48V Solar Speicher Akku-Rack selber bauen

Um einen großen 48V LiFePo4 Speicher (Akku) für seine Solaranlage, egal ob Inselanlage, Einspeiseanlage, Nulleinspeisung oder Notstromversorgung, selbst aufzubauen, bieten sich sogenannte 48V Speicher in stapelbarer Rack-Bauweise besonders gut an. Diese 48V Akkus sind sehr flach und kompakt und haben zudem ein  sehr schönes Metallgehäuse, was den Akku besonders gut schützt. Der große Vorteil ist jedoch, dass man diese Speicher über ein passendes Rack bzw. Regal sehr gut übereinanderstapeln und parallel schalten kann. Dadurch lassen sich sehr leicht platzsparende Solarspeicher mit hoher Speicherkapazität errichten. In diesem Artikel erläutere ich, was man beim Kauf eines solchen LiFePo4 Akkus und Rack Bauform beachten sollte. Zudem zeige ich euch wie ich mein Rack ganz einfach und stabil aufgebaut habe, was man für Material braucht und wie ich meinen Speicher verkabelt und abgesichert habe.

Bevor ich etwas näher auf den selbst aufgebauten DIY Solarspeicher im kompakten Rack-Format eingehe, möchte ich darauf hinweisen, dass sich dieser Artikel mehr an etwas erfahrenere Anwender mit gewissen Elektro-Grundkenntnissen wendet die über den DIY-Eigenbau einer kleineren bis mittleren Solaranlage nachdenken. Arbeiten an so großen Akkus sind nicht ungefährlich. Fehler oder sogar ein Kurzschluss können aufgrund des enormen Stromes erhebliche Verletzungen verursachen oder Brände auslösen.    Wer diesbezüglich keinerlei Elektro-Kenntnisse & Erfahrungen hat und vielleicht nur Speicher für ein kleineres 1000 bis max. 2000W Balkonkraftwerk bauen will, sollte lieber zu steckbaren Lösungen greifen. Diese können gewöhnlich auch von Laien sehr einfach in Betrieb genommen werden, siehe dazu die hier verlinkten Artikel , dort findet ihr Tipps und Tutorials zu wirklich guten einfacheren steckbaren Lösungen.

Wie unterscheidet sich ein 48V Rack Speicher zu einem herkömmlichem 48V Akku?

Wie bereits erwähnt, ein LiFePo4-Rack-Speicher und ein normaler 48V LiFePo4-Akku unterscheiden sich hauptsächlich in ihrem Design. Von der Technik und von der Anwendung sind sie im Grunde genauso verwendbar wie herkömmliche Akkus in der üblichen Blockbauweise.

Wie man aber schon aus der Bauform sieht, sind Rack Akkus vorwiegend für den stationären Einsatz als Solarspeicher im eigenen Haus oder als Notstromspeicher in einem Rechenzentrum geeignet. Die Bauform ist oft standardisiert (z. B. 19-Zoll-Rack-Mount) und modular, was bedeutet, dass mehrere Einheiten einfach gestapelt und verbunden werden können, um die Gesamtkapazität oder Leistung zu erhöhen. Dies macht sie ideal für Anwendungen, wo eine flexible und erweiterbare Speicherlösung gewünscht wird.
Ausgestattet sind Rack-Batterien  natürlich genauso wie herkömmliche LiFePo4-Akkus mit einem eingebauten BMS (Batteriemanagementsystem), was die Akkus überwacht und im Fehlerfall den Akku abschaltet oder auch nur Ladung oder Entladung  blockiert. Der Überladeschutz, Tiefentladungsschutz und die Temperaturüberwachung sind also gewöhnlich nicht nennenswert anders als in gewöhnlichen LiFePo4-Akkus in Blockbauweise. Der einzige Unterschied ist, dass herkömmliche Blockbatterien die digitalen Schnittstellen des BMS gewöhnlich nicht per Kabel nach außen führen. Viele Rack-Batterien dagegen führen eine oder mehrere digitale Schnittstellen des BMS (wie RS485 / Can-Bus usw.) nach außen, um auch eine Überwachung durch einen Wechselrichter oder andere Steuereinheit (z. B. Zentralcomputer Victron Cerbo*) zu ermöglichen. Ein oft verwendeter Rack-Speicher mit digitaler Schnittstelle seht ihr unten im Bild, eine Rack-Batterie ohne Schnittstelle seht ihr oben.

