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Im Jahre 2017 habe ich ein Projekt mit Raspberry Pi und Sensoren zur Strom- uns Spannungsmessung umgesetzt. Es geht darum 2 PV Anlagen zu visualisieren und für Schulungen zu verwenden. (1,25 kWp und 2,5 kWp) Dazu habe ich einen Raspberry Pi verwendet, 2 Experimentalplatinen und je 2 Stromsensoren und Spannungssensoren. Ziel war es die PV Erträge darzustellen: Aktuell, Monatlich, Jährlich und die Daten zum Bearbeiten auf einen Stick zu speichern. Funktioniert seitdem tadellos. Mit einer Ausnahme: Die 5 Tasten auf der Platine habe ich mit längeren Kabeln zu einem externen Tastenfeld geleitet. Das führte zu Störungen. jetzt mache ich das mit 5 Relais, das Ergebnis ist perfekt.
In einer oberen Kiste habe ich die Verkabelung der PV - Leitungen und der Sensoren untergebracht:
Von oben kommen die PV Leitungen an. Die Kabel quer im Bild gehen zum Generatoranschlusskasten mit den heute vorgeschriebenen Überspannungsableitern, das hab ich vor einiger Zeit nachinstalliert.
Zwischen den großen Anschlussklemmen sind die beiden Strommesszangen, die beiden blauen Kammeraden messen die Spannung.
Die Ausgänge der Sensoren kann z.B. 0 bis 5 Volt sein. Man muss die Sensoren entsprechend bestellen. Z.B. bis 20 A. Spannung 0 - 5 Volt oder 0 bis 10 V. Es gibt da verschiedene Optionen. Diese Spannung könnte man auch mit einem Shelly Addon messen und verarbeiten. Der kann ja 0 bis 10 Volt messen.
Unten rechts ist ein Gleichstromzähler für das größere PV System
Die untere Kiste verarbeitet die Signale der oberen Kiste:
Oben ist ein Raspberry Pi, läuft seit 2017 problemlos im Dauerbetrieb. Einige meinten der gehe jedes Jahr kaputt. Unten ist eine 5 V Spannungsquelle für den Raspberry. Rechts daneben 2 Experimentierplatinen die je 2 Eingänge haben und die Strom- und Spannungswerte von der oberen Kiste aufnehmen. Etwas suboptimal sind die 5 nachträglich installierten Relais, funzt aber top.
Die Werte werden nun dargestellt auf einem Bildschirm:
Im Tagesverlauf erscheinen die Werte als Balken. Rechts daneben der 2 Minuten Durchschnittswert. Oben die Zahlenwerte. Diese Ansicht kann man umschalten auf Monat und Jahr. Es sind 2 PV Systeme PV1 (jetzt 1,25 kWp, muss ich noch ändern) und PV2, 2,5 kWp.
Die Strommessung erfolgt mit diesen Wandlern:
Dieser Bildausschnitt ist gedreht, im Original sind die anders herum eingebaut, da die Stromrichtung beachtet werden muss. Ausgegeben wird eine Gleichspannung proportional zum Strom.
Die Spannung wird mit diesen Teilen gemessen. Auch hier wird die Spannung von derzeit 267 V bei PV2 als DC Signal unter 10 V ausgegeben.
Der Preis ist auszuhalten, hier ein aktuelles Angebot für einen DC Stromsensor.
Man kann wählen ob die bidirektional sein sollen oder nicht. Bei einer Batterieladung ist das nötig, bei den PV Modulen nicht.
Ich befürchte, dass wir demnächst Insel PV Anlagen brauchen mit Notstromfunktion und völlig vom Netz getrennt. Wir installieren eine nicht zu große PV, eine etwas groß dimensionierte Batterie dazu. Über einen Wechselrichter werden dann die 230 V Geräte versorgt und im Notfall die Batterie vom Netz her nachgeladen. Damit speist man garantiert nicht ein und umgeht damit die neuen Netzgebühren. Mit Shellys könnte man das tatsächlich managen. Ich hab hier ein Python Programm, welches mir mein Sohn gestrickt hat, verwendet.
Ich hoffe ich konnte ein paar Anregungen geben für die Strom- und Spannungsmessung in PV Anlagen.
Auf zum Baggersee 
