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Künstliche Intelligenz

Kann jeder 3D-Druck? | c’t 3003


Beim Einstieg in den 3D-Druck kommen viele Fragen auf: Welche Drucker eignen sich für Einsteiger, welches Filament taugt und wie funktioniert Slicen? c’t 3003 hat es sich aus Anfängerperspektive angeschaut.

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(Hinweis: Dieses Transkript ist für Menschen gedacht, die das Video oben nicht schauen können oder wollen. Der Text gibt nicht alle Informationen der Bildspur wieder.)

Guck mal hier, diese ultra nice Nachttischuhr habe ich mir selbst gedruckt, obwohl ich wirklich gar keine Ahnung habe, wie man einen 3D-Drucker bedient. Aber so schwer kann das ja nicht sein, einfach USB-Stick rein und drucken, oder? Hmm, aber hä, welche Datei muss da jetzt rein, und wo bekomme ich die überhaupt her? Was für Material brauche ich? Und was sind das hier eigentlich immer für komische Tentakel? Ja, also in diesem Video dokumentiere ich mal, wie schwer es ist, als kompletter Anfänger 3D zu drucken, was für Einstiegshürden es dabei gibt und was ich dabei alles so gelernt habe. Vielleicht hilft es euch da draußen ja auch, besser beurteilen zu können, ob das was für euch ist oder nicht. Das alles inklusive einem Special Guest und konkreten Empfehlungen für Einsteiger, Drucker und Material. Bleibt dran!

Liebe Hackerinnen, liebe Internet-Surfer, herzlich willkommen hier bei…

Ja, also 3D-Drucken war für mich immer etwas, was ich tendenziell interessant finde, aber was primär andere Leute gemacht haben. Und da das eine riesige und total nerdige Welt ist, hat es mich auch immer ein bisschen abgeschreckt, da selbst mal reinzudippen. Bis ich dieses Video von Scott Yu-Yan gesehen habe. Er hat diese schicke iPhone-Nachttischhalterung designt, wo man das Handy einfach zum Laden reinklemmen kann. Ja, und genau sowas wollte ich schon lange haben. Er verkauft das Ding auch, aber das wäre ja extrem langweilig. Ich will versuchen, mir das selbst zu drucken, auch wenn ich bisher noch nie einen 3D-Drucker angefasst habe. Für die 3D-Druck-Experten unter euch wird das vermutlich ein einziger Ragebait. Aber vielleicht ist das ja auch gerade ganz lustig anzusehen. Ah, und falls ihr klugscheißen wollt, gibt es hier die perfekte Gelegenheit, gerne einfach alles in die Kommentare schreiben, was euch so einfällt. Und für die, die noch nie 3D gedruckt haben, ist dieses Video ja vielleicht eine Stütze, um es mal auszuprobieren. Kapitelmarker sind unten.

Okay, also erstmal ganz wichtig: Was sind denn gute 3D-Drucker für Einsteiger, und was für Druckmaterial sollte man sich kaufen? Also das Filament. Und was kostet das überhaupt? Spoiler, das ist gar nicht mal so teuer, wie ich gedacht hatte. Also erstmal Disclaimer, ich habe das wundervolle Privileg, in einer Tech-Redaktion zu arbeiten, wo eigentlich alle drei Meter ein 3D-Drucker rumsteht. Auch Keno hatte hier einen auf dem Boden rumstehen, den ich mir einfach snacken konnte. Das ist ein Prusa MK4S, und der gehört mit grob 750 Euro auf jeden Fall nicht zu den Druckern für Einsteiger. Aber für alles, was ich hier so mache, ist der auf jeden Fall auch total overkill. Das geht auch alles mit viel günstigeren Modellen, die schon so bei 250 Euro losgehen.

Für konkrete Empfehlungen habe ich aber einen Special Guest am Start, den einige OG-3003-Fans wahrscheinlich noch kennen werden und der sich extrem gut mit 3D-Druck auskennt. Unser ehemaliger 3003-Kollege und Make-Redakteur Johannes Börnsen.

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Johannes Börnsen: Zwei ganz konkrete Empfehlungen, wenn du konkrete Produkte hören willst, wäre der Bambu Lab A1 Mini. Den gibt es so für ungefähr 200 Euro. Das ist auch so, würde ich sagen, im Moment, was FDM-Druck angeht, die untere Grenze. Das ist aber wirklich ein sehr, sehr guter Drucker. Dann gibt es, wenn man diese chinesische Cloud-Anbindung von Bambu nicht so gerne mag, dann gibt es den Prusa Mini Plus im Moment, die aktuelle Generation. Das ist dann eben einfach auch ein europäisches Gerät, und man ist nicht an irgendwelche chinesischen Clouds und sowas gebunden. Die drucken von der Druckqualität beide genauso wie der MK4S, mit dem du jetzt gedruckt hast. Allerdings haben sie nicht ganz so großen Bauraum. Der ist so ungefähr 20 x 20 x 20 Zentimeter. Das reicht aber, würde ich sagen, immer noch für 95 Prozent aller Projekte, die ich so mache, würde das ausreichen.

Ja, okay, nice. Jetzt braucht man also nur noch Filament. Also dieses Zeug, was auf diesen Spulen hängt, und ja, das Material zum Drucken halt. Davon gibt es viele verschiedene. Johannes?

Johannes Börnsen: Also das gängigste Material für FDM-3D-Druck ist PLA. Da gibt es am meisten Farben, es gibt am meisten Hersteller und jede Menge Auswahl. Und PLA ist wirklich sehr, sehr leicht und anfängerfreundlich zu drucken. Es ist auch nicht so wahnsinnig empfindlich, was Feuchtigkeit angeht. Also es gibt Filamente, Kunststoffe, die eben sehr viel Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Es gibt Filamente, die sehr hohe Temperaturen von der Düse erwarten oder vom Druckbett auch. Das Gute ist aber, PLA ist eben das Einsteigerfilament, und das können wirklich alle FDM-3D-Drucker können, mit PLA gut arbeiten. PLA hat natürlich Grenzen, es ist nicht besonders temperaturresistent, aber mit PLA einsteigen ist auf jeden Fall der richtige Weg. Und wenn ich mir einen FDM-3D-Drucker drucke, kann ich mir zu 100 Prozent sicher sein, der kann PLA drucken.

Okay, easy. Jetzt den Drucker ready machen. Wie gesagt, ich habe mir das Ding ja von Keno ausgeliehen. Dementsprechend musste ich nichts zusammenbauen, und theoretisch ist schon alles ready zum Drucken. Also fast. Diese Platte hier, das sogenannte Druckbett, muss man sauber halten. Das geht wohl mit Isopropanol am besten, ja, aber habe ich zufällig nicht hier. Warmes Wasser mit Spülmittel soll aber auch okay sein. Es müssen vor allem fette Materialreste und Staub entfernt werden, damit das Material gut am Bett haftet. Okay, also kurz abwaschen halt, easy.

Normalerweise, wenn man so einen Prusa-Drucker zum ersten Mal startet, testet der sich erst einmal selbst. Da der hier schon in Betrieb war, habe ich das hier manuell in den Einstellungen nochmal gestartet. Der lief dann auch eigentlich wie von selbst. Also der fährt hier die verschiedenen Achsen ab, heizt sich auf, sagt mir, wenn ich das Filament hier oben reinstecken soll, und so weiter. Also alles echt extrem einfach. Und die Bedienung hier mit diesem Rädchen ist auch super klar. Also alle Tests sind durch, und jetzt kann ich drucken. Aber was?

Eine der einzigen Sachen, die ich über 3D-Druck weiß, ist, dass es so ein komisches Schiff gibt, womit man wohl 3D-Drucker standardmäßig testet. Das Ding heißt Benchy, also wie Benchmark halt. Aber welche Datei brauche ich jetzt, und wie bekomme ich die am besten in den Drucker? Also auf dem USB-Stick, der im Drucker steckt, sind schon ein paar Sachen drauf. Das sind alles G-Code bzw. B-Code-Files. Also dann brauche ich ja bestimmt auch die G-Code-Datei von Benchy, oder nicht? Aber hier gibt es nur eine STL-Datei. Hmm, das ist ja aber das 3D-Modellformat, womit man dann Sachen bearbeiten kann und so. Aber mit denen kann man ja nicht direkt drucken.

Ja, das war auf jeden Fall eine der Sachen, die ich vorher nicht wusste. Der allgemeine Workflow ist nicht der, dass man sich direkt eine Datei runterlädt, die sofort in den Drucker ballert und dann druckt, sondern man lädt sich eine STL-Datei oder eine druckerspezifische Datei, lädt die dann erstmal in eine Slicer-Software, passt die dann nochmal für den eigenen Drucker an beziehungsweise slicet das Bauteil und exportiert dann erst eine G-Code-Datei zum Drucken. Es gibt auch ab und zu speziell für den Drucker schon angepasste, fertige G-Code-Dateien, aber das ist nicht unbedingt die Regel. Ich hab mit Keno darüber geredet, und lustigerweise hatte er genau die gleiche Illusion wie ich. Ja, aber im Nachhinein ist das ja auch logisch, weil jeder Drucker und jedes Filament ist ja anders. Das war mir einfach nur nicht so klar.