Einige moderne Blockbatterien*  oder auch DIY-Akkus mit modernem BMS stellen als Alternative dafür eine Smartphone-App mit Bluetooth Verbindung bereit, was im Prinzip die gleichen Informationen liefert. Die Spannung einzelner Zellen kann per Bluetooth aber oft nur manuell und nicht zentral überwacht werden, was sicherlich ein gewisser Nachteil sein kann, insbesondere wenn Anwender etwas weniger Akku-Grundkenntnisse besitzen und ihre Anlage nicht regelmäßig kontrollieren können.
Ob man die digitalen Schnittstellen nutzt oder braucht, kommt somit auf den Anwendungsfall und die Fachkenntnisse an. Man kann einen guten sicheren Speicher natürlich auch ohne Verwendung dieser Schnittstellen aufbauen, man kann sich dadurch sogar einige Probleme und Inkompatibilitäten ersparen und einiges beim Aufbau vereinfachen. Generell wird der Vorteil von einem BMS Bus-System in den sozialen Medien etwas überschätzt, es ist aber in jedem Fall empfehlenswert wenn der Solaranlagen-Betreiber selbst weniger Solar-Kenntnisse besitzt oder seine Anlage nicht selbst ausreichend gut überwachen kann. In so einem Fall sollte man aber am besten die komplette Anlage sowieso von einem Fachmann konfigurieren und installieren lassen!
Ich persönlich nutze für meinen Speicher keine dieser digitalen BMS-Schnittstellen. Dies hat für mich den Vorteil, dass ich nahezu alle Speicher unabhängig vom Hersteller nutzen und sogar kombinieren kann und ich so auch selbst etwas mehr direkte Kontrolle über die Steuerung des Akkus habe. Aber wie gesagt, des würde ich allerdings nur Leuten empfehlen, die ebenfalls Elektro-Kenntnisse haben und das Verhalten von LiFePo4 Akku-Zellen gut kennen.
Ich nutze daher mehrere 48V Akkus vom Typ LiTime* (siehe LiTime Test). Wie man auch ohne BMS-Schnittstelle den Ladezustand digital mit einem Victron Cerbo* überwachen kann und wie man den Akku mit anderen kombinieren kann, werde ich euch in einem der nächsten Artikel oder Videos (siehe mein Videokanal) näher erläutern. Und wie so ein BMS aussieht und was so ein BMS genau leistet könnt ihr bereits in zahlreichen anderen Artikeln  in diesem Blog nachlesen  (siehe z. B. 12V LiFePo4 Akku bauen, 24V LiFePo4 Akku bauen oder den Akku-Tests), es lohnt sich auch da mal rein zu schauen, um ein besseres Verständnis dafür zu bekommen. Fast alle Artikel beinhalten auch Videos, welche viele Aspekte zusätzlich verdeutlichen.
Neben diesen digitalen Schnittstellen haben Rack-Batterien  gewöhnlich auch ein stabiles Metallgehäuse, was Batterien mehr Schutz gibt. Auch einen Brand kann ein Metallgehäuse sicher besser vermeiden als viele Kunststoffgehäuse. LiFePo4-Akkus sind aber bekanntlich sehr sicher und brennen gewöhnlich nicht. Man darf als LiFePo4 Akkus (Lithium Eisenphosphat) nicht mit den Lithium-Akkus im Smartphone verwechseln. Smartphone-Akkus sind um ein Vielfaches gefährlicher, was die Selbstentzündung betrifft! Oft bieten Rack-Akkus gegenüber Blockbatterien auch noch einen zusätzlichen Ein- und  Ausschalter oder einen Sicherungsautomaten wie beispielsweise die LiTime Rack Batterie.  In manchen Fällen ist auch noch ein Display vorhanden, welches Kapazität, Spannungen und Ströme anzeigt oder sogar eine  BMS-Konfiguration gestattet.

Auf was sollte man beim Kauf von Rack Akkus achten?

Neben dem Preis gibt es schon einige Aspekte, die ihr bei der Auswahl eines Rack-Akkus im Auge haben solltet, damit ihr viele Jahre und vielleicht sogar Jahrzehnte damit zufrieden seid. Nicht alle Akkus nutzen gleich gute Zellen bzw. sind gleich gut verarbeitet! Einige Punkte, die ich für wichtig halte, möchte ich euch hier kurz und neutral erläutern:

Beim Kauf eines Rack-Akkus oder stapelbaren Akkus sollte man darauf achten, dass die Zellen in diesen Speichern hochkant im Gehäuse stehen. Zwar geben einige Zellen-Hersteller auch an, dass ihre Zellen liegend genutzt werden können, aber das ist laut einiger Experten keineswegs bei allen Zellen vorteilhaft. Es besteht die Gefahr, dass prismatische Zellen bei anderer Lagerung schneller altern oder weniger Ladezyklen ermöglichen als stehende Zellen. Wärmeentwicklung, Elektrolyt-Verteilung oder auch Ablagerungen werden da manchmal als Grund vermutet. Mir sind zwar bislang noch keine belegbaren Zahlen und Tests dazu bekannt, jedoch halte ich es schon für sehr wahrscheinlich, dass da etwas dran ist. Ich würde daher auf Nummer sicher gehen und nur Speicher kaufen, wo stehende Zellen verarbeitet werden!

Man sollte beim Kauf darauf achten, ob die Rack-Batterie aus 15 oder 16 Zellen besteht, denn es wird derzeit von mehreren Herstellern beides nicht selten als 48V Akku angeboten, obwohl die tatsächliche Spannung unterschiedlich ist. Ein 48V LiFePo4 Akku, der aus 15 Zellen besteht, hat tatsächlich eine Nennspannung von genau 48V (15×3,2V=48V). Ein 48V LiFePo4 Akku mit 16 Zellen hat dagegen eine Nennspannung von 51,2V (16×3,2V=51,2V).  Trotz dieser unterschiedlichen Spannung werden beide Akkus oft als 48V Akku beworben und verkauft, also immer auf das Kleingedruckte achten, dort sollte die richtige Spannung und auch die Zellenanzahl genannt werden. Es dürfen niemals Akkus mit 15 und mit 16  Zellen parallel geschaltet werden, ihr müsst also immer bei einer Sorte bleiben!
Die meisten Wechselrichter, die ihr vermutlich an den Akkus betreiben wollt, arbeiten sowohl mit 15 und mit 16 Zellen, bei vielen Wechselrichtern wie zum Beispiel den MultiPlus II* kann man die Eingangsspannung einfach anpassen. Auch Wechselrichter wie Lumentree oder Sun arbeiten genauso gut mit 15 als auch 16 Zellen!  Die meisten der angebotenen Akkus werden heute mit 16 Zellen angeboten, weil bei vielen Einsteigern das Vorurteil herrscht, „Je höher die Spannung, desto besser“.  Wie ihr auf meiner Empfehlungsseite schon lange nachlesen könnt, empfehle ich immer 15 Zellen Speicher, wenn ihr nur zwei Solarmodule in Reihe schalten könnt oder wollt. Ein 16-Zellen-Akku benötigt zum schnellen Laden in etwa eine Ladespannung von über 58,4V. Das heißt am Laderegler-Eingang sollte diese Spannung sogar noch etwas höher sein, damit der MPPT-Tracker ordentlich und effizient arbeiten kann. Hier kann, je nach Solarmodul, die MPP-Spannung der Solarmodule schon mal knapp werden. Eine ungünstige Ausrichtung oder das kleinste Wölkchen genügt, um den Laderegler auszubremsen, hier hat man einfach bei einem 15-Zellen-Akku Vorteile, weil es 3,65V weniger Ladespannung braucht, um mit maximaler Leistung zu laden! Ihr könnt also langfristig mehr Energie sparen, wenn ihr auf 15 Zellen setzt, leider wird dieser Aspekt in vielen Videos und Tutorials nicht angesprochen, sondern pauschal immer 16 Zellen empfohlen!  Empfehlenswerte Rack-Akkus mit 15 Zellen  wären beispielsweise der von mir verwendete LiTime-Rack Batterie  (Bezug über Hersteller* oder Amazon* )  oder der Pylontech US5000 (gibt es bei Reichelt* o. Amazon*). Beide haben gleiche Kapazität und Größe.

