TITAN one  -  die neue PV-Batterie

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Alles über die TITAN one Batterie

  1. Die besonderen Merkmale der TITAN one Batterie
  2. Wer braucht eine PV-Batterie ?
  3. Was kann die TITAN one Batterie ?
  4. Welche Kapazitäten gibt es für die TITAN one Batterie ?
  5. Warum hat der Verein ZWV die TITAN one entwickelt ?
  6. Braucht die TITAN one PV-Batterie ein BMS (Batterie Management System)?
  7. Woher kommen die Lithium Titanat Akku Zellen ?
  8. Was kostet die TITAN one ?
  9. Wie komme ich zu einer TITAN one Batterie ?
  10. Schreiben Sie uns...

1. Die besonderen Merkmale der TITAN one Batterie

  • Die TITAN one ist eine einfache 48 Volt Selbstbau-Photovoltaik-Heim-Batterie.
  • Bei der TITAN one kommen Lithium Titanat Akkuzellen zum Einsatz, sie sind absolut wartungsfrei und die sichersten und langlebigsten Lithiumzellen am Markt.
  • Die TITAN one ist eine Standalone-Batterie, die ohne Elektronik mit Optimierungssoftware und Verbindung zum Internet auskommt und sie benötigt keine Flüssigkeitskühlung. Sie ist sehr robust und langlebig.
  • Die TITAN one kann mit allen Wechselrichtern und Ladegeräten betrieben werden, deren wichtigste Werte einstellbar sind.
  • Die TITAN one besitzt zwei passive Module (ohne eigene Stromversorgung), das eine schützt die Batterie gegen Fehlbedienung, das andere gleicht die Zellspannungen sowohl beim Laden als auch beim Entladen ständig aus.
  • Die TITAN one ist eine "grüne Batterie", weil sie keine gefährlichen oder giftigen Stoffe enthält und durch ihre lange Lebensdauer sehr nachhaltig ist.

2. Wer braucht eine PV-Batterie ?

  • Alle Hausbesitzer, die eine Photovoltaikanlage in Betrieb haben und bisher ins öffentliche Netz eingespeist haben. Wenn sie ihren erzeugten Strom selbst verbrauchen wollen, weil die Einspeisetarife sehr niedrig sind, dann brauchen sie eine PV-Batterie.
  • Jene Hausbesitzer die auf Sicherheit setzen und im Fall eines Stromausfalles ihr Haus weiter mit Energie versorgen wollen. Viele Heizungen, Alarmanlagen, Kontrollgeräte, usw. brauchen einfach Netz-Strom, sonst funktionieren sie nicht. Eine geladene Batterie sorgt für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung.
  • Andere wollen nur in der Nacht, wenn keine Sonne scheint und die PV-Anlage keinen Strom liefert, ihr Haus mit Batterie-Strom versorgen.
  • Manche entlegene Häuser haben keinen Zugang zum öffentlichen Stromnetz. Eine Kombination von PV-Modulen, Off-Grid Wechselrichter/Ladegerät, Notstromgenerator und einer PV-Batterie kann hier eine Lösung darstellen.

3. Was kann die TITAN one Batterie ?

Die TITAN one ist eine Batterie, die für 48V Photovoltaik-Systeme gebaut wurde und aus Lithium Titanat Zellen besteht. Sie speichert den Sonnenstrom, der von den Photovoltaikpaneelen über Wechselrichter/Ladegerät Einheiten oder Einzelladegeräten zur Verfügung gestellt wird. Abhängig von der verwendeten PV-Elektronik und den Vorstellungen der PV-Betreiber, kann die TITAN one folgende Aufgaben übernehmen:
  • die Nachtstromversorgung
  • die gesamte Hausstromversorgung (1 oder 3 phasig) im Inselbetrieb
  • die Hausstromversorgung (1 oder 3 phasig) im Netzparallelbetrieb
  • die Stromversorgung bei Netzausfall
"Lithium Titanat Batterien gehören zu den sichersten und langlebigsten Batterien auf dem Markt!"

