Operation Hausspeicher – Busbar-Verteiler selbst bauen

Loxone im Einsatz? Dann schau dir unseren LoxKurs an und profitiere von unserem Wissen!

Wer mehr als einen Multiplus und/oder Batteriepack koppeln möchte, benötigt einen sogenannten Busbar-Verteiler, der alle DC-Leitungen zusammenfĂŒhrt, sodass die Energie zwischen den GerĂ€ten vernĂŒnftig ausgetauscht werden kann.

Wie ich das aktuell gelöst habe und wie man sowas relativ einfach nachbauen kann, um eine vernĂŒnftige Energiedistribution von mehreren hundert Ampere zu realisieren, ist Inhalt des nachfolgenden Howto-Blogpost.

Busbar-GrĂ¶ĂŸe bestimmen

Ich wollte eine Kupferschiene mit sechs Haltepunkten, um spĂ€ter drei Multiplus 5000 (Affiliate-Link) und drei Batteriepacks (hier vorgestellt) zusammenschließen zu können.

Also erstmal das CAD-Programm anschmeissen und die Planung starten. Ich habe mich dafĂŒr entschieden zwischen den spĂ€teren Gewindelöchern 28mm Platz zu lassen und nach „außen hin“ rechts und links der Busbar jeweils 30mm, was sich im Nachhinein als ziemlich perfekt herausgestellt hat:

Die Kupferschiene ist damit exakt 20cm breit, was mir spĂ€ter auch erlaubt hat ein 3D-GehĂ€use zu entwerfen und mit meinem „stink normalen“ Ender 3 Pro (Affiliate-Link) zu drucken. Dazu spĂ€ter mehr.

Passende Kupferstangen besorgen

Damit sich die Elektronen möglichst ungehindert in großer Anzahl bewegen können, ohne das Material unnötig zu erwĂ€rmen (Stichwort Wirkungsgrad), benötigt man erstmal das richtige Material. Denn bei 48V fließen schnell mal gewaltige StromstĂ€rken von 100A oder (auch viel) mehr.

Am besten geeignet ist dabei annĂ€hernd 100%iges Kupfer in Form einer Kupferschiene, besser gesagt Elektrolytkupfer (Wiki-Link), welches optimale Voraussetzungen fĂŒr diesen Zweck bietet. Oftmals fĂ€llt dabei auch der Betgriff E-Cu, CW004A, Cu-ETP.

Meine Empfehlung, egal wie groß oder klein die Anlage dimensioniert ist:

Verwendet Kupferbars mit 30x10mm Durchmesser, denn damit kommt man auf 300mm2 Querschnitt, was quasi in allen Lebenslagen ausreichend sein sollte – zumindest im Eigenheim. Ich spare mir deshalb hier auch weitere Querschnittsberechnungen, da das mehr als ausreichend und fĂŒr viele hunderte Ampere dimensioniert ist.

Kleiner und dĂŒnner geht natĂŒrlich auch, wenn man bspw. nur zwei Batteriepacks an einem Multiplus betreiben möchte, aber je filigraner die Kupferschienen, desto weniger fest bzw. gut halten spĂ€ter vermutlich die aufgeschraubten Ringkabelschuhe – und diese sollten schon sicher montiert sein.

Ich hatte mir zwei Kupferschienen a 200x30x10mm geordert LENZ Massive Kupferschiene, blank, ECB 30-10-200 / Art-Nr. 10803 (Affiliate-Link), aber je nach VerfĂŒgbarkeit muss man sich eben einen anderen passenden Anbieter suchen.

Ringkabelschuhe auswĂ€hlen fĂŒr spĂ€tere Bohrungen

Da ich noch genug A14-M6 Rohrkabelschuhe 70mmÂČ M6 (Affiliate-Link) ĂŒbrig hatte, habe ich mich fĂŒr M6-Bohrungen entschieden, die eine gute AuflageflĂ€che bieten und fĂŒr diesen Zweck sehr gut geeignet sind. In nachfolgendem Bild sieht man links die M8-Variante, rechts das M6-Pendant – beide mit der Aufnahmemöglichkeit fĂŒr eine 70mm2 Leitung:

Wichtig ist dabei, dass man hochwertige Ringkabelschuhe (vgl. Bild) benutzt, die aus verzinntem Kupfer bestehen und massiv verarbeitet sind.