Überlegt euch, wie viel Kapazität euer Solarspeicher insgesamt haben solltet. Hierzu gibt es viele Berechnungsmethoden, aber alle taugen nur begrenzt was. Im Wesentlichen hängt es von der Größe eurer Solaranlage, aber natürlich auch eurem Stromverbrauch ab.  Pauschal kann man sagen, dass die meisten Speicher zwischen 5 kWh und 30 kWh groß sind. Unter ca. 4,8 kWh fängt man bei einem Rack-Speicher gewöhnlich selten an. Achtet darauf, wie viel Rack-Speicher ihr stapeln und parallel schalten könnt. Manche Hersteller begrenzen diese Anzahl, oft zum Beispiel auch aus Gewichtsgründen. Bei dem von mir verwendeten  LiTime-Akku (Amazon*) dürfen beispielsweise nur 4 Akkus gestapelt werden, die maximale Kapazität wäre somit auf 19,2 kWh begrenzt. Allerdings ist das auch schon eine sehr ordentliche Speicherleistung!

Achtet darauf, dass der Akku gut verarbeitet ist. Immer wieder hört man, dass Leute fertige Speicher gekauft haben, wo man dann innen einige lockere Schrauben gefunden hat. Eine lockere Schraube stellt bei diesen Batterieströmen eine große Gefahrenquelle dar, es können durchaus Brände dadurch entstehen. Da man vor dem Kauf selten in das Innenleben eines Akkus schauen kann, achtet darauf, dass ihr keine Akkus kauft, die in Tests oder bei Kunden schon öfters auffällig waren. Hilfreich sind auch seriöse Akku-Testberichte, natürlich auch unsere Berichte im Tüftler Videokanal oder hier im Blog. Und verabschiedet euch auch von dem Vorurteil, dass alles aus China in der Qualität schlechter sein muss als hier aus einem deutschen Laden, das kann nämlich auch mal andersrum sein! Es kommen sowieso fast alle Akkus aus China, egal was hier für ein  Etikett draufgeklebt wird, also das Land ist sicher heute kein Qualitätsmerkmal mehr! Ich persönlich kann beispielsweise die LiTime-Rack Batterie die ihr über Hersteller* oder Amazon* bekommt, von der Verarbeitung her nur empfehlen, wenn ihr keine digitale Schnittstelle braucht. Bevorzugt man eine digitale Schnittstelle, so kann ich den Pylontech US5000 (gibts bei Reichelt* o. Amazon*) mit etwa gleicher Größe und Kapazität empfehlen . Kauft auf keinen Fall einen unbekannten No-Name-Akku, den noch niemand seriös getestet oder länger genutzt hat.

Und wie schon ausführlicher angesprochen, überlegt euch, ob ihr eine digitale Schnittstelle braucht oder nicht. Da ist dann auch ganz entscheidend, was ihr mit dem Akku machen wollt und welchen Wechselrichter ihr anschließen wollt. Es gibt einige Wechselrichter, die eine digitale Schnittstelle wie eine RS485 oder auch einen CAN-Bus voraussetzen, damit man den Akku überhaupt verwenden kann. In so einem Fall müsst ihr aber nicht nur schauen, dass eine passende Schnittstelle vorhanden ist, nein sie muss auch noch das gleiche Protokoll wie der Wechselrichter nutzen. Vereinfacht gesagt, Akku und Wechselrichter müssen die gleiche Sprache sprechen können. Manche Wechselrichter unterstützen mehrere Protokolle und manche Batterien ebenfalls, da muss man dann schauen, ob sie ein übereinstimmendes Protokoll beherrschen. Im Zweifel bei dem Anbieter nachfragen, ob ein bestimmter Wechselrichter auch wirklich die jeweilige Akku-Schnittstelle unterstützt!
Auf der anderen Seite gibt es auch viele Wechselrichter, die keine digitale Schnittstelle benötigen. In so einem Fall kann man natürlich auch Akkus ohne Schnittstelle kaufen und manchmal etwas Geld sparen.
Insbesondere viele Inselwechselrichter, aber auch Einspeisewechselrichter wie Lumentree oder Sun benötigen keinerlei Schnittstelle, für diese reicht quasi der Plus- und Minus-Pol völlig aus da sie sich an der Spannung orientieren. Aber auch größere Geräte wie beispielsweise von Victron, zum Beispiel der MultiPlus II* oder auch ein Victron Cerbo*, kommen wahlweise mit als auch ohne digitale Schnittstelle am Akku aus. Messwerte wie die genaue Kapazität, und die Ströme lassen sich auch über einen digitalen Shunt wie dem von Victron Smart Shunt* sehr genau ermitteln. Ein solcher Shunt wird einfach in die Minus-Leitung vor dem Akku oder auch die Akkus geschaltet, aber auch das habe ich schon in einem Video/Artikel gezeigt.
Überlegt euch also vorher, was ihr kombinieren wollt und ob eine passende Schnittstelle vorhanden sein muss. Von der Leistung und Effektivität haben Akkus mit digitaler Schnittstelle keinen Vorteil, bei richtiger Anpassung und Konfiguration können Anlagen mit und ohne digitale Kommunikation am Ende genauso gut arbeiten.
Geräte mit digitaler Schnittstelle können aber manchmal über eine Zentraleinheit wie dem Cerbo frühzeitiger auf ein Fehlverhalten aufmerksam machen. Auch können sie in manchen Fällen, besonders wenn man mehrere Batteriebanken nutzt, das System im Fehlerfall manchmal besser komplett herunterfahren!  Also, eine digitale Schnittstelle ist nicht verkehrt und kann bei richtiger Konfiguration und Anwendung auch einen gewissen Sicherheitsvorteil besitzen. Im Zweifel also lieber einen Akku mit passender Schnittstelle kaufen, man muss sie ja nicht zwingend nutzen. Ist das nicht möglich, sollte man über einen digitalen Smartshunt* nachdenken, auch dieser kann Spannung, Strom und Kapazität eines Speichers gut mit App oder besser mit Cerbo* überwachen. Man sollte sich aber niemals nur auf die digitalen Meldungen per App oder Webinterface verlassen. Eine richtige Absicherung und regelmäßige manuelle Kontrolle der Spannungen und Ströme sind bei jedem Speicher empfehlenswert. Bei gravierenden Problemen sollten die jeweiligen Akkus aber selbstständig abschalten, ganz unabhängig von irgendwelchen Schnittstellen!  Ein empfehlenswerter Rack-Akku mit 15 Zellen und digitaler Schnittstelle wäre beispielsweise der Pylontech US5000 Akku (gibt es bei Reichelt* o. Amazon*). Dieser sollte genau wie der LiTime Akku auch in unser unteres Selbstbau Rack passen.