Aber was ist Slicen überhaupt genau? Slicen ist das Bearbeiten von 3D-Modellen fürs Drucken. Also dabei kann man die einzelnen horizontalen Schichten beziehungsweise Slices anpassen. Aber in meinem Fall würde ich einfach selber gar nichts groß bearbeiten, sondern einfach was Fertiges drucken. Okay, ich hab jetzt mal den PrusaSlicer installiert, einfach nur, weil das ein Prusa-Drucker ist. Dann die Benchy.stl da reindroppen, und da ist das Schiff. Wird schon irgendwie passen. Hier über Export kann ich dann die G-Code-Datei auf den USB-Stick exportieren. Also das Format, was auch die anderen Dateien auf dem USB-Stick schon hatten. Dann den Stick in den Drucker und drucken. Ja, aber dann hat der Drucker erstmal gemeckert, weil in der G-Code anscheinend ein anderes Filament angegeben ist als das, was ich eingelegt hab. Also wieder in die Software, hier rechts auf PLA umstellen und wieder auf den USB-Stick. Noch mal rein und ah, jetzt druckt er. Toll. Also man checkt, man muss im Slicer auch das richtige Filament einstellen.

Und apropos Slicer-Software. Es gibt ja ganz viele verschiedene dieser Slicer, wie beispielsweise noch Cura, Simplify3D, Bambu Studio und IdeaMaker. Ich benutze hier halt diesen PrusaSlicer wegen des Druckers. Aber wie unterscheiden sich die Tools überhaupt, und welche Software sollte man nehmen? Johannes?

Johannes Börnsen: Unterm Strich kann man eigentlich sagen, wenn man einen Prusa-Drucker hat, dann ist eigentlich der PrusaSlicer auch der Slicer, der am besten auf diesen Drucker optimiert ist oder der hat die passendsten Profile, sag ich mal. Also die lassen sich irgendwie austauschen, und man findet dann Profile auch für die abwegigsten Drucker, eigentlich für jeden Slicer. Und dann gibt es noch den OrcaSlicer, das ist so ein bisschen der Underdog, der aber immer beliebter wird. Das ist auch wieder ein Fork aus dieser ganzen Slicer-Familie. Der ist ein bisschen unabhängig von einem konkreten 3D-Drucker-Hersteller und versucht eben, für alle Drucker Profile schon von vornherein an Bord zu haben. Und bei Bambu zum Beispiel gab es vor einem Jahr oder so was mal eine Riesendiskussion, dass die das an ihre eigene Cloud angebunden haben und man nicht mehr so wirklich ohne diese chinesische Cloud dahinter drucken kann. Manchem ist das eben wichtig, dann kann man den OrcaSlicer benutzen. Ja, im Grunde gucke ich als Erstes, wenn ich auch einen Test-Drucker hier habe, welches ist der Slicer, der zu dem Drucker dazugehört, und mache in 90 Prozent der Fälle, mache ich das mit dem jeweiligen Slicer.

Okay, Benchy druckt auf jeden Fall, und ich muss schon sagen, es macht echt Bock, den so bei der Arbeit zu beobachten. Also wie nach und nach dieses Schiff in die Welt spawnt, ist schon irgendwie, ja, satisfying. Halbe Stunde später ist das Ding fertig, und ja, sieht für mich erstmal gut aus. Aber gerade für dieses Benchmark-Schiff gibt es ganz bestimmte Kriterien, auf die man achten soll, um festzustellen, wie gut der Drucker, ja, druckt. Also beispielsweise, ob beim Druck Stringing entsteht, das sind so kleine Fäden, die dann am Teil hängen, Ghosting, das sind so wellenartige Schichten, die sich durchs Bauteil ziehen, ob das Teil so Überhänge, Verformungen und allgemeine kleine Fehler hat und so weiter. Also mein Benchy sieht für mein komplett ungeschultes Auge eigentlich echt okay aus, sag ich mal. Also ich kann kein Stringing oder Ghosting erkennen, nur hier und da so ganz kleine Punkte, die da eigentlich nicht sein sollten, denke ich mal. Passt schon, I guess.

Okay, cool, ich will mehr Zeug drucken. Aber wo bekommt man diese STL-Files überhaupt her? Die gibt es auf Plattformen wie MakerWorld, Thingiverse, Printables und so weiter. Davon gibt es einige, und da findet man wirklich alles Mögliche. Also Halterungen, Aufbewahrungsboxen, Deko-Kram, Rüstungsteile für Katzen und äh, komplett natürliche und originalgetreue Disney-Prinzessinnen. Naja, aber hier stehen echt viele Infos, die man als Anfänger jetzt erstmal nicht direkt checkt. Nach ein bisschen Research ist das aber eigentlich easy und logisch.

Also ich gehe mal diese Druckinfos einzeln durch, am Beispiel von diesem cuten Oktopus-Anhänger. Einmal gibt es mehrere Varianten, zum Beispiel mit 0,2 mm Layer. Das ist die Dicke der jeweiligen Schichten, die gedruckt werden. Das bestimmt quasi den Detailgrad. Je dünner die Schichten, desto schicker wird das Teil. Aber ja, dann dauert die Nummer auch länger. Dann steht hier „Two Walls“, das gibt an, wie viele Außenwände das Teil hat. Dabei gilt: Je mehr Wände, desto stabiler ist das, und ja, auch wieder, es druckt länger und verbraucht mehr Material. Und als Letztes steht da noch „15% Infill“. Das steht für die Innenfüllung, also ja, wie viel im Inneren gefüllt ist. Hier auch wieder logischerweise: mehr Innenfüllung, das Teil wird schwerer, druckt länger und braucht mehr Material.

Dann ist hier noch angegeben, wie viele Druckplatten man für das gesamte Projekt mit verschiedenen Druckern braucht. Also das heißt, wie viele Drucke es insgesamt fürs Projekt werden. Man kann auch mehrere Teile auf einmal drucken, wenn die zusammen aufs Druckbett passen. Hier im PrusaSlicer gibt es auch so einen Auto-Arrange-Button, der alles schön anordnet. Bei manchen Teilen steht noch „Print in Place“, das bedeutet, dass das ganze Ding quasi nur einen Druck benötigt und dann komplett fertig ist. Andere Dinge bestehen aus mehreren Teilen, die man dann noch zusammenstecken oder irgendwie anders montieren oder kleben muss.

Und ganz kurzer Einschub, es gibt ja auch mehrfarbige Teile, die man sich drucken kann. Also hier auf diesen Plattformen gibt es sowas wie einen Pokéball oder irgendwelche anderen Dekosachen, die mehrere Farben haben. Dafür benutzt man in der Regel direkt Multicolor-3D-Drucker oder man holt sich so Add-ons hier für mein Teil, was ich hier stehen habe. Die wechseln dann automatisch das Filament während des Drucks. Ohne Multicolor-Drucker beziehungsweise Add-on ginge das theoretisch auch, aber dann müsste man jedes Mal händisch das Filament wechseln, wenn sich die Farbe ändert. Aber machen Leute das wirklich?

Johannes Börnsen: Das geht, na klar. Ich kann in G-Code, also ich kann im Slicer quasi sagen, mache in Schicht 60 einen Stopp, mache eine Pause, dann nehme ich manuell das Filament raus, ich mache manuell das nächste Filament rein und drücke am Drucker dann die Taste „Weiterdrucken“ oder sowas. Das kann man machen, das will man aber eigentlich vermeiden, weil das macht mehr als drei Mal pro Druck überhaupt keinen Spaß. Und wenn ich jetzt eben einen Druck habe, wo ich mehrere hundert Filamentwechsel in einem Druck drin haben kann, dann will ich das auf gar keinen Fall manuell machen. Und wenn man jetzt eben einen Drucker hat, der das Filament automatisch wechseln kann, dann macht er im Grunde diesen ganzen Vorgang für mich automatisch, und es dauert natürlich auch ein paar Sekunden, bis das gewechselt ist, bis zu einer Minute oder sowas, je nachdem. Das heißt, das kann die Druckzeit vervielfachen, also ein Druck, der in einer Farbe vielleicht eine halbe Stunde dauert. Wenn da ein paar hundert Filamentwechsel drin sind, dann kann der auch acht Stunden dauern oder zehn. Ich druck dann lieber in einer Farbe aus und lackiere nachher oder male das an. Oder neulich habe ich ein Projekt mit einer Folie beklebt, das sah auch sehr geil aus. Ist ein bisschen Geschmackssache.

Naja, anyways, bei diesem Video bleiben wir mal bei einer Farbe, und ich habe jetzt auf jeden Fall Bock zu drucken. Aber was? Wenn man sich so umschaut, wird einem oft so ein Scraper, also ein Spachtel, vorgeschlagen, mit dem man Drucke gut abschaben kann. Ja, sowas brauche ich eh. Also let’s go. Zack, halbe Stunde später habe ich das Ding in der Hand. Super nice. Dann habe ich mir noch so einen kleinen Klicker gedruckt, mit dem man so rumspielen kann. So einen Ersatz-Türknauf hier und diesen kleinen süßen Oktopus von eben. Dafür habe ich auch mal das Filament gewechselt, ging super easy. Einfach den Anweisungen auf dem Drucker folgen. Muss schon sagen, ich finde es beeindruckend, dass man sich auch so filigrane, bewegliche Sachen drucken kann. Also das war direkt so nach dem Druck hier so alles so wabbelig und cool. War mir einfach nicht so klar.