Gewinde in Kupfer-Busbar bohren

Dann geht es ans eigentliche Bohren der M6-Gewindelöcher. Ich hatte den Luxus diese Arbeit an meinen freundlichen Nachbarn „outsourcen“ zu können, der dafĂŒr professionelles Equipment zur VerfĂŒgung hat:

Die Gewinde kann man aber auch selbst schneiden. Das habe ich neulich erst mit einer Aluplatte gemacht:

Am einfachsten holt man sich einen gĂŒnstigen Gewindeschneidersatz (Affiliate-Link), der zwar nicht fĂŒr hunderte Bohrungen geeignet ist, fĂŒr den Hausgebrauch jedoch sicherlich ausreichend sein sollte.

Alu lĂ€sst sich damit per Hand echt easy bohren, bei Kupfer dĂŒrfte es etwas schwieriger sein. Also immer schön langsam vorarbeiten, man muss ja auch nur wenige Gewinde eindrehen. Damit man auf möglichst wenig Widerstand beim hĂ€ndischen Eindrehen stĂ¶ĂŸt, sollte man am besten vorher mit einem 0,5mm dĂŒnneren Metallbohrer vorarbeiten. Im Falle der M6-Bohrung also mit einem 5mm Metallbohrer.

Auch hier empfehle direkt ein Metallbohrerset (Affiliate-Link), sofern nicht eh bereits in der heimischen Werkzeugkiste zu finden.

Insgesamt kann man sich aber auch „langsam“ vorarbeiten. Am besten klappt das, wenn man sich mit einem Akkuschrauber erst mit einem 3-4mm starken Bohrer einmal durcharbeitet, dann den 5mm Bohrer hinterherjagt und zum Schluss eben das 6M-Gewinde hĂ€ndisch eindreht.

Wer möchte, kann bei den Arbeitsschritten auch etwas Bohr- und Schneideöl (Affiliate-Link) aufbringen. Wenn man nicht allzu schnell arbeitet, benötigt man dieses aber nicht zwingend – zumindest meine Meinung.

Ringkabelschuhe auf Busbar schrauben

Am besten versucht man direkt nach der ersten Gewindeeindrehung aus, ob alles so passt, wie man es sich vorstellt. Ich habe mich hierbei fĂŒr M6x20 Sechskantschrauben Edelstahl (Affiliate-Link) entschieden, die also noch knapp 7mm unter der Busbar herausschauen und spĂ€ter in das 3D-DruckgehĂ€use „eintauchen“. Dazu spĂ€ter mehr.

Zwischen Schraube und Ringkabelschuh fehlt dann nur noch ein passender M6 Federring (Affiliate-Link) und eine M6 Beilegscheibe (Affiliate-Link).

3D-GehÀuse designen

Also wieder Fusion 360 anschmeissen und ein 3D-GehÀuse basteln. Meine aktuellste Version gibt es zum Nachdrucken hier zum Download: Busbar GehÀuse 6x M6 (197 Downloads)

Das GehĂ€use ist exakt 210mm breit und lĂ€sst sich so exakt noch mit meinem 3D-Drucker anfertigen – sofern man im Slicer die Option „Build Plate Adhesion Type“ auf „None“ stellt:

Ich habe das GehĂ€use dabei so designt, dass die Kupferbars „automatisch“ gehalten werden, sobald mind. zwei Schrauben durch die Kupferschiene eingedreht werden. Das GehĂ€use selbst kann dann mit vier Senkkopfschrauben an der Wand befestigt werden.

