Abfallen in den niedrigen Spannungsbereich um 3,3V zeigte sich etwas Drift
- Kehrten die Packs dagegen in den Bereich um 3,8V zurück, war das Balancing wieder perfekt
- Dieses Verhalten lieferte zwei Hinweise
- Es war ein Signal, das schwache Packs frühzeitig erkennen ließ; tatsächlich fielen die Packs, bei denen damals Drift zu sehen war, später auf etwa 2V ab
- Selbst wenn Packs leicht ungleichmäßig sind, kann das Balancing relativ stabil bleiben, solange sie nicht in die oberen oder unteren Spannungsbereiche gelangen
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Zellen neu anzuordnen und abzugleichen, um die Effizienz des Packs hinzubekommen, ist als Hobbyprojekt beeindruckend, zeigt am Ende aber vor allem die Effizienz moderner Lieferketten.
Wenn man Fähigkeiten auf dem Niveau eines professionellen Elektrikers hat, kann man Hunderte Stunden investieren und ein Hausbatteriesystem bauen, aber es dürfte weniger zuverlässig sein als etwas, das man einfach für 20.000 Dollar kaufen kann.
Es ist cool und macht Spaß, aber Recherche, das Erlernen der nötigen Techniken, das Beschaffen von Werkzeugen und der Bau kosten einfach enorm viel Zeit.
Allerdings ist der Preis von 20.000 Dollar, auch wenn ich der groben Richtung zustimme, ziemlich weit von der Realität entfernt und deutlich zu hoch.
Eine ordentliche 18650-Zelle hat etwa 12 Wh Kapazität, und wenn man bei der Batterie im Artikel von 1200 Zellen ausgeht, sind das etwa 14,4 kWh.
Ein Stahl-Batteriegehäuse für 16 LiFePo-Zellen, ein modernes BMS, Bluetooth und kabelgebundene Kommunikation, Touchscreen, Schutzschalter und Anschlüsse bekommt man für etwa 500 Dollar; hochwertige LiFePo-Zellen der 300-Ah-Klasse wie EVE MB31 sind ebenfalls für deutlich unter 100 Dollar pro Stück zu haben.
Damit bekommt man die Teile für eine vollständig funktionierende LiFePo-Batterie der 15-kWh-Klasse für weniger als etwa 2000 Dollar.
Der Zusammenbau dauert Stunden statt Wochen, man nutzt neue statt gebrauchte Zellen, sie ist sicherer als Lithium-Ionen-Zellen, braucht weniger Platz und lässt sich leichter erweitern.
Am unteren Ende lagen die Kosten 2016 bei etwa 340 Dollar pro kWh, also rund 6800 Dollar für 20 kWh.
2025 wären es bei 100 Dollar pro kWh 2000 Dollar.
Ob sich das lohnt, hängt stark von der nach Steuern geforderten Rendite und der benötigten Zeit ab.
Vielleicht hat er mit den Filmrechten sogar mehr verdient als mit der Lotterie selbst.
Es war sicher mehr als im Einzelhandel, aber wenn er nicht so darauf fixiert gewesen wäre, „es den Mächtigen zu zeigen“, hätte er mit anderer Arbeit vielleicht mehr verdienen können.
Bei diesem Batterieprojekt spürt man eine ähnliche Haltung.
Allerdings lässt sich die Arbeit, die man neben Gesprächen mit Freunden oder beim Binge-Watching erledigen kann, nicht einfach nur nach der verstrichenen Uhrzeit bepreisen.
Mit noch mehr Leidenschaft, Hingabe und Geschäftssinn könnte man sogar jeweils 20.000 Dollar verdienen.
„Während des Lockdowns habe ich weitere 14 kWh gebaut.“
https://secondlifestorage.com/index.php?threads/glubuxs-powe...
Dort gibt es ein ziemlich eindrucksvolles Foto des gesamten Aufbaus.
Immerhin ist es ein separater Schuppen.
Sehr interessant, aber zugleich wirkt es wie ein enormes Brandrisiko.
Besonders die dicht gepackten Zellen in der Mitte der einzelnen Bündel machen mir Sorgen.
Vorsorgen sollte man trotzdem.
Das ist nur so lange eine schöne Sache, bis eine von Tausenden Batterien thermisch durchgeht :-)
Wirklich eine erstaunliche Geschichte, und die Sorgfalt und Mühe, so viele Batterien zurückzugewinnen und wiederzuverwenden, sind beeindruckend.
Aber ein paar Dendriten oder unkontrollierbare Faktoren wie ein Blitzeinschlag können das Gebäude mit dieser Batteriesammlung in einen ziemlich beeindruckenden Brandsatz verwandeln.
Wer schon einmal einen Brand in einer Batteriefabrik gesehen hat, weiß, dass das faszinierend und zugleich wirklich beängstigend ist.
Auch beim Netzspeicherbrand in Moss Landing in Kalifornien werden die langfristigen Schäden noch bewertet.
Solche Batterien sind erschreckend leistungsstark, wenn der „magische Rauch“ entweicht.
In einem Vice-Artikel von 2017 https://www.vice.com/en/article/diy-powerwall-builders-are-u... wird Glubux als Franzose vorgestellt.
Da das im verlinkten Beitrag nicht vorkam, habe ich mich gefragt, welches Klima in der Gegend herrscht, in der Glubux lebt, und welche Last auf dem System liegt.
Auf secondlifestorage.com lässt sich vermutlich mehr über Glubux finden.
Wenn dir so etwas gefällt: Jehu Garcia auf YouTube macht ähnliche Dinge.
Er kauft ausgemusterte Roller, die auf der Straße standen, in großen Mengen und verwendet die Batterien wieder.
Es ist nicht ganz dasselbe, weil es eine einzige große Batterie ist, aber die Idee ist trotzdem cool.
Soweit ich mich erinnere, sind die Videos recht kurz und zeigen eher den Aufbau als die Details des Baus.
Ich habe gesehen, dass chinesische Hersteller, die Roller für Firmen wie Bird gebaut haben, Umrüstkits verkaufen, mit denen man ausgemusterte Geräte in normale E-Scooter umbauen kann.
Stimmt schon, dass das gefährlich ist.
Aber man kann sich auch eine Welt vorstellen, in der Batterien von Anfang an so gebaut werden müssen, dass Reparaturen dieser Art – mit dem Umgang mit einzelnen Zellen und deren Matching – sicherer möglich sind.
Wenn machbar, wäre das sicher besser, als Batterien zu black mass zu verarbeiten.
Von dieser Methode würde ich dringend abraten; besser ist es, LFP-Prismenzellen zu kaufen.
Sie sind deutlich sicherer, chemisch stabiler und weniger wärmeempfindlich.
Wer mehr wissen will, kann sich auf YouTube Off Grid Garage (Andy) oder den Kanal von Will Prowse ansehen.
Ich finde es interessant, dass viele Menschen Tausende alte Laptop-Batteriezellen in einem Holzschuppen sofort als Brandrisiko erkennen.
Aber vor dem Recycling waren sie ein genauso großes, vielleicht sogar größeres Brandrisiko – nur eben verteilt auf viele Elektroschrott-Sammelbehälter.
Jedes Mal, wenn ich von einem Brand in einer Abfallanlage höre, frage ich mich, ob Lithiumbatterien beteiligt waren.
Es könnten auch Einweg-E-Zigaretten oder Kinderspielzeuge gewesen sein.
Ich habe so das Gefühl, dass sein Sachbearbeiter für die Wohngebäudeversicherung davon nichts wusste.
„Hat die Wohnstätte eine Sprinkleranlage? … und wie viele Wh Batteriespeicherkapazität gibt es?“