Okay, genug Schnickschnack. Ich wollte mir ja eigentlich diese geile Halterung fürs Handy drucken. Das kommt sofort. Aber vorher noch ganz kurz. Beim Rumprobieren hat sich die ganze Zeit eine Frage angecreept, die ich mir nicht so richtig beantworten konnte. Braucht man als Privatperson wirklich einen 3D-Drucker? Und wenn ja, wofür eigentlich? Wenn ich auf den gängigen Plattformen nach STL-Files gucke, sieht das irgendwie aus wie die Frontseite von Temu oder das Grabbelregal von Nanu-Nana. Also hier irgendwelche weirden Deko-Sachen, Spielzeug, ultra spezielle Kleinstbauteile wie beispielsweise für so eine Bosch-Spülmaschine und Halterung. So viele Halterungen. Klopapierhalter, Bierhalter, Küchenrollhalter, Zahnpastahalter, Stifthalter, Batteriehalter, Mülltonnenhalter, Tassenhalter, Post-it-Halter, Steckerleistenhalter, Kabelhalter, Q-Tip-Halter, Controller-Halter, Kartenhalter, unendlich viele Handyhalter und Schalen für fast jedes Brettspiel, was je existiert hat. Okay, ja, das ist ja ganz nett, sag ich mal. Vor allem, wenn man Brettspiele mag. Aber mal ganz im Ernst. Braucht man als Privatperson wirklich einen 3D-Drucker? Und falls ja, wofür braucht man den dann? Johannes?

Johannes Börnsen: Braucht man als Privatperson einen 2D-Drucker? Also ich glaube, das ist ein bisschen ähnlich. Das ist praktisch. Und wenn ich nicht selber einen habe und ich möchte aber was drucken, dann muss ich halt irgendwo hingehen, wo es einen Drucker gibt. Was ich tatsächlich sinnvoll finde, ist, wenn sich einmal jeder irgendwie damit auseinandergesetzt hat, wie funktioniert eigentlich 3D-Druck, was kann ich damit machen und welche Probleme kann ich damit vielleicht lösen? Weil man damit eben einfach super irgendwelche Sachen reparieren kann, wenn keine Ahnung, die Taste vom Toaster kaputt ist, mit der man das runterdrückt oder sowas. Dann druck ich so ein Ding neu aus, da brauch ich nicht einen neuen Toaster für kaufen. Das heißt, ein 3D-Drucker hat aus meiner Sicht auch unheimlich viel mit Nachhaltigkeit zu tun. Aber dafür brauch ich sicherlich nicht einen Drucker zu Hause, sondern ich kann in einen Makerspace gehen, in einen Hackerspace gehen. Es gibt viele Bibliotheken inzwischen, die 3D-Drucker da stehen haben, die man nutzen kann. Oder es gibt eben einfach Leute, die so einen 3D-Drucker zu Hause haben, und Leute, die 3D drucken, drucken gerne 3D. Ich glaube, man braucht nicht zwingend einen 3D-Drucker, aber es ist schon, finde ich, ein sehr geiles Werkzeug, und es macht einfach unheimlich viel Spaß, dann irgendwie was am Computer sich zu überlegen, und dann druckt man es aus. Und am meisten Spaß macht es natürlich, wenn man die 3D-Modelle selber zeichnet. Ja, dann hat man halt ein unheimlich universelles und flexibles Werkzeug.

Okay, okay, alles klar. Naja, bevor ich jetzt meine Nachttischuhr drucke, kommt noch ein wichtiges Thema ins Spiel, was ich bisher auch noch nicht auf dem Schirm hatte. Supports. Die Uhr wird nämlich hochkant gedruckt, und im Gegensatz zu den kleinen flachen Sachen bisher ist das jetzt echt hoch und hat auch Überhänge, wo man Supports braucht. Das sind Stützen, die erzeugt werden und den Druck stabilisieren sollen. Die sind nur für die Stabilität beim Drucken da und werden danach dann abgemacht. Also ja, wie wenn man ein Haus baut oder so, glaube ich. Keine Ahnung, ich habe noch nie ein Haus gebaut. Also das wird besonders dann wichtig, wenn das Druckteil halt Überhänge hat, wie beispielsweise hier. Druckt man sowas ohne die Stützen, kann es passieren, dass das Material so komisch absackt. Ja, und falls das Druckteil eher dünn und lang ist, wie dieser average-sized Türknauf von vorhin, kann es sogar auch passieren, dass es beim Drucken umkippt und ja, dann gibt es Spaghetti, weil der Druckkopf druckt dann halt ins Leere.

Die Stützen können in der jeweiligen Slicer-Software eingestellt werden. Hier in dem PrusaSlicer kann man das rechts auswählen. Damit er die anwendet, muss man einmal auf „Slicen“ drücken. Dann erzeugt er erstmal so blockartige Dinger. Nach ein bisschen Research habe ich aber den Eindruck, dass man eher so organische Stützen statt diesen nahtlosen Blöcken nutzt. Das sind so, ja, tentakelartige Dinger. Der Vorteil von denen ist, dass die weniger Material verbrauchen, schneller drucken, sich leichter abtrennen und generell weniger Spuren hinterlassen als so ein fetter Block. Hier im PrusaSlicer lässt sich das in den Druckeinstellungen umstellen, wenn man im Experten-Modus von „nahtlos“ auf „organisch“ stellt. Dann nochmal auf „Slicen“ klicken, und die Software ballert da automatisch dann diese Tentakel dran.

Ich hab damit mal so ein Test-Ding gedruckt, also hier so einen rechten Winkel, und ja, das ließ sich erstaunlich leicht abtrennen. Teilweise zeigt mir die Software auch direkt an, wenn etwas eventuell zu instabil sein könnte, um es ohne Stützen zu drucken. Also man muss sich schon irgendwie auch echt Mühe geben, um grob etwas falsch zu machen. Hab ich den Eindruck. Famous last words, genug kleinen Schnickschnack gedruckt, jetzt geht’s ans Eingemachte. Ich druck jetzt diese iPhone-Nachttischhalterung.

Also wie gesagt, das Ding wurde vom YouTuber und 3D-Druck-Gott Scott Yu-Yan entworfen. Das Video lohnt sich auf jeden Fall auszuchecken. Da geht es unter anderem auch darum, wie der deutsche Designer Dieter Rams das Uhr-Design inspiriert und by the way auch Apples komplette Design-Philosophie geprägt hat. Ja, sehr interessant. Naja, also im Prinzip ist das Teil eine Nachttischhalterung, wo man ein Handy reinlegen kann. Und iPhones haben ja seit ner Weile diesen Standby-Modus, der sich automatisch einschaltet, sobald das Handy lädt und auf der Seite liegt. Dann wird auf dem Bildschirm so dunkel eine Uhr und bei Bedarf dann noch irgendwelche Widgets angezeigt. Die Idee ist jetzt, dass man das iPhone einfach da reinlegt, dann startet der Standby-Modus, und man hat so ne stylische Nachttischuhr.

Damit das Handy lädt, ist hier Platz für so nen MagSafe-Puck, inklusive nem Kabeltunnel, wo man die dann durchfummeln kann. Also, man legt das Handy rein, es lädt direkt, und die Uhr wird angezeigt. Eigentlich simpel. Zusätzlich ist hier oben noch Platz für so nen kleinen Apple-Watch-Ladepuck. Dann kann man in der Theorie seine AirPods einfach auch hier oben drauflegen, und die laden dann auch parallel auf. Mega nice. Da ich sonst hier immer mit drei Kabeln rumhantieren muss und mich das mega doll nervt, finde ich die Idee wirklich ultra geil.

Scott Yu-Yan hat die STL-Datei coolerweise bei MakerWorld hochgeladen. Da gibt’s aber ein Problem. Die Originaldatei ist für das iPhone 15 ausgelegt, und ich hab aber noch ein echt angestaubtes iPhone 12. Peinlich, ich weiß. Das hat zwar fast die gleichen Maße, aber der Druck ist wirklich passgenau designt worden, und ich verwende eine Handy-Hülle, weil ich kein Psychopath bin. Also ja, in einen Druck mit der Originaldatei würde mein Handy plus Hülle nicht reinpassen. Theoretisch könnte man natürlich jetzt auch das Teil selbst so zurecht modellieren, dass mein Handy mit Hülle da genau reinpasst. Joa, aber das kann ich nicht. An das Thema Selbstmodellieren hab ich mich jetzt noch gar nicht drangetraut, und das würde auch den Rahmen dieses Videos sprengen. Also ich lass das hier jetzt erstmal, aber falls wir dafür auch mal so ein Modellieren-für-Anfänger-Video machen sollen, dann schreibt das gerne mal in die Kommentare.