Betrieben werden kann die TITAN one in einem maximalen Spannungsbereich von 44V bis 55V (entladen bis 44V - laden bis 55V), das garantiert höchste Lebensdauer bei maximal nutzbarer Kapazität. Die Batterie arbeitet wartungsfrei, unauffällig und autonom. Sie braucht nicht über Kommunikationssysteme (CAN Bus, ...) mit anderen Komponenten verbunden zu werden. Je einfacher ein System ist, desto leichter kann man es verstehen und (auch selbst) reparieren. Hochkomplexe Systeme fallen viel öfters aus als einfache Lösungen, wie die TITAN one Batterie mit ihrem passivem BMS. Wenn überhaupt bei unserer PV-Batterie Probleme zu erwarten sind, dann kann jeder, der mit einem Voltmeter umgehen kann, den Fehler schnell selbst ermitteln.


Die technischen Voraussetzungen die eine PV-Anlage erfüllen muss, wenn an sie die TITAN one Batterie angeschlossen werden soll:

  • Nennspannung: 50,6V (Konfiguration der Zellen: 22S4P)
  • Max. Dauerstrombelastung Entladen/Laden: 150A (Grenze vom BMS vorgegeben)
  • Um eine lange Lebensdauer zu erreichen sollten kurzzeitige Spitzenströme nicht höher als C/2 sein und Dauerströme nicht mehr als C/5!
  • Empfehlung für TITAN one 6 kWh: Spitzenstrom 60A, Dauerstrom kleiner 30A (Laden und Entladen)
  • Empfehlung für TITAN one 11 kWh: Spitzenstrom 110A, Dauerstrom kleiner 50A (Laden und Entladen)
  • Ladeschlussspannung:  max. 55,0V (muss von Ladegerät gegeben sein)
  • Ladekennlinie: Lithium-Kennlinie  (laden bis 55V erreicht ist, Spannung wird gehalten, sinkender Strom, Ende des Ladevorgangs)
  • Erhaltungsladung: ist möglich, Erhaltungsspannung zB. 53V, Ende der Erhaltungsladung, wenn die Sonne untergeht!
  • Entladeschlussspannung: 44V bis 46V (umschalten auf Netzstrom oder laden vom Netz, wenn kein PV-Strom verfügbar)
  • Sicherheitsabschaltspannung: 42V (wenn kein Netz und kein PV-Strom vorhanden)
Alle oben angeführten Werte müssen von Wechselrichter und/oder vom Ladegerät einstellbar sein!
Keine fest eingestellte Ladekennlinie von zB. Bleibatterien verwenden!

Anmerkung:
Man erreicht bei Lithium Akkus allgemein eine höhere Lebensdauer, wenn man die technischen Spannungsgrenzen beim Laden und Entladen der Batterie nicht vollständig ausreizt. Daher sind bei der Lithium Titanat Batterie TITAN one die Idealgrenzen 44V bis 55V. Die praktische tägliche Kapazität liegt immer etwas unter der Nennkapazität. Die Nennkapazität ist ein Wert mit dem man Größen von Batterien vergleichen kann. Lithium Batterien nutzen ca. 80-90% der Nennkapazität, Bleibatterien vergleichsweise weniger als 50%.
Hohe Ströme, besonders über einen längeren Zeitraum sind immer und für alle Batterietypen schlecht, sie verkleineren die nutzbare Kapazität und sie können die Lebensdauer der Batterie verkürzen! Man sollte immer darauf achten, dass Ladeströme und Entladeströme einer Batterie möglicht niedrig sind, nur so kann eine lange Lebensdauer erreicht werden! (Beachten sie das bitte bei der Auswahl ihrer Batterie)

4. Welche Kapazitäten gibt es für die TITAN one Batterie ?

Die TITAN one gibt es in 4 Größen (Nennkapazitäten): 6kWh, 7kWh, 8kWh und 11kWh.
Unsere PV-Batterie ist für verschiedene Lithium Titanat Zellengrößen konstruiert um auch in Zukunft noch flexibel einsetzbar zu sein. Die Zellkapazitäten reichen zur Zeit von 30Ah bis 55Ah (später wahrscheinlich noch höher) und sind durch Parallel- und Seriellschalten miteinander zu der PV-Batterie verbunden.
Die Nennkapazitäten können durch Parallelschalten ganzer TITAN one Batterien verdoppelt, verdreifacht, usw. werden (zB. die 11kWh Batterie kann so zu einer Großbatterie mit 22kWh, 33kWh oder mehr werden, je nach Bedarf und der Photovoltaikfläche, die man zur Verfügung hat.
Die Gehäusegröße für die 6 bis 8kWh TITAN one Batterie beträgt ca. 750 x 1200 x 500mm (BxHxT). Die große 11kWh Batterie ist um ca. 200mm breiter.