Möchte man den Speicher für eine Solaranlage nutzen, die mehr als die 800W eines Balkonkraftwerkes einspeist, so muss gewöhnlich der Speicher auch durch eine Elektrofirma angemeldet und genau angegeben werden, ansonsten fällt das schnell unter Guerilla PV. Achtet beim Kauf darauf, dass dies bei dem gewählten Akku möglich ist (Kennzeichnungen wie CE, UL sollten vorhanden sein). Bei Inselanlagen fällt dieser Anmeldeaufwand weg, aber dennoch sollten natürlich die wichtigsten Prüfzeichen vorhanden sein.

Ein Akku Rack selber bauen

Als ich Anfang des Jahres in einem kurzen Video gezeigt habe, wie ich mit drei LiTime Rack Akkus* auf 48V umgestiegen bin, haben viele darum gebeten, dass ich noch eine Bauanleitung zu meinem Akku-Regal Rack veröffentlichen soll. Leider kam ich aus zeitlichen Gründen erst jetzt dazu, die notwendigen Zeichnungen mit allen wichtigen Maßen zu vervollständigen. Unten findet Ihr also mehrere Zeichnungen und eine kurze Schritt-für-Schritt-Anleitung wie man so ein Regal schnell selber bauen kann. Ideal wäre es natürlich, wenn man ein solches Regal aus Brandschutzgründen aus Metall bauen würde, aber ehrlich gesagt war mir der Aufwand, um alles aus Stahl zu verschweißen, dann doch etwas hoch. Zudem sind meine Schweißkünste auch begrenzt und bei diesen hohen Gewichten erschien mir das zu riskant. Daher habe ich als Basis doch auf ein sehr stabiles Holzgerüst gesetzt. Ich halte das bei den LiFePo4 Akkus für vertretbar, zumal die Rack-Akkus an sich ja schon komplett im Metallgehäuse geschützt sind. Das muss natürlich jeder für sich entscheiden!
Ich habe beim Bau vor allem darauf geachtet, dass mein Akku-Regal stabil ist und Platz bis zu 3 Akkus bietet, höher wollte ich es nicht machen, weil es auf Rollen leicht verschiebbar bleiben sollte. Zudem bietet es noch reichhaltig Platz für eine gute zentrale Absicherung oder beliebige Zusatzelektronik. Ich habe eine Siemens NH-Sicherung* auch als Nottrennung vorgesehen. Die Nottrennung ist bei mir einpolig vorgesehen, um unnötige Sicherungsverluste klein zu halten. Wer es noch sicherer mag, der könnte auch einen zweipoligen Lasttrennschalter  nutzen.
Die einzelnen LiTime Akkus sind intern zusätzlich nochmal durch jeweils einen Sicherungsautomaten und das BMS vor Überlastung und Kurzschluss geschützt.
Das Gehäuse ist schnell gebaut, man benötigt im Grunde nur zwei Douglasie-Dielen von 2 Meter Länge und ein paar Latten und etwas Lochblech. Das Lochblech auf der Rückseite, als auch an den Seiten, dient der Belüftung und gleichzeitig als Berührungsschutz. Zudem erhöht das Lochblech die Stabilität der ganzen Konstruktion zusätzlich. Da ein LiFePo4-Akku von LiTime mit 48V ca. 43 kg wiegt, muss das Regal immerhin rund 130 kg aushalten. Das Regal habe ich dementsprechend stabil gebaut, man könnte sich problemlos auch noch draufsetzen. Die komplette Bauteileliste findet ihr etwas weiter unten.
Da ich das Akku-Regal nun schon viele Monate nutze, kann ich sagen, dass es sich sehr bewährt hat. Ein ähnliches Regal habe ich ja auch schon viele Jahre für LiFePo4 Blockbatterien genutzt. Auch das neue Rack lässt sich sehr gut rollen und könnte in Notfällen sehr leicht aus dem Keller nach draußen gerollt werden. Problemfälle sind aber nicht zu erwarten und auch noch nie aufgetreten. Die maximale Belastung habe ich auf 100A begrenzt. Meine Anlage ist aber derzeit so konfiguriert, dass die durchschnittliche Belastung gewöhnlich unter 50A liegt. Eine Erwärmung des Gehäuses ist bei dieser Belastung nicht spürbar, da theoretisch die Höchstbelastung ja bei ca. 300A liegen könnte. Eine Acrylglasscheibe, welche leicht abnehmbar ist, schützt die Akkus und die Verkabelung vor unbefugtem Zugriff und versehentlichem Kontakt. Die obere Klappe versteckt auch die Absicherung und den Notschalter vor Unbefugten, zudem kann so das Rack auch mal als stabiler Tisch zur Ablage genutzt werden. Platz für weitere Elektronik wie Smartshunt etc. ist genug vorhanden, wird aber bei mir nicht genutzt, da dies an der Wand montiert ist.