Aber so oder so, das Tolle ist ja, dass die 3D-Druck-Community gigantisch groß ist und andere Leute das Teil schon für alle möglichen Smartphones zurecht modelliert und hochgeladen haben. Das sind hier auf MakerWorld Remixe vom Original, und da gibt es für fast jedes iPhone und auch für einige Android-Modelle eine Variante. Und aha, da gibt’s auch eine für iPhone 12 „Case-Friendly“. Also klingt perfekt. Hier ist sogar so ein kleiner Test-Druck dabei, mit dem man checken kann, ob das Handy wirklich passt. Das ist in 20 Minuten fertig, und ja, passt rein. Also jetzt natürlich nicht so perfekt passgenau wie im Original, aber das ist mir auch ganz recht, falls ich mal die Hülle wechseln will.

Okay, also ich lad jetzt die STL-Datei für die Variante mit Case runter und baller das hier in den PrusaSlicer. Da hab ich jetzt, wie ich vorhin schon meinte, organische Stützen ausgewählt, klicke einmal auf „Slice“, und dann knallt er mir die direkt dran. Dann auf dem USB-Stick damit in den Drucker, und ich hab ja eh schon für diesen Schlüsselanhänger eben ein passendes, knochenweißes Filament eingelegt, also kann ich den Druck direkt starten. Die Nummer dauert neun Stunden. Das find ich schon lang, aber ich hab bisher ja auch nur so 30-Minuten-Schnickschnack gedruckt. Ich denke, in der 3D-Druck-Welt ist das ganz normal. Ja, und da ist das Ding. Hier kurz diese Tentakel abbrechen, und sieht doch eigentlich super aus, oder? Das Einzige, was mir aufgefallen ist, ist dieser eine Streifen hier in einer der Schichten. Der sollte da eigentlich, glaub ich, nicht sein, denke ich mal. Stört mich jetzt nicht so, dass es irgendwie einen neuen Druck rechtfertigen würde.

Ich hab dann noch diesen, ich nenn ihn mal Knopf, ausgedruckt. Das dauert so 20 Minuten. Der passt perfekt hier rein, und damit kann man das Handy hier so rausploppen lassen. Der MagSafe-Puck passt hier auch perfekt rein, und Kabel lassen sich durch die Tunnel fummeln. Ja, und schaut mal, wie schick das Ding auf meinem Nachttisch aussieht. Also ich bin echt mega zufrieden. Und das alles war irgendwie auch einfacher, als ich dachte, muss ich sagen. Also kann ich mir als 3D-Druck-Idiot sowas ohne Vorerfahrung drucken? Ja, kann ich. Und zwar irgendwie mega easy. Vielleicht haben ja welche von euch da draußen auch mal Lust bekommen, das auszuprobieren. Falls ja, schreibt mal gerne in die Kommentare, was ihr so drucken wollt oder gedruckt habt oder ballert direkt Tipps für mich rein, was ich noch so alles Geiles drucken kann. Bis zum nächsten Mal. Tschüss.

c’t 3003 ist der YouTube-Channel von c’t. Die Videos auf c’t 3003 sind eigenständige Inhalte und unabhängig von den Artikeln im c’t Magazin. Die Redakteure Jan-Keno Janssen, Lukas Rumpler, Sahin Erengil und Pascal Schewe veröffentlichen jede Woche ein Video.


(sahe)



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Neues Verfahren vereinfacht Lithiumgewinnung aus Erz


Lithium gehört zu den begehrten Rohstoffen unserer Zeit. Mit einem neuen Verfahren soll seine Gewinnung einfacher, günstiger und weniger umweltschädlich werden. Entwickelt wurde es von Forschern am Massachusetts Institute of Technology (MIT).

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Lithium lässt sich auf zwei Arten gewinnen: Es kann unter hohem Wasserverbrauch aus Salzseen in Südamerika, etwa in Bolivien, extrahiert werden. Oder es lässt sich als lithiumhaltiges Erz abbauen. Es daraus zu extrahieren, ist jedoch aufwendig. Das von den MIT-Forschern entwickelte Verfahren vereinfacht den Prozess.

Dabei geht das Team um Camden Hunt den umgekehrten Weg des bisher angewandten Verfahrens: Statt Lithium aus dem lithiumhaltigen Mineral Spodumen zu lösen, lösen sie bei Zimmertemperatur das Spodumen in seine Bestandteile. Das erreicht das Team mit Ammoniumhydrogendifluorid (NH4HF2) in einer wässrigen Lösung, das die stabile Bindung von Silizium und Sauerstoff aufbricht und mit den Metallen in dem Spodumen reagiert.

So entstehen die Fluorsalze Lithiumfluorid (LiF), Ammoniumkryolith (NH4)3AlF6)und Ammoniumhexafluorsilikat (NH4)2SiF6). Diese werden dann weiterverarbeitet: Das Lithiumfluorid wird in Lithiumhydroxid oder Lithiumkarbonat für die Akkuproduktion umgewandelt. Aus dem Ammoniumkryolith lässt sich in mehreren Schritten Aluminiumoxid gewinnen, das zu Aluminium verhüttet werden kann. Aus dem Ammoniumhexafluorsilikat lässt sich Siliziumdioxid herstellen, das für die Zementherstellung genutzt werden kann. Das Ammoniumhydrogendifluorid und das Wasser schließlich können weitgehend recycelt werden, sodass ein beinahe geschlossener Stoffkreislauf entsteht.

Die Idee dazu kam dem MIT-Materialforscher Ming Chiang bei der Renovierung seines Badezimmers: Er wollte durchsichtige Glasbausteine so bearbeiten, dass sie nicht mehr transparent, sondern nur noch durchscheinend sind. In einem Baumarkt fand er eine Paste, die die Oberfläche des Glases ätzte und so den gewünschten Effekt erzielte.

An diese Paste mit dem Wirkstoff Ammoniumfluorid erinnerte er sich, als er nach einer Möglichkeit suchte, Spodumen aufzuspalten. Das nämlich besteht wie Glas hauptsächlich aus Siliziumdioxid.

Lithium ist ein wichtiger Bestandteil von Akkus und gehört damit zu den sehr begehrten Rohstoffen. Die heute angewandten Verfahren, um Lithium aus Spodumen zu lösen, gehen umgekehrt vor: Dabei werden die gewünschten Rohstoffe, in diesem Fall Lithium, aus dem Silikatgerüst herausgelöst. Dafür wird das Mineral jedoch auf etwa 1000 Grad Celsius aufgeheizt und dann mit Säuren behandelt.

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Dieser Prozess ist energieaufwendig – wobei große Mengen an Kohlendioxid emittiert werden – und wegen giftiger Abwässer umweltschädlich. Daneben geschieht diese Art der Lithiumextraktion hauptsächlich in China, was die Abhängigkeit in puncto Rohstoffen von diesem Land noch verstärkt.

Daneben ist dieses Verfahren teuer – deutlich teurer als die Gewinnung von Lithium durch Verdunstung. Dabei werden jedoch große Mengen an Grundwasser benötigt, was jedoch erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt in den trockenen Regionen Südamerikas hat.

„Bis 2040 müssen wir die globale Produktion von Lithium vervierfachen, was Hunderte neuer Anlagen für die Lithiumproduktion erfordert“, sagte Hunt, einer der Autoren der Studie, die in der Fachzeitschrift Science erschienen ist. Lithiumerze gebe es reichlich – unter anderem auch in Deutschland. Aber die Verarbeitung finde hauptsächlich in China statt.

„Unsere zentrale These lautet“, sagte Hunt: „Wenn man einen einfacheren Weg findet, das Gestein aufzubrechen, das Lithium zu extrahieren und Lithiumsalze in Akkuqualität herzustellen, kann man den Lithiummarkt verändern. Dies steht im Einklang mit aktuellen Bemühungen zur Produktion kritischer Mineralien in den USA.“

Das Team hat bereits das Unternehmen Rock Zero auf dem MIT ausgegründet, um das Verfahren zu vermarkten. Es soll von den Kosten mit der Gewinnung durch Verdunstung konkurrieren können.


(wpl)



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Fototour Vogelsang IP: Monumentale Architektur und starke Naturmotive


Mitten im Nationalpark Eifel befindet sich ein historischer Ort mit einer höchst ungewöhnlichen und wechselvollen Geschichte. Die oberhalb der Urfttalsperre bei Schleiden-Gemünd gelegene ehemalige NS-Ordensburg Vogelsang ist ein eindrucksvolles Relikt nationalsozialistischen Monumentalbaus. Zwischen 1936 und 1939 diente sie als Schulungsstätte für den Führungsnachwuchs der NSDAP. Nach den Parteitagsbauten in Nürnberg gilt sie als eines der größten erhaltenen Baudenkmäler der NS-Zeit in Deutschland.