Anmerkung:
Jedes Haus hat einen unterschiedlichen Strombedarf, jeder hat verschiedene Verbraucher mit unterschiedlichen Leistungen in Verwendung, jeder Hausbesitzer hat andere Vorstellungen. Es gibt die Berufsgruppe der Solarteure, die individuelle Auslegungen von PV-Anlagen ermitteln können. Eine Batterie kann im Prinzip nicht groß genug sein, aber zu viel Solarmodule sind oft verschwendetes Geld, wenn man den selbst erzeugten Sonnenstrom selbst verbrauchen will. Hier kann es vorkommen, dass die Batterie am Vormittag schon voll ist und die PV-Module arbeitslos sind. Jetzt müsste man ins Netz einspeisen, bekommt aber zu wenig Geld dafür. Daher ist eine gute Planung sehr wichtig, wenn man sparen will!

5. Warum hat der Verein ZWV die TITAN one entwickelt ?

Der Verein ZWV hat sich Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit groß auf seine Fahnen geschrieben. Die TITAN one Batterie ist aus Lithium Titanat Akkuzellen zusammengesetzt und die Zellen erfüllen diese Bedingungen wie keine andere Batterie. 10x längere Lebensdauer (im Laborvergleich) als die Lithium Zellen die zur Zeit in PV-Batterien eingebaut werden. Lithium Titanat Zellen haben keine giftige oder umweltgefährdende Stoffe und sie sind die sichersten Lithium-Akkuzellen am Markt. Thermisches Durchgehen und Brandgefahr ist praktisch nicht gegeben.


Die TITAN one in Test
Jede Zellgruppe ist mit dem BMS verbunden
Die 2 Zelltuerme werden durch dicke Kabel miteinander verbunden

Der 1. Prototyp der TITAN one Batterie


Ein Vergleich der Ladezyklen von gänigen PV-Batteriezellen (das sind Vergleichslaborwerte, die praktischen Zyklen können abweichen):
Bleibatterie: 300-500 Zyklen
Lithium Eisen Phosphat Akku: 2000-3000 Zyklen
Lithium Titanat Akku: 20.000-30.000 Zyklen
Powerwall mit 18650er Zellen: 1000-1200 Zyklen, aber ethisch bedenklich wegen Verwendung von Kobalt (Kinderarbeit im Kongo)
Nickel Eisen Akku: hohe Zyklenanzahl nur mit hohem Wartungsaufwand erreichbar, in der Industrie gut, als Heimbatterie eher nicht geeignet

Anmerkung:
Ladezyklen lassen sich nicht direkt in Lebensdauer umrechen, denn es gibt auch die Zellalterung. Normale Lithium Ionen Zellen altern bereits ab Herstellungsdatum. Die Lithium Titanat Zelle ist mit einer gesinterten negativen Elektrode ausgestattet, die so dem Hauptgrund der Zellalterung entgegenwirkt.
Die TITAN one Batterie ist als Selbstbau-Batterie konzipiert. Das heißt Sie bekommen alle Teile von den Batteriezellen bis zum Gehäuse (Schrank) und können diese dann mit Hilfe einer einfachen Anleitung zusammenbauen. Dadurch bekommen sie ein Gefühl für diese PV-Batterie und wissen worauf es ankommt. Sie können gewisse Spannungen selbst nachmessen, aber einmal montiert und angeschlossen arbeitet die TITAN one unauffällig und wartungsfrei.
Die Lithium Titanat Zellen sind teurer als herkömmliche Batteriezellen und deshalb bietet der Selbstbau die Möglichkeit Geld zu sparen!


6. Braucht die TITAN one PV-Batterie ein BMS?

Ganz einfach gesagt, JA. Ein BMS (Batterie Management System) gleicht nicht nur die Spannungen der Zellen bzw. der Zellgruppen beim Laden und Entladen aus, es schützt auch die ganze Batterie bei Überspannung, Unterspannung, Kurzschluss, usw. Das Ausgleichen der Zellspannungen ist auch wichtig für die bestmögliche Ausnutzung der Kapazität der Batterie. Ohne BMS würden die Zellspannungen mit der Zeit auseinanderlaufen und so würden die Zellen Schaden nehmen, was sich wieder durch schlechtere Kapazität bemerkbar macht. Unser TITAN BMS ist wichtig und ein Sicherheitsmerkmal für eine lange Lebensdauer.