Rack Zeichnungen mit Maßangaben

Geplant und gezeichnet habe ich das Akku-Rack mit dem CAD-Programm Sketchup. Es ist genau passend für das Rack-Akku von LiTime, solltet ihr einen anderen Akku verwenden, dann prüft bitte, ob ihr die gleichen Maße nutzen könnt, ansonsten müsst ihr diese halt leicht anpassen. Da nicht jeder das CAD-Programm Sketchup besitzt, zeige ich euch hier die Maße in normalen Bilddateien. Wenn ihr die unteren Bilder anklickt, könnt ihr diese auch in größerer Auflösung sehen, ihr könnt euch auch einfach den Beitrag ausdrucken!
Falls ihr Kanalmitglied oder Unterstützer seid, kann ich euch bei Bedarf aber auch gerne die Sketchup-Datei kostenlos bereitstellen, einfach hier anfragen. Ansonsten  kann diese auch gerne über ein 3D-Portal geladen werden, den Link findet ihr am Ende dieses Artikels.  Mit der Sketchup-Datei kann man leichter eigene Anpassungen und Änderungen vornehmen, vorausgesetzt man hat etwas Übung mit dem CAD-Programm.

---

Benötigtes Material und Bezugsquelle

• 8 Stück Latten 58x36mm Länge 540mm  für Zwischenböden (erhältlich im Baumarkt)
• 2 Stück Latten 58x36mm Länge 565mm  für Boden (erhältlich im Baumarkt)
• 4 Stück Latten 58x36mm Länge 414mm  für Boden (erhältlich im Baumarkt)
• 14 Stück Latten  24x48mm Länge 530mm für Zwischenböden (erhältlich im Baumarkt)
• 4 Stück Douglasie Dielen 145x28mm Länge 880mm vertikale Eckpfeiler
• 1 Stück Siebdruckplatte 22mm stark 530x565mm  für Boden (kann man hier bei Ebay-Händler bekommen)
• 1 Stück Siebdruckplatte 15mm stark 530x480mm  für oberen Zwischenboden (kann man hier bei Ebay-Händler bekommen)
• 1 Stück Siebdruckplatte 15mm stark 590x590mm  als klappbarer Deckel  (kann man hier bei Ebay-Händler bekommen)
• 2 Stück Scharniere für Deckel (erhältlich im Baumarkt)
• 1 Stück Lochblech RV5-8 Stahl 1,5mm Verzinkt  880x520mm für Rückseite (kann man hier bei Ebay-Händler bekommen)
• 1 Stück Lochblech RV5-8 Stahl 1,5mm Verzinkt  880x280mm für rechte Seite (kann man hier bei Ebay-Händler bekommen)
• 1 Stück Lochblech RV5-8 Stahl 1,5mm Verzinkt  880x255mm für linke Seite (kann man hier bei Ebay-Händler bekommen)
• 1 Stück Kabelkanal 30x30mm Länge 880mm als Kabelführung von oben nach unten außen (erhältlich im Baumarkt)
• 1 Stück Acrylglasscheibe 3 oder 4mm stark 817 x 525mm Front Abdeckung
• 1 Stück Siemens NH Lasttrennschalter mit passender NH-Sicherung oder anderer (kann man hier bekommen)
• 4 Stück Schwerlastrollen blau 80mm mindestens 2 Räder mit Bremse (gibt es hier bei Amazon*)
• Anschlusskabel je nach Absicherung und Länge (min. 35mm² besser 50mm²)
• Diverse Holzschrauben, längere 5mm starke Schrauben für Gerüst und kleine 4mm starke Schrauben für Lochblech
• Kleinteile: Führung für Glasscheibe, Griff für Glasscheibe, Clips als Scheibenhalter, Akku Sicherheitshalter gegen Rausrutschen (alles aus dem 3D-Drucker)

---

Akku-Rack  aufbauen – Schritt für Schritt Bauanleitung

Der Aufbau meines Akku-Regals ist eigentlich wirklich sehr einfach und dürfte durch die oberen Zeichnungen schon weitgehend klar sein. Damit ihr es aber noch etwas einfacher habt, zeige ich euch hier noch mal die wichtigsten Schritte anhand einiger Bilder. Ich denke, damit kann sich jeder leicht so ein stabiles Regal aufbauen, ohne dass irgendetwas vergessen wird!

Schritt 1: Holz im Baumarkt einkaufen und Latten zurecht sägen

Wie ihr oben aus der Bauteileliste seht, braucht ihr zunächst einige dickere 36 mm und dünnere 24 mm Dachlatten die ihr am besten selbst zurechtsägt. Wie viele Latten ihr braucht, kommt auf die Länge an, die ihr im Baumarkt findet. Dies könnt ihr leicht mit oberer Stückliste errechnen. Ihr könnt gehobelte oder sägeraue Latten verwenden, letztere sollten am Ende etwas geschliffen werden.
Als Erstes sägt ihr am besten zuerst alle Latten auf das Maß zu, das ich oben in der Stückliste und in den Zeichnungen angegeben habe.

Schritt 2: Aussparungen anzeichnen und aussägen

Damit unser Regal auch wirklich stabil und verwindungssteif wird, werden die dünneren Latten in Aussparungen eingeschraubt und geklebt. Anhand der Zeichnung zeichnet ihr euch am besten zunächst die Aussparungen an und sägt diese dann mit einer Tischkreissäge oder Handkreissäge aus. Ihr stellt einfach das Sägeblatt auf die Tiefe ein und setzt viele Schnitte direkt nebeneinander, so kann das sehr einfach bewerkstelligt werden. Besonders einfach geht das mit so einem Schiebeschlitten, wie wir ihn schon früher in einem anderen Holzwerker-Projekt gebaut haben. (Schiebeschlitten Projekt).

Schritt 3: Latten einkleben und mit einer Schraube fixieren

Habt ihr alle Aussparungen ausgesägt, dann setzt ihr die schmäleren 48×24 mm Latten wie in der oberen Zeichnung ein. Wichtig ist, dass diese mit weißem Holzleim eingeklebt und mindestens mit einer Schraube angepresst werden. Durch das Verschrauben erspart ihr euch auch das Warten, bis der Kleber hält. Setzt die Latte bündig ein und kontrolliert am Ende auch noch mal den rechten Winkel. Auf eine zusätzliche Platte auf dem Trägergestell kann man in der Praxis verzichten, so hat man den Vorteil, dass unser Rack noch besser durchlüftet wird. Wer will, kann aber bei Bedarf auch noch später eine dünne Siebdruckplatte oder Gipsfaserplatte aufschrauben. Nötig ist das allerdings nicht!

Schritt 4: Das ganz vier Mal

Da mein Regal Platz für drei Akkus bieten soll und eine Etage für Absicherung und eventuelle  Elektronik frei bleiben soll, müsst ihr den gleichen Schritt wie zuvor, also viermal bauen. Legt am besten die Teile immer übereinander, es ist wichtig, dass alle Etagen genau gleich groß gebaut werden. Achtet darauf, dass die oberste Etage nur 2 Querlatten benötigt, damit man beim Aufklappen des Deckels besser von oben eingreifen kann.

Schritt 5: Stabilen Boden passend für Räder bauen

Für den Boden habe ich nur die dickeren 58×36 mm Latten verwendet. Hier habe ich die Latten so verschraubt, dass sich später die 80 mm Schwerlastrollen sehr gut mit dicken Holzschrauben anschrauben lassen. Hier habe ich dann auch eine dicke 22 mm Platte aufgeklebt, um eine hohe Grundstabilität zu erreichen! Ich empfehle immer Siebdruckplatten, da diese sich schwer entzünden können, die kann man günstig über diesen EBay-Händler bekommen.

Schritt 6: Alles etwas glatt schleifen

Bevor es an das weitere Zusammenbauen des Regals geht, solltet ihr an dieser Stelle nochmal alle Teile mit einem Exzenter oder Schwingschleifer etwas glatt schleifen.

 

Schritt 7: Douglasie Latten als Träger anschrauben

Nun können wir das eigentliche Gerüst fertig zusammenschrauben. Hierzu brauchen wir die vier Douglasie-Dielen, die wir jeweils auf 880 mm gekürzt haben. Wir fangen also mit dem Boden an und schrauben von den Seiten die Dielen so an, dass diese wie in der Zeichnung mit dem Boden vorne bündig abschließen und auf der Rückseite etwa 15 mm überstehen. Anschließend setzen wir auch die anderen Etagen ein und verschrauben diese mit 5 mm starken Holzschrauben. Beim Einsetzen der Etagen achtet auf die Abstände zwischen den Etagen. Diese Maße könnt ihr gut der Zeichnung entnehmen.

Schritt 8: Lochblech und Kabelkanal anschrauben

Um die Stabilität zu erhöhen, aber dennoch eine gute Belüftung  zu gewährleisten, verschrauben wir im nächsten Schritt an den Seiten als auch auf der Rückseite die maßgenau bestellten Lochbleche an. Schraubt diese an jeder Etage mit mindestens 3 Schrauben an, damit das Gerüst besonders verwindungssteif wird. Wenn ihr die Batteriezuleitungen auf der linken oberen Seite nach außen leiten wollt, dann könnt ihr an dieser Stelle einen kleinen Kabelkanal außen anschrauben.

Schritt 9: Lochblech anschrauben und Acrylglasplatte als Frontplatte einpassen

Damit später Unbefugte nicht an die Schalter und Verkabelung kommen, aber auch dass keine Gegenstände auf die offenen Anschlüsse fallen können, werde ich die komplette Frontseite durch eine 3mm starken Acrylglasplatte abdecken. Solche Scheiben könnt ihr maßgenau bei Ebay-Händlern beziehen. Die Platte liegt direkt an den Latten für die Etage an. Mit dem 3D-Drucker habe ich mir nur für den Boden noch zwei kleine Führungen gedruckt. Gehalten wird die Platte auch einfach über vier Clips aus dem 3D-Drucker. Diese Clips werden einfach auf das Profil der Douglasien Diele gesteckt und halten so sehr gut. Ein kleiner Griff kleben wir noch an die Oberkante der Scheibe, dass diese sich leichter herausheben lässt. Für alle diese Teile könnt ihr bei Bedarf die STL-Datei für euren 3D-Drucker herunterladen. Den Download-Link findet ihr unten in diesem Artikel.

Schritt 10: Schwerlastrollen und Halter anschrauben

Im letzten Schritt schrauben wir noch die blauen 80 mm Schwerlastrollen* mit entsprechend dicken Holzschrauben von unten an. Und damit sind wir praktisch schon fertig. Auf ein späteres Anschrauben der Akkus habe ich verzichtet, da diese beim normalen Betrieb und beim Rollen schon vom Gewicht her bei mir nicht verrutschen.  Zur Sicherheit habe ich lediglich in der Mitte jeder Etage eine Art Sicherung vorgesehen, ein Metallteil eingebettet in einen 3D-Druck-Kunststoffrahmen, das ich einfach verdrehe und das so ein Herausrutschen des Akkus in meinem Fall gut sicherstellt (siehe Bild unten links). Eine einfache Drehung des Teils genügt, um einen Akku im Problemfall auch schnell herausziehen zu können.

Schritt 11: Aufladen, Verkabelung und Absicherung

Wenn das Regal fertig aufgebaut ist, können alle Akkus eingeschoben und gegen Herausrutschen gesichert werden. Bevor die Akkus verkabelt, also parallel geschaltet werden, ist es ganz wichtig, dass diese zunächst nacheinander mit der gleichen Ladespannung voll aufgeladen werden. Am einfachsten geht das Ganze, wenn ihr ein Ladegerät für 15-Zellen-Akkus oder einfach ein Labornetzteil nutzt. Wenn ihr ein Labornetzteil haben solltet, dann stellt dieses im Falle eines LiTime-Akkus wie im Bild auf 53V ein und ladet den ersten Akku so lange auf, bis der Strom unter ca. 150mA sinkt. Danach macht ihr das Gleiche mit dem zweiten und danach dem dritten Akku. Wenn ihr kein Labornetzteil haben solltet, ginge das Aufladen auch mit einem Laderegler, jedoch muss hier die Ladespannung korrekt im Laderegler auf 53V eingestellt sein, die Standardeinstellungen sind nämlich oft nicht für 15-Zellen-Akkus geeignet!

Nach dem Aufladen könnt ihr euch entsprechende Brücken mit Kabelschuhen selber pressen und dann die Pole entsprechend den unteren Abbildungen verbinden. Achtet darauf, dass die Akkus vor dem Verbinden nochmal abgeschaltet werden. Welche Crimpzange* zu empfehlen ist und wo ihr Kabelschuhe bekommt, das findet ihr wie immer auf meiner Empfehlungsseite hier. Achtet darauf, dass der Pluspol am Ende oben links abgenommen wird und der Minuspol unten rechts.

Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Akkus alle gleichmäßig geladen und entladen werden. Bei meiner vorgesehenen Belastungsgrenze von ca. 100A reicht eine solche Verkabelung nach meiner Erfahrung und Ansicht völlig aus. Wenn über längere Zeit größere Ströme entnommen werden sollen, dann gibt es auch die Möglichkeit, alle Akkus über ein Kabel zur Sammelschiene zu führen. Bei DIY Solaranlagen oder Speichern würde ich aber von höheren Strömen abraten.
Da ich nur eine Zuleitung nutze, habe ich den Vorteil, dass  für die Plusleitung noch eine NH-Sicherung als zusätzlichen Schutz und Lasttrennschalter (Bild unten) oben in unser Rack eingebaut werden kann. In einem Problemfall kann man so sehr schnell den Akku von der Solaranlage oder einer Sammelschiene trennen.

Grundprinzip von einer Inselanlage bzw. Einspeise-Solaranlage mit Speicher (OFFGrid und /OnGrid)

Zum Verständnis: Ich denke die meisten Leser des Artikels wissen, wie vielfältig solche Speicher eingesetzt werden können. Man kann diese für größere und kleinere Solaranlagen nutzen. Man kann damit sogenannte Inselanlagen Anlagen ohne Netzverbindung realisieren oder halt Netzparallele Einspeiseanlagen (On-Grid Solaranlagen) realisieren. Letztlich kommt das auf den angeschlossenen Wechselrichter an, ansonsten ist die Beschaltung vor dem Wechselrichter sehr ähnlich. Das Grundprinzip habe ich Einsteigern noch mal in einem kleinen Schaltbild dargestellt. Der blaue Multiplus II* wird hier im Bild als Inselwechselrichter genutzt (dieses Wechselrichtermodell könnte aber auch als Einspeisewechselrichter genutzt werden). Der weiße Lumentree im Bild symbolisiert dagegen einen Einspeisewechselrichter der gern für Eigenbau Balkonsolaranlagen mit Speicher genutzt wird.
Inselsysteme haben den Vorteil, dass sie gewöhnlich anmeldefrei genutzt werden können und auch bei Stromausfall weiter Verbraucher versorgen. Der Nachteil ist, dass Inselsysteme ein eigenes Netz erzeugen und somit alle Verbraucher neu verkabelt werden müssen. Eine Verbindung zum Hausnetz (Verkabelung im Haus) ist bei Inselanlagen nicht erlaubt!  Einspeisewechselrichter (wie Mikrowechselrichter oder Wandgeräte wie Lumentree/Sun) dagegen können direkt in das Hausnetz einspeisen und Verbraucher über die vorhandenen Stromleitungen versorgen.   Durch eine echte Nulleinspeisung kann trotzdem erreicht werden, dass keine Energie das Hausnetz verlässt. Einspeiseanlagen mit Nulleinspeisung dürfen aber oft nur von Elektrofachfirmen angemeldet werden. Ausnahmen sind oft steckbare Lösungen wie die bewährten  Hyper oder Solarflow-Lösungen. In der unteren Skizze verwenden wir einen Laderegler zum Laden des Akkus und zum direkten versorgen des Wechselrichters. Es gibt aber auch Hybride-Wechselrichter welche bereits Laderegler integriert haben. Ich persönlich halte die getrennte Variante für besser weil man sie besser an die Anlage anpassen kann. Wenn man externe Laderegler nutzt kann man die Anlage auch einfach erweitern, es lassen sich problemlos mehrere Solarladeregler mit jeweils eigenen Solarmodulen an den gleichen Sammelschienen betreiben, Abgesehen davon ist Wartung und Ausfallsicherheit einfacher, es werden garantiert nie alle Komponenten gleichzeitig kaputt gehen!

In der Skizze oben ist auch noch ein Messshunt in der Minus-Leitung verbaut. Dieser ist optional, jedoch empfehlenswert wenn der Akku keine digitale Schnittstelle hat. Er kann genaue Angaben über Batteriespannung, Strom und aktuelle Kapazität (Ladezustand SOC) ermitteln, per App anzeigen oder an einen Wechselrichter oder Computer wie Cerbo* übertragen.  Wie man so einen Shunt anschließt und nutzt habe ich schon in einem Video gezeigt wo ich auf die Verschaltung von Akkus eingehe.

Fazit zum Akku-Rack bzw 15 kWh Solar-Speicher

Ich hoffe für den ein oder anderen war der Artikel oder die Zeichnung hilfreich oder inspirierend. Meine Erfahrung mit dem Rack und den drei verbauten LiTime-Akkus sind sehr positiv. Den Speicher kann man für verschiedene Zwecke nutzen, man könnte eine anmeldefreie Inselanlage mit eigenem Stromkreis errichtet, da sind Wechselrichter wie den MultiPlus II* empfehlenswert.(nutze ich auch). Will man dagegen eine  anmeldepflichtige Nulleinspeise-Anlage realisieren, dann könnte man das auch mit dem MultiPlus II* machen oder noch einfacher mit Wechselrichtern wie Lumentree und Sun.  Begrenzt man die Leistung auf <800W geht sowas eventuell auch als Balkonkraftwerk durch, aber das hängt sicher vom Netzbetreiber ab. Auch Kombinationen mit mehreren Wechselrichtern sind natürlich möglich (Prinzip Bild oben), aber das erfordert dann neben Fachkenntnissen oft Elektriker für die Anmeldung.
Wie bereits erwähnt nutze ich das gezeigte Rack mit den drei  Akkus jetzt schon viele Monate im Dauerbetrieb. Der Speicher arbeitet hervorragend. Meine Ströme liegen im Schnitt zwischen 30 und 50A und werden selten nennenswert überschritten. 50A sind bei  48V ja bereits ca. 2400W. Solche Leistungen sind für 3 Rack-Akkus eine Kleinigkeit und erzeugen noch nicht mal spürbare Wärme, trotz heißer Sommertage!
Es gab zu keiner Zeit ein Problem oder BMS-Abschaltung, so sollte es ja auch immer sein!  Die einzelnen Zellen im Akku haben sich auch als sehr gut erwiesen, wie es damals schon der Akku Test zeigte. Alle Zellen bleiben bei den Ladezyklen  immer sehr schön synchron. Der eingebaute Zusatzbalancer den ich in einem Akku nutze (siehe Daly Balacer im LiTime Akku) muss kaum noch aktiv werden. Bei den anderen beiden Akkus reicht bislang der Standard Balancer des BMS völlig aus, daher habe ich noch keinen Zusatzbalancer vorgesehen. Das hat mich positiv überrascht, mal schauen, wie das in einigen Jahren aussieht! Das ganze Rack bietet bei mir also eine Akkukapazität von rund 15 kWh (genau 14,4 kWh).