Im Frühjahr 1945 wurde Vogelsang durch die US-Army eingenommen. Mit der Übergabe an die britische Besatzungsverwaltung begann ein neues Kapitel der wechselvollen Geschichte. 1946 richtete die britische Armee rund um Vogelsang einen Truppenübungsplatz ein, der ab dem Jahr 1950 durch die belgische Armee als „Camp Vogelsang“ geführt wurde. Ende 2005 wurde der Truppenübungsplatz aufgelöst und an die Bundesrepublik Deutschland übergeben. Mit der Öffnung des Geländes zum 1. Januar 2006 begann eine neue Phase in der Geschichte Vogelsangs. In den folgenden Jahren wurde die Anlage zum heutigen sogenannten Internationalen Platz Vogelsang entwickelt.

Dieser Name soll für Toleranz, Vielfalt und ein friedliches Miteinander stehen. Die in Vogelsang gelehrte NS-Ideologie stand für das exakte Gegenteil. Die NS-Ordensburg Vogelsang ist aber nicht nur ein historisch bedeutsamer Ort, sondern bietet auch eine Menge faszinierender Fotomotive. Fotografen finden hier eine Mischung aus beeindruckender Architektur, Geschichte und Natur vor, die einzigartige Aufnahmen ermöglicht und die Geschichte und Atmosphäre dieses besonderen Ortes einfängt.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Fototour Vogelsang IP: Monumentale Architektur und starke Naturmotive“.
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Zendure Solarflow 2400 AC im Test: AC-Speicher fürs BKW mit 86 % Wirkungsgrad


Modularer AC-Speicher bis 17,28 kWh, mit offener Home-Assistant-Anbindung – aber ohne PV-Eingänge und auf den AB3000X-Akku festgelegt.

Der Zendure Solarflow 2400 AC ist ein AC-gekoppelter Speicher. Er wird also nicht zwischen Solarmodule und Wechselrichter gesetzt, sondern arbeitet auf der Wechselstromseite des Hausnetzes. Damit richtet er sich vor allem an Nutzer, die bereits eine größere PV-Anlage oder ein größeres Balkonkraftwerk respektive mehrere verteilte Mikrowechselrichter-Systeme betreiben und nachträglich einen Speicher ergänzen möchten.

Das Prinzip ist einfach: Ein Smart Meter misst am Netzanschlusspunkt, ob gerade Strom eingespeist oder aus dem Netz bezogen wird. Bei Überschuss lädt der Speicher, bei Netzbezug gibt er Energie ins Hausnetz ab. Die vorhandene PV-Anlage muss dafür nicht umgebaut werden. Module, Wechselrichter und deren Verkabelung bleiben unverändert.

Genau darin liegt der Unterschied zu klassischen Balkonkraftwerk-Speichern. Diese sitzen oft auf der DC-Seite, also zwischen Solarmodulen und Mikrowechselrichter. Sie können Solarstrom speichern, bevor er durch den Wechselrichter läuft. Der Solarflow 2400 AC greift dagegen erst nach dem Wechselrichter ein. Das ist für bestehende Anlagen bequem, kann bei kleinen Balkonkraftwerken aber ein Nachteil sein.

Ist ein Mikrowechselrichter auf 800 Watt begrenzt, kommt auch nur diese Leistung auf der AC-Seite an. Eine darüber hinausgehende Mehrleistung – etwa 2000 Wp durch vier 500-Wp-Module an einem 800-Watt-Mikrowechselrichter – kann der Solarflow 2400 AC nicht nutzen, weil sie bereits am Mikrowechselrichter auf 800 Watt abgeregelt wird. Für diese einfachen 800- bis 2000-Watt-Balkonkraftwerke ist ein DC-gekoppelter Speicher daher oft naheliegender, wie der Zendure Solarflow 800 Plus oder Zendure Solarflow 800 Pro. Für größere PV-Anlagen, mehrere Mikrowechselrichter oder dynamische Stromtarife ist der AC-Ansatz des Solarflow 2400 AC dagegen praktischer.

Technik: 2400 Watt Lade- und Entladeleistung

Zendure gibt für den Solarflow 2400 AC eine bidirektionale AC-Leistung von bis zu 2400 Watt an. Das ist mehr als bei vielen einfachen Balkonkraftwerk-Speichern und macht sich vor allem bei größeren Überschüssen bemerkbar. Wenn mittags viel PV-Überschuss produziert wird, kann der Speicher schneller laden. Beim Entladen kann er nicht nur die Grundlast, sondern auch größere Verbraucher teilweise abdecken. Zendure bietet den Speicher mit bis zu sechs AB3000X-Akkus an; die Kapazität reicht dadurch von 2,88 bis 17,28 kWh.

Die hohe Leistung sollte man aber nicht mit normalem Plug-and-Play-Betrieb verwechseln. Zendure nennt zwar bis zu 2400 Watt Ausgangsleistung, weist aber zugleich darauf hin, dass dafür eine fachgerechte Installation nötig ist. Die Standard-Ausgangsleistung liegt bei 800 Watt und kann erhöht werden. Für den Betrieb mit 2400 Watt muss das Gerät an einem eigenen Stromkreis ohne weitere Verbraucher und über einen separaten Leitungsschutzschalter abgesichert werden.

In der Praxis heißt das: Wer nur kleine Leistungen zur Grundlastdeckung nutzt, bewegt sich mit 800 Watt im unkritischen Bereich. Wer dauerhaft hohe Leistungen bis 2400 Watt verwenden möchte, sollte Leitung, Steckverbindung, Absicherung und Anmeldung fachgerecht vom Elektriker prüfen und ggf. nachrüsten lassen. Technisch kann das System viel, elektrisch muss die Installation aber dazu passen.

AB3000X: viel Kapazität, aber wenig Flexibilität bei der Akkuwahl

Der Solarflow 2400 AC arbeitet mit der AB3000X-Batterie. Ein Modul bietet 2,88 kWh Kapazität, bis zu sechs Module ergeben 17,28 kWh. Diese basieren auf LiFePO₄-Zellen, sind IP65-geschützt und verfügen über eine Selbstheizfunktion für kalte Umgebungen.

Die Erweiterbarkeit ist eine Stärke des Systems. Mit einem Akku startet man bei 2,88 kWh, später lässt sich die Kapazität stufenweise ausbauen. Das ist flexibler als bei Speichern mit fest eingebautem Akku.

Die einzelnen Speicher werden übereinander gestapelt und zusätzlich mit dem vorgesehenen Haltebügel samt M4-Schrauben gesichert.

Die Kehrseite: Der Solarflow 2400 AC ist auf die AB3000X festgelegt. Ältere Zendure-Akkus wie AB1000, AB1000S, AB1000X, AB2000, AB2000S und AB2000X lassen sich laut Zendure nicht weiterverwenden. Die ausschließliche Nutzung der spezifischen AB3000X-Akkus ist nicht zwingend ein Nachteil, und andere Hersteller bieten oft auch nur einen passenden Akkutyp bei stapelbaren Systemen wie z. B. dem Marstek Venus D.

Zendure verweist zudem auf SiC-Leistungselektronik in Kombination mit einem 48-Volt-Batteriesystem. Die Idee dahinter: Siliziumkarbid-Halbleiter können effizienter schalten als klassische Siliziumbauteile, und eine höhere Batteriespannung reduziert bei gleicher Leistung die Stromstärke. Dadurch sinken Leitungs- und Wandlungsverluste. Im Alltag entscheidet aber nicht nur die Hardware über den Wirkungsgrad. Wichtig sind auch Ladeleistung, Entladeleistung, Eigenverbrauch, Regelung und Standby-Zeiten.

Installation, App und Smart Meter

Der mechanische Aufbau ist einfach. Bei mehreren Akkus werden die Batterien übereinander gestapelt, die Steuereinheit sitzt darüber. Die Stapelbauweise ist praktisch, erfordert aber eine saubere Montage. Zendure weist in der App ausdrücklich darauf hin, dass der Solarflow 2400 AC und die Batteriemodule exakt ausgerichtet sein müssen. Schon eine schräge oder versetzte Platzierung kann die Kontaktfläche der internen Anschlüsse verringern und damit Leistung sowie Langzeitstabilität beeinträchtigen. Positiv ist, dass die App diesen Punkt nicht versteckt, sondern nach der Montage aktiv abfragt. Nutzer sollten den Hinweis ernst nehmen und die Module zusätzlich mit dem vorgesehenen Haltebügel samt M4-Schrauben sichern. Danach wird das System mit dem beiliegenden Schuko-Kabel mit dem Stromnetz verbunden und in der Zendure-App eingerichtet.

Die Einrichtung in der Zendure-App gelingt unkompliziert. Der Speicher wird eingebunden, mit dem passenden Smart Meter verknüpft und anschließend über das HEMS geregelt. Der Speicher arbeitet nicht nur als einzelnes Gerät, sondern wird in Zendures Energiemanagement eingebunden.

Die Zendure-App zeigt auf der Startseite den Energiefluss. Zur Konfiguration stehen zahlreiche Optionen zur Verfügung.

Entscheidend ist der Smart Meter. Ohne Messung am Netzanschlusspunkt weiß ein AC-Speicher nicht, ob gerade Überschuss oder Netzbezug vorliegt. Zendure nennt unter anderem den eigenen D0-Zähler, den 3CT-Zähler und kompatible Messlösungen wie den Shelly Pro 3EM. Erkennt der Smart Meter Einspeisung, aktiviert der Solarflow 2400 AC das Laden; erkennt er Netzbezug, wird entsprechend entladen.

Ein wichtiger Punkt ist die Saldierung. Der Solarflow 2400 AC speist einphasig ein. Moderne Stromzähler verrechnen aber Bezug und Einspeisung über alle drei Phasen. Deshalb kann ein einphasiger Speicher rechnerisch auch den Verbrauch auf den anderen beiden Phasen ausgleichen. Physikalisch fließt der Strom vom Speicher zwar nicht auf allen Phasen gleichzeitig in das Hausnetz, für die Stromabrechnung zählt aber nur der saldierte Wert am Netzanschlusspunkt.

Positiv fällt der Mehrspeicherbetrieb auf. Werden mehrere Solarflow-Speicher über Zendures HEMS gemeinsam eingebunden, arbeiten sie nicht als unabhängige Einzelgeräte gegeneinander, sondern werden zentral koordiniert. Im Test schaukelten sich zwei Speicher an einem Smart-Meter-System dadurch nicht gegenseitig auf, sondern teilten sich die Überschussladung sowie das Entladen passend zum jeweiligen Ladezustand auf. Das ist ein wichtiger Unterschied zu vielen anderen AC-Speichern: Reagieren mehrere Geräte jeweils eigenständig auf denselben Smart-Meter-Wert, werden sie sich in kürzester Zeit gegenseitig zum Laden und Entladen anregen oder ständig nachregeln. Zendure löst dieses Problem im eigenen Ökosystem deutlich sauberer, und man ist nicht auf einen einzigen Speicher begrenzt.

Regelverhalten: Nulleinspeisung mit kleinem Puffer

Für die Nulleinspeisung ist nicht nur wichtig, dass ein Smart Meter vorhanden ist. Entscheidend ist auch, wie schnell und wie genau der Speicher auf dessen Messwerte reagiert. Zendure bewirbt den D0-Zähler und den 3CT-Zähler mit 1-Watt-Präzision und 3 Sekunden Reaktionszeit. Das klingt nach einer sehr genauen Regelung, bedeutet in der Praxis aber nicht, dass der Stromzähler dauerhaft exakt 0 Watt anzeigt.

Ein AC-gekoppelter Speicher arbeitet immer mit einer gewissen Verzögerung. Das Smart Meter misst den Netzfluss, übermittelt den Wert an das Energiemanagement, und der Speicher passt seine Lade- oder Entladeleistung an. Schaltet sich im Haus ein größerer Verbraucher ein oder aus, braucht das System einen kurzen Moment, bis es nachgeregelt hat.

Hinzu kommt, dass eine zu aggressive Regelung Nachteile hätte. Würde der Speicher bei jeder kleinen Laständerung sofort versuchen, exakt auf 0 Watt zu springen, könnte das System anfangen zu pendeln: Es würde kurz einspeisen, dann nachregeln, anschließend wieder Netzbezug erkennen und erneut gegensteuern. Solche schnellen Wechsel belasten Relais und Leistungselektronik und führen nicht unbedingt zu einem besseren Ergebnis am Zähler, sondern verschleißen die Leistungselektronik unnötig schnell.

Deshalb arbeiten solche Systeme in der Praxis meist mit einem kleinen Sicherheitsbereich. Statt dauerhaft exakt 0 Watt anzustreben, wird ein kleiner Offset zugelassen. Je nach Messgerät, Kommunikationsweg und Algorithmus kann das eine geringe Resteinspeisung oder ein kleiner Netzbezug sein. Erfahrungswerte mit AC-gekoppelten Speichern zeigen häufig Zielbereiche im zweistelligen Wattbereich. Das ist technisch sinnvoll, weil der Speicher dadurch ruhiger arbeitet und nicht wegen jeder kleinen Schwankung nachregelt oder zwischen Laden und Entladen umschalten muss.

Für die Bewertung ist das wichtig: Der Eigenverbrauchsmodus bedeutet bei solchen Systemen nicht automatisch Nulleinspeisung, also dass am Zähler über den ganzen Tag hinweg eine perfekte Nulllinie steht. Entscheidend ist, ob der Speicher größere Überschüsse zuverlässig lädt und Netzbezug im Alltag deutlich reduziert. Kleine Abweichungen von 30 bis 50 Watt sind bei Smart-Meter-geregelten AC-Speichern kein ungewöhnliches Verhalten, sondern eher Teil der Regelstrategie. Bei sehr kleinen Überschüssen unterhalb von rund 50 Watt sollte man ebenfalls nicht erwarten, dass der Speicher diese immer vollständig und sofort einfängt. In diesem Bereich sind Messrauschen, Kommunikationslatenz und Mindestleistung der Leistungselektronik im Verhältnis zur verfügbaren Energie bereits sehr relevant.

In unserem Test hat das Regelverhalten im Zusammenspiel mit dem Zendure D0-Zähler und einem Shelly Pro 3EM zuverlässig und mit kurzer Reaktionszeit funktioniert, ist aber nicht mit einer fest verdrahteten Echtzeitregelung wie bei größeren dreiphasigen Heimspeichern zu verwechseln. Wer im Alltag auf die App oder den Smart-Meter-Verlauf schaut, wird deshalb immer wieder kurze Ausschläge in Richtung Netzbezug oder Einspeisung im Bereich weniger Watt sehen. Problematisch wäre das erst, wenn der Speicher dauerhaft deutlich neben dem Ziel arbeitet oder größere Überschüsse trotz freier Akkukapazität nicht aufnimmt.

App, Zenki und dynamische Stromtarife

Die Zendure-App dient zur Einrichtung, Leistungsbegrenzung und Auswahl der Betriebsmodi. Im Eigenverbrauchsmodus lädt der Speicher bei PV-Überschuss und entlädt bei Netzbezug. Zusätzlich bewirbt Zendure sein Energiemanagement Zenki. Es soll unter anderem Verbrauch, Wetterdaten, Strompreise und Batteriestand berücksichtigen.

Für Haushalte mit dynamischem Stromtarif kann der Solarflow 2400 AC interessant sein. Zendure nennt inzwischen mehr als 840 unterstützte europäische Energieversorger und bietet unter dem Namen „ZenWave“ seit kurzem auch einen eigenen dynamischen Stromtarif an. Der Speicher lädt dann nicht nur mit PV-Überschuss, sondern kann auch gezielt günstigen Netzstrom aufnehmen und später in teureren Stunden wieder abgeben. Wirtschaftlich lohnt sich das aber nur, wenn der Preisunterschied groß genug ist. Bei einem gemessenen AC-Roundtrip von rund 86 % gehen etwa 14 % der geladenen Energie im Zyklus verloren. Diese Wandlungsverluste müssen durch die Preisdifferenz im dynamischen Stromtarif überkompensiert werden. Eine stark verkürzte Amortisation ist dadurch derzeit kaum zu erwarten. Die Ersparnis bewegt sich im Bereich von einigen Cent pro Tag bzw. ein paar Euro über das gesamte Jahr. Bei geringen Preisunterschieden kann die Degradation durch zusätzliche Ladezyklen den Vorteil sogar weitgehend aufzehren. In unserem Alltagstest wurde der Akku per Home Assistant gesteuert oder im HEMS-Eigenverbrauchsmodus und ohne dynamischen Stromtarif oder Zenki betrieben, mit PV-Überschuss geladen und überwiegend im empfohlenen SoC-Fenster von 10 bis 90 % betrieben. Gelegentlich lädt das System dennoch selbstständig auf 100 %. Das ist bei LiFePO₄-Akkus sinnvoll, weil das Balancing vor allem nahe der Vollladung stattfindet.

Die Integration in Home Assistant funktioniert lokal und kommt ohne Cloud aus. Für die Ersteinrichtung des Zendure Solarflow 2400 AC wird allerdings die App benötigt, inklusive einer Registrierung bei Zendure.

MQTT, Zen SDK und Home Assistant Integration

Positiv fällt die MQTT-Anbindung auf. Im Home Assistant erscheinen nicht nur Basiswerte wie Akkustand, Lade- und Entladeleistung, Temperaturen, Zellspannungen, Betriebszustand und Restlaufzeit, sondern auch zahlreiche Einstellmöglichkeiten. So lassen sich unter anderem Lade- und Entladegrenzen, Mindest-SoC, Ziel-SoC, Betriebsmodus, Rückspeiseverhalten und Smart-Modus steuern. Die Integration liefert damit eine ungewöhnlich umfangreiche Übersicht über den Speicher und erlaubt deutlich mehr als nur eine einfache Statusanzeige.

Für Nutzer, die ihren Speicher nicht nur in der Hersteller-App beobachten möchten, ist das ein echter Pluspunkt. Gerade im Zusammenspiel mit weiteren Sensoren, Smart Metern oder Automationen lässt sich der Solarflow 2400 AC dadurch in ein eigenes Energiemanagement einbinden.