3D-GehÀuse drucken

Benutzen sollte man dabei mindestens PETG-Filament (Affiliate-Link), welches im Vergleich zu PLA wesentlich wĂ€rmebestĂ€ndiger ist. Und ja, wenn die Busbars „schmelzen“, schmilzt auch das Filament und damit das GehĂ€use. Aber wenn es mal so weit kommen sollte, hat man wohl andere Probleme als ein nicht mehr intaktes Busbar-GehĂ€use…

Also erstmal Cura anschmeissen und das Modell slicen:

PETG drucke ich gewöhnlich mit 250 Grad und einer Plate-Temp von 80 Grad. FĂŒllgrad habe ich 60% gewĂ€hlt, wobei man hier knapp unter 500g Filament herauskommt. Also könnte man mit einer 1kg Spindel auch mal 2 dieser Modelle drucken, sofern es beim ersten Mal nichts geworden sein sollte. Support braucht man ĂŒbrigens zum Drucken nicht, darauf habe ich beim Design von vorne herein geachtet.

Hier entsteht die erste Version des GehÀuses, wobei das stabilitÀtstechnisch noch nicht optimal war:

Mittlerweile bin ich bei v10 angekommen – aber natĂŒrlich nicht jedes mal neu gedruckt. :D

Busbars ins GehÀuse montieren und Plexiglas aufschrauben

Und tada – es passt alles absolut perfekt zusammen:

Als BerĂŒhrungsschutz habe ich dann noch eine passende Plexiglasplatte mit den Maßen 210x115x5mm geordert. Mein Anbieter ist aktuell wohl nicht mehr verfĂŒgbar, aber auf ebay bin ich spontan hier (externer-Link) fĂŒndig geworden.

Hier einfach eine 300x200x5mm Platte wĂ€hlen und als Kommentar schreiben, dass man die oben genannten Maße benötigt. Die vier Schraublöcher lassen sich dann nach Erhalt der Plexiglasplatte einfach mit einem 6,5mm Bohrer integrieren. Dabei nicht zu viel Druck ausĂŒben, damit die Platte nicht springt – die Arbeit einfach dem Akkuschrauber ĂŒberlassen…

Die Plexiglasplatte wird dann mit vier weiteren M6-Schrauben (die gleichen wie fĂŒr die Busbars) montiert – eben auch mit zwischenliegendem Federring und Beilegscheibe. In Summe benötigt man also jeweils 16 StĂŒck.

Busbar-Verteiler fertig montieren

Jetzt lassen sich alle Anschlussstellen belegen und die entsprechenden Leitungen anschrauben:

Um eine perfekte und dauerhaft zuverlĂ€ssige elektrische Verbindung zwischen Kupferbusbars und Ringkabelschuhen herzustellen, empfehle ich – wie immer – eine Reinigung mit Isopropanol (Affiliate-Link) und das Auftragen von Carbon Conductive Assembly Paste (externer Link):

Mehr Infos dazu auch im Blogpost Operation Hausspeicher – Batteriepack bestĂŒcken.

Aus meinem tÀglichen Leben

Grob ĂŒberschlagen bekommt man fĂŒr knapp 100 Euro einen soliden Busbarverteiler, der seine Arbeit zuverlĂ€ssig verrichtet. Wer das GehĂ€use lieber aus Siebdruckplatten (Affiliate-Link) bauen möchte bzw. einfach keinen 3D-Drucker zur VerfĂŒgung hat, kann dies natĂŒrlich ebenso gut machen – vermutlich auch ohne großen Materialaufpreis.

In oben gezeigter Kombination lĂ€uft die Anlage jedenfalls seit Monaten absolut reibungsfrei, auch wenn ich bei insgesamt 3 angeschlossenen Batteriepacks und 3 Multiplus 5000 ĂŒber einen lĂ€ngeren Zeitraum 12kW Leistung abrufe, was bei knapp 50V ja immerhin 240A sind. Die Kupferschiene wird dabei nichtmal handwarm, was bei dem fetten Querschnitt von 300mm2 aber auch nicht sonderlich ĂŒberraschend ist.

Wichtig ist insgesamt, dass die Verbindungen – ich habe das bereits öfter schon erwĂ€hnt – vernĂŒnftig ausgefĂŒhrt sind, da man dort sonst ungewollt enorme Temperaturen erreichen kann.

Loxone im Einsatz? Dann schau dir unseren LoxKurs an und profitiere von unserem Wissen!