Beachtet bitte, dass ich euch hier nur zeige, wie ich meine Solaranlage und Energiewende umsetze, es soll also keine Bauanleitung oder Empfehlung für eine Solaranlage sein. Je nach Gegebenheiten können andere Verkabelungen, Leistungen, Genehmigungen notwendig sein. Wenn ihr sowas Ähnliches umsetzt, dann macht ihr dieses natürlich auf eigene Verantwortung und Gefahr! Ich kann hier wie bei allen Projekten keinerlei Garantie, Gewähr oder Haftung übernehmen. Ich gebe euch nur meine praktischen Erfahrungen weiter.
In einem der nächsten Beiträge zeige ich euch noch wie ich die Kapazität noch verdoppelt habe und wie ich ein 48V Akku oder eine BusBar/Sammelschiene mit dem 3D-Drucker erstellt habe, ich fand die einfach besser als kommerzielle Modelle.
Falls euch das oder ähnliche Themen, Projekte oder Tests interessieren, am besten meinen Newsletter und Youtube Kanal abonnieren, beides ist kostenlos. So könnte ihr mich auch unterstützen!

Aktuelle Akku Preise der empfohlenen Akkus

 

Video zum Mokwheel Asphalt

• Video: zum 48V Rack-Akku Aufbau

 

 

Akku-Rack – Nachtrag und Updates zum Artikel

Noch keine

 

 

Weitere Links zum Thema

• Video zum 48V Rack Akku
• Smartmeter Shelly Pro 3EM einbauen, einrichten und mit Balkonkraftwerk verbinden
• AIO2400 Test und Tutorial – Wie man den wohl schönste Speicher für Balkonkraftwerke einrichtet und bis zu 3000W  an PV-Modulen anschließen kann.
• Bezugsquellen und Empfehlungen für Akkus, Laderegler, Wechselrichter, Balkonkraftwerk-Speicher, Smartmeter, Solarpanels und vieles mehr 
• Speicher Balkonkraftwerk Zendure SolarFlow Einrichtung / Testbericht 
• Hyper 2000 setzt neue Maßstäbe als Plug & Play Solarspeicher – Tutorial
• LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Rack-Batterie Test und  Sun1000 Test
• Laderegler, welcher ist gut, wie auswählen?
• Video-Tutorial zum steckbaren Hyper Solarspeicher (für Balkonsolaranlagen und Dachanlagen)
• Video zu SolarFlow Tutorial
• Video zum Shelly Pro 3EM
• Balkonkraftwerk Tutorial – Aufbau, Anmeldung-Netzbetreiber, Anmeldung  Marktstammdatenregister , Inbetriebnahme
• Shelly Portal Login
• Maximum Power Point Tracking auf WikiPedia erklärt
• Video Teil 1 zum Laderegler Tutorial
• Video Teil 2 zum Laderegler Tutorial
• Link zur MakeSkyBlue Laderegler App
• Link zur PowerQueen Laderegler App
• Link zur Victron Laderegler / Wechselrichter  etc. App VictronConnect
• Kapazitätsmessgerät schnell selbst gebaut
• LiFePO4 / LFP Akkus in Reihenschaltung, Parallelschaltung – Wie geht man vor?  Welchen Balancer braucht man?
• Welche LFP / LiFePO4 Zellen kaufen – auf was muss man achten?
• Wieviel Kapazität hat ein LFP-Akku nach 3 Jahren noch (Video) ?
• Wow – Richtig gute Zellen im Test!
• LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Rack-Batterie Test / Sun1000 Test
• Redodo Akku Test: Fertiger LiFePO4 Akku 12V/200Ah Plus
• Ampere Time Test:  Fertiger LiFePO4 Akku 12V/200Ah Plus
• Power Queen Test : Fertiger 200Ah LiFePo4 Akku sowie Ladegerät
• Wanroy Test – Fertiger 200 Ah LiFePO4 Akku mit 100A BMS
• Video zum Redodo LiFePO4 Akku Test
• Video zum Power Queen Akku Test
• Video zum Wanroy LiFePO4-Akku Test
• Video zum Ampere Time 12V/200Ah Plus Test
• 12V / 280Ah LiFePo4 Akku bauen (3500 Wh)
• LifePo4 Hithium  Zellen testen
• 280 Ah LiFePo4 Eve Zellen LF280K von Tezepower im Test
• Video Teil 1 zum Thema LiFePo4 Akku im Eigenbau /  Kanal abonnieren
• FCHAO KSC-3000W Wechselrichter Test
• Solar Akku 5000W LiFePo4 Akku im Eigenbau – Artikel
• Solaranlage drahtlos mit Datenlogger (Hobo MX 1105) und App überwachen
• Hohe Ströme mit Hallsensor oder Shunt messen und überwachen
• Spannung erhöhen ganz einfach mit  Step Up Wandler
• Wallbox für E-Auto installieren
• Typ2-Halter für Elektroauto Ladestecker selber drucken
• 230V Steckdose immer dabei – Anker Powerstation mit Lithium Eisenphosphat Akku
• Bluetti EB55 Powerstation Test – Tragbarer 537Wh Stromspeicher
• Faltbare Solarpanels im Test
• Balkonkraftwerk Anker Solix RS40 Test
• Solaranlage, Akku selbst gebaut sowie betriebsbereite Akkus, wo bekommt man was? – Empfehlungen für Tüftler