Technisch muss man dabei mehrere Ebenen unterscheiden. Im einfachsten Fall läuft der Solarflow 2400 AC vollständig über die Zendure-App und das herstellereigene HEMS. Die App koppelt den Speicher mit einem Smart Meter, etwa Zendure Smart Meter 3CT, D0-Zähler oder Shelly Pro 3EM, und Zendures eigene Logik setzt daraus je nach Betriebsmodi die passende Lade- und Entladeleistung. Für reine App-Nutzer ist das bequem, weil der Speicher ohne eigene Automatisierungen arbeitet.

Für Home Assistant gibt es die Zendure-HA-Integration als Custom Component, die per HACS installiert wird und nicht offiziell in Home Assistant integriert ist. Für die Erstanmeldung des Geräts ist weiterhin ein Zendure-Konto erforderlich; die laufende Kommunikation läuft jedoch bei aktiviertem lokalen MQTT-Broker im eigenen Netzwerk. Die Integration bindet die Geräte als Entitäten ein und stellt je nach Modell Werte wie SoC, Batterieleistung, AC-Leistung, Lade- und Entladegrenzen, Temperaturen, Betriebszustände und Energiezähler bereit. Bei neueren Geräten kommt zunehmend das Zen SDK als technischer Unterbau hinzu. Zendure beschreibt Zen SDK als lokale Steuerungsmethode mit Echtzeitstatus, Event-Streams, Remote-Funktionen, offenen APIs und der Integration von Drittanbieter-MQTT-Clients einschließlich Home Assistant. Je nach Gerät und bereitgestellten Entitäten lassen sich Ladeleistung, Entladeleistung, SoC-Grenzen oder Betriebsmodi setzen. Damit kann Home Assistant selbst zum Regler werden. Ein typisches Szenario ist die lokale Nulleinspeisung: Home Assistant liest den aktuellen Netzfluss etwa über einen Shelly Pro 3EM und setzt daraus laufend das passende Lade- oder Entladelimit des Speichers.

Beim Solarflow 2400 AC und weiteren neueren Solarflow-Geräten ist außerdem ein lokaler MQTT-Broker möglich. Dabei wird in der Zendure-App bei jedem Gerät der MQTT-Broker im lokalen Netzwerk eingetragen, typischerweise Mosquitto in Home Assistant, ioBroker, openHAB oder Node-RED. Danach sendet das Gerät seine Daten lokal an MQTT und kann darüber auch Steuerbefehle empfangen. Die Zendure-App bleibt für Ersteinrichtung, Firmware-Updates, Gerätemanagement und Grundkonfiguration relevant, muss aber nicht zwingend dauerhaft die eigentliche Regelung übernehmen.

Wichtig: HEMS und Home Assistant sollten nicht gleichzeitig dieselben Stellgrößen regeln. Wenn Zendures HEMS den Speicher anhand des Smart Meters steuert, sollte Home Assistant nicht parallel dauerhaft Werte wie inputLimit oder outputLimit überschreiben. Zwei unabhängige Regelungen können sonst gegeneinander arbeiten.

Für versierte Smart-Home-Nutzer sind diese Steuerungsmöglichkeiten ein klarer Pluspunkt. Der Solarflow 2400 AC ist dadurch zwar nicht vollständig cloudfrei und auch nicht komplett unabhängig von der Zendure-App, aber deutlich flexibler nutzbar als die Speichersysteme vieler anderer Hersteller. Wer es einfach haben möchte, nutzt die Zendure-App und HEMS. Wer tiefer einsteigen möchte, bekommt mit MQTT, Zen SDK und der Home Assistant Integration eine Plattform, die nicht nur Monitoring, sondern eine Steuerung nach individuellen Wünschen ermöglicht.

Notstrom: nützlich, aber keine Hausnotstromanlage

Der Solarflow 2400 AC besitzt eine Off-Grid-Steckdose. Darüber lassen sich bei Stromausfall einzelne Verbraucher direkt versorgen. Zendure nennt 2400 Watt Off-Grid-Leistung und 3600 Watt Spitzenleistung für bis zu 10 Sekunden. Für Kühlschrank, Gefriertruhe, Ladegeräte oder kleinere Haushaltsgeräte ist das ein praktischer Zusatz. Eine vollwertige Hausnotstromlösung ersetzt die Steckdose aber nicht. Bei Stromausfall wird nur versorgt, was direkt an der Off-Grid-Steckdose hängt. Die angegebene USV-Umschaltzeit liegt je nach Quelle zwischen 10 und 20 Millisekunden, was in unserem Test für empfindliche IT-Geräte wie ein Synology NAS, einen Switch und einen TP-Link-Router problemlos ausgereicht hat.

Messaufbau mit drei Smart Plugs

Für die Kapazitäts- und Wirkungsgradmessung wurden drei Smart Plugs gleichzeitig eingesetzt: ein Shelly Plug S Gen3, eine Zigbee-Smart-Steckdose und ein Tasmota-Refoss-P11. Ausgewertet wurde jeweils die Differenz der Energiezähler vor und nach dem Test.

Gemessen wurden drei Szenarien. Zuerst wurde die AB3000X von 100 auf 5 % mit rund 1000 Watt entladen. Danach wurde sie von 5 auf 100 % mit rund 2000 Watt geladen. Anschließend folgte eine zweite Entladung von 100 auf 5 % mit rund 200 Watt. Diese niedrige Last entspricht eher dem typischen Nachtbetrieb, wenn ein Speicher über viele Stunden die Grundlast deckt.

Nutzbare Kapazität: AB3000X schöpft das Ladefenster gut aus

Die AB3000X hat 2,88 kWh Nennkapazität. Da der Test bei 5 % Restkapazität endete, standen rechnerisch 95 % zur Verfügung. Das entspricht 2,736 kWh.

Beim Entladen mit rund 1000 Watt wurden folgende Werte gemessen:

Shelly Plug S Gen3 2,72 kWh
Zigbee-Smart-Steckdose 2,65 kWh
Tasmota-Refoss-P11 2,69 kWh
Mittelwert 2,69 kWh

Der Mittelwert von 2,69 kWh entspricht 93,4 % der nominellen Akkukapazität. Bezogen auf das genutzte Fenster von 100 bis 5 % sind es 98,3 % des rechnerisch verfügbaren Bereichs. Die drei Messgeräte lagen nah genug beieinander, um die Ergebnisse als plausibel zu bewerten.

Beim Entladen mit rund 200 Watt fiel die nutzbare Energie kaum geringer aus:

Shelly Plug S Gen3 2,70 kWh
Zigbee-Smart-Steckdose 2,60 kWh
Tasmota-Refoss-P11 2,64 kWh
Mittelwert 2,65 kWh

Der Unterschied zum 1000-Watt-Test beträgt im Mittel nur 0,04 kWh. Damit verliert der Akku bei niedriger Entladeleistung kaum nutzbare Kapazität. Für die Praxis ist das wichtig, weil viele Haushalte ihren Speicher nachts nicht mit hoher Leistung, sondern über viele Stunden mit kleiner Last entladen.

Laden und Roundtrip-Wirkungsgrad

Für das Laden von 5 auf 100 % mit rund 2000 Watt wurden im Mittel 3,08 kWh benötigt:

Shelly Plug S Gen3 3,10 kWh
Zigbee-Smart-Steckdose 3,05 kWh
Tasmota-Refoss-P11 3,10 kWh
Mittelwert 3,08 kWh

Aus Lade- und Entladewerten ergibt sich der AC-zu-AC-Wirkungsgrad. Beim Zyklus mit 1000-Watt-Entladung liegt er bei 87,3 %. Beim praxisnahen Zyklus mit 200-Watt-Entladung sind es 86,0 %.

2000 W Laden, 1000 W Entladen 3,08 kWh 2,69 kWh 87,3 %
2000 W Laden, 200 W Entladen 3,08 kWh 2,65 kWh 86,0 %

Bei einem AC-Speicher wird Wechselstrom beim Laden in Gleichstrom gewandelt und beim Entladen wieder zurück in Wechselstrom. Dabei entstehen Verluste. Dazu kommt der Eigenverbrauch für die Steuerelektronik sowie die WLAN-Kommunikation. Zendure bewirbt bis zu 93 % Roundtrip-Effizienz, gemessen bei internen Tests im Zendure-Labor. Dieser Wert wurde in unseren Tests nicht erreicht. Für solch einen Wert müsste die Effizienz jeder einzelnen Wandlungsrichtung im Wechselrichter von AC auf DC oder DC auf AC bei mindestens 96,44 % liegen, bei einem Batteriesystem noch höher, da auch die Speicherung der Energie in die Zellen nicht zu 100 % verlustfrei stattfindet. Die Herstellerangabe von bis zu 93 % dürfte eher einen idealisierten Laborwert oder einen Teilwirkungsgrad beschreiben. Für den vollständigen AC-zu-AC-Zyklus inklusive Batterie, Eigenverbrauch und realem Teillastbetrieb sind die gemessenen 86 bis 87 % deutlich realistischer. Ein Roundtrip-Wirkungsgrad von 86 bis 87 % ist für einen AC-gekoppelten Speicher der höchste Wert, den wir in unserem bisherigen AC-Speicher-Testfeld gemessen haben.