Verpasse keine Inhalte mehr! Trage dich in den Newsletter ein und folge uns auf Facebook.

Was ist ein Affiliate-Link? Wenn du auf einen Affiliate-Link klickst und ĂŒber diesen Link einkaufst, bekomme ich vom betreffenden Online-Shop oder Anbieter eine Provision, was mich u.A. bei den laufenden Kosten den Blogs unterstĂŒtzt. FĂŒr dich verĂ€ndert sich der Preis nicht.

Jörg

hat meintechblog.de ins Leben gerufen, um seine Technikbegeisterung und Erkenntnisse zu teilen. Er veröffentlicht regelmĂ€ĂŸig Howtos in den Bereichen Smart Home und Home Entertainment. Mehr Infos

23 Gedanken zu „Operation Hausspeicher – Busbar-Verteiler selbst bauen“

  1. Anstatt Löcher in Kupfer zu bohren, kann man die Kabel auch direkt auf die Schienen klemmen.

    (Link zu Foto meiner installation folgt demnÀchst, mein Blogupdater hat gerade Schluckauf 
)

  2. FĂŒr M6 Gewinde wird ein 5,0mm Bohrer verwendet Außendurchmesser -Steigung). Es gibt auch Tabellen fĂŒr die Kernlochbohrer im Internet. Alles andere ist Murks und fĂŒhrt zu ausgerissenen Gewinden. Im Zweifelsfall lieber Satzgewindebohrer (3 StĂŒck) verwenden, da nimmt ein Gewindebohrer nicht so viel weg wie beim Maschinengewindebohrer.
    Viel Erfolg beim Nachbau!

  3. Hallo Jörg,
    danke fĂŒr die 3D Modelle, eine optisch wirklich sehr schöne Lösung. Trotzdem fĂ€llt das fĂŒr mich in die Kategorie Kunstwerk aka Liebhaberei :-)

    Das „lohnt“ sich nur dann, wenn man gratis Zugriff auf das professionelle Werkzeug inkl. 3D Drucker hat. Wenn man sich die Busbar beim Schlosser bearbeiten lĂ€sst und fĂŒr das GehĂ€use in einen 3D Shop gehen muss, dann wird das ziemlich teuer. Ich bin der Meinung, dass man sich im Selbstbau auf die Bereiche konzentrieren sollte, wo man wirklich Geld gegenĂŒber fertigen Produkten sparen kann oder wo es gar keine passenden Produkte gibt. Eine fertige Busbar kostet auch nicht viel mehr und die eigene Zeit ist auch nicht wirklich Null Euro pro Stunde wert.

    1. Hi Undercat,
      man könnte noch die Kategorie Detailverliebheit dazunehmen. So what – jeder kann es so machen, wie er es fĂŒr richtig hĂ€lt. Ich wollte einfach mal zeigen, wie ich es gelöst habe, da ich schon zig Mal danach gefragt wurde.

      Wer will, kann sich eine fertige Busbarlösung kaufen, darĂŒber braucht man nicht diskutieren. So wie hier gezeigt, kann man eben komplett individuelle Lösungen anfertigen. FĂŒr einen Kumpel baue bspw. eine Busbarlösung mit 4 Aufnahmepunkten fĂŒr zwei Batterien, einen Inverter und einen Platz als Backup (evtl. spĂ€teren Laderegler). Das kostet dann an Material inkl. allem knapp 35-40 Euro. Denke nicht, dass ich das irgendwo als Fertiglösung Ă€hnlich gĂŒnstig bekommen wĂŒrde.

    2. Definiere „fertig“. Sammelschiene 10€ (kann man bei „kleinen“ Systemen in der Mitte durchsĂ€gen, ansonsten braucht man zwei), Klemme 1,20€ pro Kabel. Halterungen fĂŒr die Schienen habe ich bisher keine brauchbaren gefunden, somit kommt sie aus dem 3D-Drucker. Den Kleinverteiler mit Hutschiene eine Nummer grĂ¶ĂŸer bestellen, nochmal 10€.