7. Woher kommen die Lithium Titanat Akku Zellen ?

Die LTO-Zellen, die wir in unsere TITAN one PV-Batterie einbauen, kommen von der Firma Yinlong Energy aus China. Dieser Konzern forscht, entwickelt und produziert nicht nur im Bereich der Lithium Akkus, sondern er baut auch Elektrobusse für große chinesische Metropolen. Da Yinlong Energy nicht an Einzel- und Kleinabnehmer verkauft, beziehen wir unsere Zellen von einem großen Hersteller/Händler, der selbst andere chinesische Firmen mit LTO-Zellen beliefert und beste Kontakte zu Yinlong Energy hat. Das garantiert einen günstigen Preis und beste Qualität und wir bekommen immer wieder sehr gute Angebote diverser LTO Zellengrößen.

Die 40Ah Yinlong LTO Zelle
Die 55Ah Lithium Titanat Zelle

Die 40AH LTO Zellen und die langen 55Ah Zellen



8. Was kostet die TITAN one ?

Es gibt für die TITAN one PV-Batterie keinen Fixpreis, weil sie ja nicht als Fertigbatterie verkauft wird, sondern als Bausatz. Die TITAN one besteht aus verschiedenen Teilen und Sie können alle Teile oder nur bestimmte Teile davon kaufen. Der Preis für die Batteriezellen richtet sich nach den Marktpreisen und natürlich nach der Zellgröße. Variabel können noch die Kosten für den  Transport sein, alle anderen Teile haben relativ konstante Preise. Vor dem Start einer Sammelbstellung (siehe auch "Allgemeine Informationen") stehen die Preise allerdings fest.



Bestandteile und Preise der TITAN one Batterie:

TITAN one Basiskomponenten:
  • 88 LTO-Zellen (inkl. Muttern, Beilagscheiben und Sicherungsscheiben, alles rostfrei) - siehe Zellenpreise
  • BMS (zwei Module in je einem Gehäuse, verkabelt und auf einer Platte montiert) - 1200 Euro
  • Zellgruppenverbindungsbleche (Aluminium) - 200 Euro
TITAN one erweiterte Komponenten:
  • Satz 48V Batteriekabel D=35mm² (Länge 2m ab Batterieschrank, längere Kabel möglich!) - 100 Euro
  • Satz Zellhalterungen aus Holz (inkl. Boden- und Deckplatte, keine Diagonalversteifung) - 650 Euro
  • Batterieschrank Stahlblech (weiß) - 300 Euro
  • Abdeckkappen für M12 Zellschrauben, Kunststoff - 50 Euro
  • Drehmomentschlüssel für Zellschrauben (inkl. Adapter und 19er Steckschlüssel) - ca. 100 Euro
Eine komplette TITAN one Batterie kostet dann je nach Angebot und Größe der LTO Zellen zwischen 5800 und 9000 Euro.
Die Basis TITAN one Batterie besteht aus 88 LTO Zellen, dem BMS und den Zellverbindungsblechen. Alle anderen Komponenten können auch selbst besorgt oder hergestellt werden! Die minimalen Basiskosten betragen dann ca. 4600 Euro, je nach Zellenangebot.
Es können auch nur die Batteriezellen bestellt werden - siehe Lithiumzellen
Alle Preise sind inkl. 20% Umsatzsteuer
(Der Drehmomentschlüssel kann auch beim Verein ZWV gegen einen Beitrag für die Selbstmontage ausgeborgt werden.)


Die TITAN one mit neuem BMS
Die TITAN one PV-Batterie
Die 2 BMS Module der TITAN one

Die TITAN one mit dem neuen BMS funktioniert wie geplant perfekt



9. Wie komme ich zu einer TITAN one Batterie?

Sie melden sich beim Verein ZukunftsWerkstatt Verkehr und wir tragen Sie unverbindlich in die Liste der nächsten Sammelbestellung ein. Kurz vor den Start der Sammelbestellung stehen die Preise fest und Sie können mitmachen oder auch verzichten. Weitere Infos zum Ablauf finden Sie dazu unter "Allgemeine Informationen".