Wichtig ist die Trennung zwischen Kapazität und Wirkungsgrad. Die Batterie gibt fast das gesamte genutzte Ladefenster ab und behält eine gewisse Sicherheitsreserve als Schutz gegen Tiefenentladung. Die Verluste entstehen vor allem im kompletten Zyklus aus Laden, Speichern und Entladen. Für Wirtschaftlichkeitsrechnungen sollte man daher nicht mit der Herstellerangabe kalkulieren, sondern mit einem Praxiswert um 86 %. Dieser Praxiswert ist im Vergleich zu anderen getesteten AC-Speichern positiv einzuordnen.

Alltagstest mit PV-Überschuss

Zusätzlich zum festen Lade-/Entladezyklus lief der Speicher mehrere Tage im normalen Alltagsbetrieb zwischen 5 % und 100 % SoC. Der PV-Überschuss schwankte je nach Uhrzeit und Bewölkung zwischen 0 und 1600 Watt. Nachts haben wir den Speicher mit 200 Watt entladen, bis die untere Grenze erreicht war.

In diesem Szenario wurden über mehrere Tage hinweg 12,2 kWh geladen und 10,5 kWh wieder abgegeben. Daraus ergibt sich ein Praxiswirkungsgrad von 86,1 %. Das passt sehr gut zu den Werten aus den Lade- und Entladezyklen mit fester Lade- und Entladeleistung im vorherigen Test und bestätigt, dass der Speicher auch im Realbetrieb mit schwankendem PV-Überschuss ähnlich effizient arbeitet wie im Testzyklus mit fest definierter 2000-Watt-Ladeleistung.

Einordnung gegenüber anderen AC-Speichern

Der Solarflow 2400 AC konkurriert mit diversen AC-gekoppelten Nachrüstlösungen, etwa der Hoymiles MS-A2, der Anker Solix Solarbank 2 AC, dem Marstek Venus E und dem Marstek Venus D. Der gemeinsame Vorteil dieser Speicher liegt darin, dass bestehende PV-Anlagen nicht umgebaut werden müssen. Der Speicher hängt auf der Wechselstromseite und orientiert sich am saldierten Netzanschlusspunkt. Der Solarflow 2400 AC punktet vor allem mit hoher AC-Leistung, modularer Erweiterbarkeit, guter App-Einrichtung und der zentralen HEMS-Steuerung. Ein AB3000X-Akku startet bei 2,88 kWh, mit sechs Akkus sind bis zu 17,28 kWh möglich. Das ist flexibel, bindet Käufer aber vollständig an diesen Akkutyp.

Besonders beim Betrieb mehrerer Zendure-Speicher zeigt sich ein Unterschied zu vielen Konkurrenzsystemen. Mehrere Speicher an einem Smart Meter sind regelungstechnisch anspruchsvoll. Wenn jedes Gerät unabhängig vom anderen versucht, den Netzanschlusspunkt auf null zu regeln, werden sich die Speicher gegenseitig negativ beeinflussen. Einer lädt, der andere erkennt dadurch Netzbezug oder Einspeisung und regelt dagegen. Zendure vermeidet dieses Problem im eigenen HEMS, indem mehrere Speicher gemeinsam koordiniert werden. Für größere Setups mit mehreren Zendure-Speichern ist das ein echter Vorteil.

Auch bei der Smart-Home-Integration positioniert sich Zendure offener als die meisten anderen Hersteller, die sich stärker an Standard-Nutzern oder der eigenen App orientieren. Zendure bietet mit App, HEMS, MQTT, Zen SDK, Home Assistant Integration und aktiver Community eine Mischung aus Einfachheit und Offenheit. Diese Offenheit ist nicht vollständig cloudfrei, die lokale Integration des Solarflow 2400 AC spielt im aktuellen Speicherumfeld aber im vorderen Feld mit.

Für kleine 800-Watt-Balkonkraftwerke ist ein DC-gekoppelter Speicher wie der Solarflow 800 Plus oder Pro oft naheliegender, weil er Solarstrom vor dem Wechselrichter speichert und eine zusätzliche AC-DC-Wandlung überspringt. Für vorhandene Dach-PV, mehrere Mikrowechselrichter oder dynamische Stromtarife ist ein AC-Speicher wie der Solarflow 2400 AC dagegen praktischer. Er ist unabhängig von den vorhandenen (Mikro-)Wechselrichtern, kann auch mit Netzstrom laden und lässt sich bei Bedarf mit weiteren Batterien erweitern.

Preis

Die Preise für Zendure Solarflow 2400 AC starten bei 768 Euro. Bei diesem Preis sind die Steuereinheit und ein Akku vom Typ AB3000X mit 2,88 kWh enthalten. Insgesamt kann eine Steuereinheit bis zu 6 Akkus verwalten, mit einer Kapazität von 17,28 kWh. Je nach Konfiguration liegt der Preis pro kWh zwischen 192 Euro (14,4 kWh) und 267 Euro (2,88 kWh). Damit liegt das System im unteren Drittel des Segments. Der AC-Speicher Hoymiles Hi Battery kostet 286 Euro pro kWh, der Marstek Venus E ist mit rund 200 Euro pro kWh ähnlich günstig wie die Zendure-Lösung, arbeitet aber mit einem deutlich niedrigeren Wirkungsgrad von rund 80 %.

Fazit

Der Zendure Solarflow 2400 AC ist ein leistungsstarker AC-Speicher für Haushalte, die eine bestehende PV-Anlage AC-seitig nachrüsten möchten. Für einfache 800- bis 2000-Watt-Balkonkraftwerke ist er weniger passend, weil er keine direkte Anschlussmöglichkeit für Solarmodule besitzt. Wer direkt Panels anschließen möchte, für den könnte der Zendure Solarflow 2400 Pro interessant sein.

Im Test überzeugen die AB3000X-Batterie und der Wechselrichter mit 86 % AC-zu-AC-Wirkungsgrad. Aus 2,88 kWh Nennkapazität wurden bei Entladung bis 5 % je nach Last 2,65 bis 2,69 kWh nutzbar abgegeben. Auch bei nur 200 Watt Entladeleistung bleibt die verfügbare Kapazität nahezu gleich. Für die nächtliche Grundlastdeckung ist das ein gutes Ergebnis. Im vollständigen Lade-/Entladezyklus und im Alltagstest erreicht das System 86 bis 87 %. Damit bleibt der Solarflow 2400 AC zwar unter der Herstellerangabe von bis zu 93 %, liefert aber den höchsten bislang von uns gemessenen AC-zu-AC-Wirkungsgrad in einem AC-gekoppelten Speicher. Für ein System mit doppelter Wandlung ist das ein gutes Ergebnis.

Ebenfalls positiv sind die einfache Einrichtung in der Zendure-App, die Einbindung von Smart Meter und HEMS sowie der sauber koordinierte Betrieb mehrerer Zendure-Speicher. In unserem Test haben wir den Solarflow 2400 AC mit einem Solarflow 800 Plus zusammen betrieben, und beide Speicher arbeiteten nicht als konkurrierende Einzelgeräte gegeneinander, sondern wurden zentral gesteuert, ohne sich gegenseitig negativ zu beeinflussen. Das ist bei mehreren Speichern an einem Smart Meter Grundvoraussetzung für einen sauberen parallelen Betrieb.

Die Smart-Home-Anbindung ist für fortgeschrittene Nutzer ein weiterer Pluspunkt. Über die Zendure-HA-Integration, Zen SDK und lokales MQTT lässt sich der Speicher nicht nur überwachen, sondern auch aktiv in eigene Smart-Home-Regelstrategien einbinden. Die Integration ist eine Custom Component und benötigt für die Erstanmeldung des Geräts ein Zendure-Konto; bei aktiviertem lokalem MQTT-Broker läuft die laufende Kommunikation jedoch im eigenen Netzwerk. Damit können Nutzer den Solarflow 2400 AC wahlweise komfortabel über App und HEMS betreiben oder deutlich stärker lokal automatisieren. Wichtig ist nur, dass die Geräte aus der HEMS-Steuerung genommen werden, sonst würden HEMS und Home Assistant immer abwechselnd neue Lade- oder Entladelimits setzen und sich gegenseitig überschreiben.

Die Stärken des Solarflow 2400 AC liegen in seiner hohen Leistung, der modularen Kapazität, dem höchsten bislang von uns gemessenen Roundtrip-Wirkungsgrad in einem AC-Speicher auch bei geringer Grundlast und der umfangreichen MQTT-/Home-Assistant-Einbindung. Als Nachteile sehen wir das Fehlen von PV-Eingängen, die Beschränkung auf AB3000X-Akkus und die Tatsache, dass die volle Leistung eine passende Elektroinstallation erfordert. Wer eine größere PV-Anlage oder einen dynamischen Stromtarif nutzt und Home Assistant oder andere Smart-Home-Systeme mit MQTT betreibt, bekommt einen der derzeit leistungsfähigsten AC-Speicher mit offener Smart-Home-Anbindung und großem Ausbaupotenzial.



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