      Alles in Allem billiger als das Werkzeug zum Gewindeschneiden. ;-) Zumindest wenn man den 3D-Drucker schon hat 
 oder jemanden findet, der mal eben vier PETG-Kleinteile drucken kann.

    3. Mit „fertig“ meine ich einfach eine Busbar mit vorgebohrten Löchern, Schrauben und einem passenden GehĂ€use dazu. Die gibt es fĂŒr wenig Geld und in fast allen GrĂ¶ĂŸen. Und mit wenig meine ich nicht 1,20 sondern vernachlĂ€ssigbar im Vergleich zu sonstigen Ausgaben fĂŒr so eine Anlage und das nötige Werkzeug.

      Jörg hat es eh schon richtig geschrieben, es geht nicht darum, den Sinn und Unsinn von Busbars im Selbstbau zu diskutieren. Ich will die Arbeit hier nicht schlechtreden oder jemandem die Freude am Selbstbau verderben. Am Ende des Tages bin ich vermutlich nur neidig, weil mir die Zeit und die AusrĂŒstung fĂŒr diese Art von „kĂŒnstlerischer“ BeschĂ€ftigung fehlen. Jörg macht es wenigstens fĂŒr Publikum. Da gibt es auch Leute, die bauen auf Youtube in mehreren Wochen ein zwei Meter großes Modell aus Styroporsteinchen, einfach nur weil es lustig ist. Da schaue ich mir lieber seinen Blog ĂŒber eine Busbar an :-)

    4. Hi Undercat,
      also mir verdirbst du den Spaß am Selbstbau sicherlich nicht. ;)

      Wer Bock hat sowas selbst zu bauen, tut es einfach. Wer keinen Nerv darauf hat, kauft eine fertige Lösung – oder lĂ€sst es eben ganz…

      GrĂŒĂŸe
      Jörg

  4. Nimmt lieber einen Victron Lynx Power In, rĂŒstet die Sicherungen nach schon hat man eine super saubere Lösung fĂŒr 150€ bis 1000A und beliebg erweiterbar. aber hey wer lieber basteln will – just do it :)

    1. Hatte die Sicherungen ja bereits im Batteriepack untergebracht – möglichst nahe an den Batterieziellen. Da wĂ€ren zusĂ€tzliche Sicherungen im Busbar-Verteiler einfach overkill. Aber finde die Lynx-Lösung auch echt schick gelöst…

  5. JensEnergiewende verwendet die Sicherungen im Batteriekasten und nach der Bushbar-Verteilung vor dem Victron Multi_plus-2, ich denke, so verkehrt ist das nicht, GrĂŒĂŸe Uli

    1. Absolut richtig, es ist nicht nur „nicht verkehrt“ sondern eine zwingend notwendig Sicherheitsmaßnahme zum Schutz der Zuleitung zum MP2, wenn man mehrere Stromquellen parallel am Busbar hat.

  6. Guten Tag,

    ich lese, dass Edelstahl ist gar nicht so gute Strom LeitfÀhigkeit, Eigenschaft hat,
    warum nehmen sie die Scheiben wie auch Mutter schrauben alles aus Edelstahl?
    Ansonsten, gefÀllt mir super gut.

    Viele GrĂŒĂŸe Sigi

    1. Hi Sigi,
      das Entscheidende ist der Kontakt zwischen Rohrkabelschuh und Kupferschiene selbst. Der Rest ist meiner Meinung nach nicht ausschlaggebend – zumindest meine bisher nicht weiter differenzierte Meinung. Lasse mich aber gerne vom Gegenteil ĂŒberzeugen…

      Viele GrĂŒĂŸe
      Jörg

      PS: Ausserdem hatte ich die Edelstahlvariante „rumliegen“. Deshalb auch nicht wirklich weiter nachgedacht.

    2. Schöne Lösung. Ich frage mich nur, ob es nicht besser wĂ€re, den Plus und Minus Pol rĂ€umlich weiter zu trennen, um jedes versehentliche ÜberbrĂŒcken mit einem SchraubenschlĂŒssel oder einer Zange zu verhindern; also eine horizontale Anordnung nebeneinander. Ansonsten vielen Dank fĂŒr die tolle Anleitung.

    3. Hi Dipps,
      guter Einwand. Vielleicht könnte man das noch optimieren durch zwei getrennte Plexiglasplatten (einmal fĂŒr die + und einmal fĂŒr die – Seite), die man dann separat abschrauben kann. Ich wĂŒrde aber sowieso dringend empfehlen daran keine Arbeiten im „laufenden Betrieb“ vorzunehmen. Am Besten erstmal alle Komponenten ausschalten bzw. trennen und dann erst Hand anlegen, um auf der sicheren Seite zu sein…

      Viele GrĂŒĂŸe
      Jörg

  7. Hi Jörg,

    der Busbarverteiler ist wirklich klasse geworden. Eine Sache fehlt meiner Meinung nach noch: Du mĂŒsstest eine Zugentlastung fĂŒr die Kabel vorsehe.

    1. Eine Zugentlastung ist nur dann wichtig, wenn das Gesamtsystem oder die Kupferstreifen abbrechen könnten. Das sollte hier nicht geschehen, da das GehÀuse ordentlich festgemacht werden kann und alles einen soliden Anschein hat.

  8. Man sieht leider auf den Fotos nicht die komplette Anlage, um es abschließend bewerten zu können. Da die Posts hier aber oft als Anleitung verwendet werden, beiliegend einmal der Ausschnitt aus der VDE-0100. Dann kann es jeder selbst beurteilen.

    „An Stellen, an denen Kabel und Leitungen nicht von Tragelementen oder durch ihre Verlegung gestĂŒtzt werden, mĂŒssen sie durch geeignete Maßnahmen in AbstĂ€nden befestigt werden, dass eine BeschĂ€digung durch ihr Eigengewicht vermieden wird.“
    weiter wird im Abschn. 522.8.1.4 gefordert: „Wenn eine andauernde Zugbeanspruchung auf die Kabel und Leitungsanlage besteht, z. B. durch eigenes Gewicht bei senkrechter Verlegung, mĂŒssen Kabel- oder Leitungsbau- art, Querschnitt und Befestigungsart dafĂŒr ge- eignet sein.“

    1. Danke Andy fĂŒrs Teilen der VDE-Normen!
      Also bzgl. der Verbindungen – insbesondere auf Seiten der Kupferschiene – mache ich mir keine Sorgen. Da kannst du dran ziehen und zerren, ohne dass irgendetwas passiert. Am Ende ist es eben entscheidend, wie die Kontaktierung im Detail ausgefĂŒhrt wurde bzw. dass die Rohrkabelschuhe vernĂŒnftig auf die Leitungen „gequetscht“ wurden.

      Viele GrĂŒĂŸe
      Jörg

  9. Hallo Jörg, das habe ich auch gedacht, aber fĂŒr den Fall das sich ein Kabelschuh löst (Pferde-Apotheke-Kotzen) könnte es doch hilfreich sein. Ich habe oben beschrieben, dass es reicht, habe selbst die Variante von Jens kopiert und spiele mit dem Gedanken unten eine Klemmleiste aufzuschrauben, die die Kabel zusĂ€tzlich einzuklemmen.

  10. Hallo Jörg, Du hast es wie immer interessant ausgefĂŒhrt. Als nicht Profi habe ich eine vielleicht dumme Frage: Könnten die MPPT s nicht auch mit auf die Sammelleiste? Und wenn ja, warum hast Du es nicht getan?
    Viele GrĂŒĂŸe, Jan Paul

    1. Hi Jan,
      bin bei weitem auch kein Profi. Man muss sich in neue Themen eben intensiv einlesen und Fragen stellen – so wie du… 👍

      Die MPPTs kommen auf die DC-Sammelscheine, klar. Nur habe ich davon (zumindest bis jetzt) keinen Einzigen. Mein 30kW SolarEdge PV-Wechselrichter ist AC-gekoppelt (dreiphasig) – was Vor- und Nachteile hat. WĂ€re eigentlich auch mal eine „GegenĂŒberstellung“ interessant. Wenn man nur mehr Zeit hĂ€tte… 🙈

      Viele GrĂŒĂŸe
      Jörg

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert