Neues Speichersystem mit LiFePo und Victron Wechselrichter(n)

  • Inhaltsverzeichnis dieses Tagebuches damit man leichter zu den Passagen springen kann, die einen Interessieren:

    1. Akku- bzw. Zellenauswahlauswahl (dieser Post nach dem Inhaltsverzeichnis) & erste Gehversuche mit einem Venus OS auf Raspibasis
    2. Aktuelle und geplante Hausverkabelung (mit Notstrom)
    3. Dimensionierung - welche Victrons sind die richtigen und was ist die 1:1 Regel.
    4. Wie werden die Akkupacks später zusammen geschaltet
    5. Laborladegerät zusammengebaut
    6. Energiemeter und Geräte-Anschlusskabel
    7. Geräteanschlusskasten für PV Strings und hier Teil 2
    8. Erster Multiplus und Lynx Distributioneinheit angekommen
    9. Venus OS: Superuser und SSH aktivieren
    10. Venus OS: Paketmanager installieren + erste App den Shutdownmonitor
    11. Virtuellen PV Generator Treiber in VenusOS installieren
    12. MQTT Werte mittels Node-Red bearbeiten und einem virtuellen PV Generator zu Verfügung stellen
    13. Vorbereitung und Wandmontage der Lynxe
    14. Multiplus Firmware Update
    15. Display MP II Stecker war nicht gesteckt - hier Bilder vom Inneren eines MPII
    16. Spannungen die für die Einstellungen des ESS, MPII und BMS wichtig sind
    17. 3-Phasen ESS einrichten
    18. Multiplus II und ESS Assistenten einrichten
    19. Cerbo Inbetriebnahme + Zusatzpakete (wie schon auf Rapsi gezeigt)
    20. Unpacking EEL V3 (aus EU Lager)
    21. EEL Seplos BMS einbauen
    22. Der erste Kontakt (mit dem BMS)
    23. DBus-SerialBatterie installiert (Cerbo)
    24. Batteryaggregator angepasst
    25. Wärmebilder
    26. Tuning der BMS Parameter
    27. NH-0 Trenner
    28. Victron DESS
    29. Lüftung der Garage
    30. Ladeboxen mit EVCC (mit Anbindung an Victron)
    31. Erweiterung des Zählerschrankes um einen SLS
    32. Die nächsten 2 Boxen mit JK-BMS sind da

    Moin,

    eigentlich noch ein wenig früh, da ich noch nichts konkretes zum Zeigen habe, aber ich dachte ich fang mal so früh wie möglich an....

    Warum neuer Speicher: Mein alter mit ca. 22kWh nutzbar ist mir zu klein - simpel :) und man kann ihn nicht einfach erweitern.

    ==> ein neuer muss her und natürlich wieder Eigenbau. Die letzten 7 Jahre hat sich ja viel getan und die Preise sind auch deutlich gesunken. Von daher kann man mehr schon vorgefertigt kaufen.

    Aktuell fällt meine Wahl auf 16s LiFePo Akkus eine Zelle mit 280Ah oder 304Ah. D.h. ein Pack wird 16*3.2V*304Ah=15,5kWh Kapazität haben. Ich werde mit einem Anfangen und dann in 15.5kWh Schritten erhöhen. Ziel >40kWh also mindestens 3 Packs.

    Ein Pack wird je in einem Metallgehäuse mit BMS und active Balancer kommen.

    Hier mal die Komponenten für mein erstes Case:

    Kosten ca. 2100€ - hängt am Dollarkurs.

    Lieferung direkt aus China kann also ein paar Monate dauern bis es hier ist. Aus EU stock gab es leider nicht das passende BMS. Ob ich das erstmal an den SMA hänge oder gleich noch Victron Wechselrichter muss ich noch entscheiden. Langfristig aber vermutlich 3x Victron Multiplus II 5000 + Venus OS + Energymeter. Ich werde vermutlich auch 1-2 SMA Wechselrichter durch Victron DC-DC Inverter tauschen die dann direkt die Batterie laden ohne den AC Umweg. Dies um die Wandlungsverluste zu minimieren und auch Schwarzstart zu ermöglichen (Ladestart ohne Netz, nachdem Akku auch leer war). Was ich noch nicht so ganz durchschaut habe ist wie Notstrom bzw. Inselbetrieb bei Victron umgesetzt ist.

    Womit man schon mal anfangen kann ist due Steuersoftware. Hier werde ich das Victron Venus auf Raspi4 Basis nutzen.

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    Ein dreier tut es auch, aber Raspi 2 und kleiner bitte nicht mehr. Den Raspi habe ich schon und das Image dafür bietet Victron kostenlos an. Nutzt immer die lrge Version auf der auch Node-Red mitgeliefert wird. Node-Red braucht man später zur Automatisierung. Also kurz Balena Etcher aktualisiert (mit meiner alten Version konnten die komprimierten Dateien nicht genutzt werden) und dann eine SD geflasht:

       

    Dabei kam mir dann noch die Windows Security in die Quere also evtl. balena Zugriff erlauben dann geht es.

    Ihr könnte nun die IP Adresse Eures Raspis über Euren DHCP Server oder Victron Connect herausfinden. Natürlich sollte Euer Rapsi auch mit der erzeugten SD im Betrieb sein :) Das booten dauert ca. 1-2 Minuten.

     

    Da ist er also schon auf IP 192.168.0.112 supi.Auf Remote Konsole klicken und Ihr werdet direkt zum Webbrowser mit der IP umgeleitet:

    Damit endet es heute auch schon - einen Victron Energymeter habe ich schon bestellt. Den werde ich dann vermutlich in der nächsten Woche einbauen und hier weiter berichten. Parallel werde ich mich mal bzgl. VIctron konfig und Co speziell Insel schlau machen.

  • Hier mal der aktuelle Iststand der Verkabelung, stark vereinfacht.

    Seit dem Umbau auf den Verteiler ist kein Verbraucher mehr direkt am Zählerschrank angebunden. Der zählt und unterverteilt also nur noch. Bzw. beherbergt er noch den EnFluRi - den Energie Fluss Richtungsmesser, um die Nulleinsepisung zu bewerkstelligen.

    Gut ist schon mal, dass die Garage mit 2x 10qmm 5 adrig angebunden ist. Somit können die Starkstromgeräte getrennt vom Rest versorgt werden. Wichtig für die Maximalleistungsauslegung der zukünftigen Insel/Notstromwechselrichter.

    Aktuell ist alles auf SMA und ich habe auch schon die Notstromsteuerung da um automatisch die Netztrennung und Zusammenlegung der Phase zu bauen. Das werden ich jetzt aber nicht mehr machen sondern ein neues dreiphasiges System auf Victronbasis erstellen. Das ganze läuft Netzparallel, d.h. ohne Netz ist alles tot bis auf die Rechner, welche noch ca. 30min aus USVs mit Strom versorgt werden.

  • Das wäre dann die neue Konfig.

    Wichtig ist, dass die Victrons ein komplett eigenes Netz aufspannen (3 Phasig) mit 3x5kW) in blau dargestellt. Also maximal 15kW Netzleistung für das Haus. Daher werden die Ladesäulen auch nicht and die Victrons angeschlossen sondern direkt ans Versorgernetz (schwarz). Ziel ist es erstmal nicht eine Insel aufzubauen, aber aufbauen zu können. Die Fahrzeuge können notfalls auch per Schuko geladen werden.

    Mittelfristig wird mindests einer der AC PV Wechselrichter durch einen DC-DC Inverter getausche um eine schwarzstartfähigkeit zu erhalten. Schwarzstart heisst man kann sein Netz ohne Netzversorger wieder aufbauen sobald die Batterie genügend geladen ist. AC gekoppelte Wechselrichter starten ja nicht ohne Netz und somit kann der Akku damit nicht geladen werden.

    Energie von den Multiplus wird also nur ins Netz über ACIn (oder besser Versorgungsnetzanschluss) gespeist wenn überschuss vorhanden und nichts mehr in die Batterie geladen werden kann. Sollte selten nicht vorkommen.

    Ich muss mir die Handbücher zum Victron aber nochmals anschauen, zumindest müsste nach meinem jetzigen Verständnis so der Aufbau klappen.

    Hier nochmals ein Video zur prinzipiellen Verkabelung im Detail

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  • Das folgende Video klärt immer wiederkehrende Fragen zum Multiplus. Auch ein paar die ich hatte ala

    - Wird Öffentliches Netz durchgeleitet oder geht es immer erst in den Akku

    - Was passiert mit Generator Leistungen an ACIN oder Out bei Akku voll oder leer

    ...

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    Zu den Verkabelungsoptionen hier mal ein gutes Video

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  • Wahl des richtigen Victron - Dimensionierung. Hier mal ein Auszug aus dem Datasheet:

    Nehmen wir mal die maximale Ausgangsleistung, also die Leistung die der Wechselrichter aus der Batterie in Netz einspeisen kann. Hier brauche ich mind. 3.6kw pro Phase, d.h. ich brauche mindesten den Victron 5000 mit 4kW. Das gilt wohlgemerkt nur als Limit wenn man Nullbezug haben will bzw. man sich im Notstrom befindet (oder Insel).

    Batterieladeleistung hmm wir haben zwar ca. 20kWp auf dem Dach aber inkl. einer Nord und 2 flachen Anlagen. Meist ist auch eine der Süd-Anlagen im Teil-Schatten. Gehen wir mal von max 13kW Leistung aus die in die Batterie soll. Ah davon muss man noch den Hausstrom abziehen nehmen wir 3kW (ja hoch, aber man kann Spülmaschine Autoladen etc. ja auch planen). Bleiben also 10kW die in die Batterie müssen. Nehmen wir 51.2V (16s System) ergibt das 195.3A die wir durch 3 Wechselrichter teilen (ich plane ja 3 phasig) macht also 65A pro Wechselrichter. Würde passen da der 5000er 70A erlaubt. Man muss aber aufpassen, dass die Einzelphasen PV-Richter auf verschiedene Phasen liegen! Oder - aber man die AC PV-Richter evtl. durch DC, also direkt die Batterie ladende, ersetzt (was auch effizienter ist - wenn man es nicht direkt verbrauchen kann).

    Schaut man sich die Preise vom 5000er im Vergleich zum nächstgrößeren Modell an 8000er fällt einem die Entscheidung leicht.
    ==> 3000€ gespart. Also 5000er!

    Gerade noch ein passenden Video dazu gefunden:

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    ach ja zwei Videos zur 1:1 Regel (oben durch die Betrachtung des maximalen Ladestroms schon berücksichtigt). In dem Fall von 3x5000er darf die PV Leistung an ACOut nur ~10.7kWp (DC seitig: 51,2V*70A*3=10,7kW) betragen. Evtl. einfach die Nordseite (9.8kWp) auf ACIn. Dann hätte man diese zwar nicht im Notstrombetrieb, aber das ist aktuell ja nicht wirklich kritisch.

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    Ich habe mal die Daten unserer PV durchforstet und komme zu folgenden maximal Leistungswerten und Spannungen:

    Neu ab Sommer (noch nicht gebaut aber geplant)

    Die ersten Leistungswerte sind die, die ich aus den Livedaten sehe - die hinteren berechnete anhand der Moduldaten und Stringkonfig.

    In summe also ~12kW maximal Leistung die zu erwarten ist. D.h. ich sollte um ~2kW reduzieren. Wäre nun also der Plan die Carport PV als DC PV Lader zu nehmen damit wäre dann auch mit der Terrasse die Regel erfüllt, selbst wenn gar kein Verbraucher aktiv ist. Aber halt das macht ja keinen Sinn, die 2.5kW würde ich ja nur von einer Phase wegnehmen :( D.h. ich muss noch schauen welcher der 1P PV WR auf welcher Phase liegt und das nochmals per Phase berechnen.

    Da die DC Inverter mit hoher PV String Spannung und Leistung recht teuer sind muss ich da wohl doch noch etwas mehr Zeit für aufwenden, zumindest wenn ich alles auch im Notstromfall zu Verfügung haben möchte. 200-250V 50A Version sollte passen, das wäre dann z.B x mal ein 250/60 Smart Solar.

  • Wie schließt man am besten die Batterien zusammen -

    1. direkt die Anschlüssen an der Batterie (die EEL Boxen sind dafür ja mit 2x2 DC Anschlüssen vorbereitet) oder
    2. an einem separaten Busbar?

    Option 1 nehme ich nicht, da wenn man eine Box zur Wartung rausnimmt, die Verbindung zum Rest eben auch weg ist. Dazu kommt kommt noch, dass je nach Anschluss des Hauptkabels aufgrund der Widerstände der Kabel zu einer unterschiedlichen Stromverteilung kommen kann. Bei nur einer Box natürlich irrelevant, aber ich plane ja mit 3+.

    Vermeintlich günstigste Variante für Option 2 ist eine Kupferplatte und dort dann aufnahmen für die Kabelschuhe erstellen. Wenn man aber die Preise von 1cm Kupferpalatten anschaut und dann noch den Aufwand... ich werde die Victron:

    verwenden. Preislich schenkt sich das dann nicht mehr soviel, alles sauber verarbeitet mit Gehäuse etc. und auch für bis zu 1000A zugelassen und alles nochmals mit Sicherung für die einzelnen Kreise. Der Distributor ist für die Aufnahme von Megafuse-Sicherungen vorbereitet (den In muss man dazu umbauen) und er kann, aber nur in Verbindung mit dem VE Shunt bzw. einer Stromversorgung, den Zustand der Sicherungen per LED anzeigen.

  • Gestern mal ein kleines Laborladegerät zusammengebaut. Ich werde das zum Vorladen einzelner Zellen nehmen. Zum Packladen habe ich ein getrenntes größeres Ladegerät und zum Kapazitätstest habe ich mir auch Equipment besorgt, dazu aber später mehr.

     

    Waren drei Einzelbestellungen beim Fluss
    DC-DC Wandler mit Steuerung, AC-DC Netzteil, Gehäuse

    Funktioniert - lief alles super einzig hinten am Netzschalter habe ich das Netzteil abgeklebt, damit die Kante nicht direkt am Kabel scheuert. Sonst alles wie es aus der Box kam.

    Links und technische Daten kommen noch.

    • DC-DC Wandler, Batterieladegerät oder Schaltnetzteil: eBay oder Amazon das gibt es unter X verschiedenen "Marken"namen
    • Gehäuse: Amazon
    • AC-DC Netzteil: Amazon 1200W 60V 20A

    Technische Daten:

    • 0-60V
    • 0-12A
    • 720W Ausgangsleistung
    • Messbereich der Batterieladefunktion: 0-9999.99Ah / 0-9999.99 Wh
    • Stromauflösung: 0,001A
    • 2,4 Zoll (6.09cm) LCD.
    • Micro USB SChnittstelle
    • Externer Temperaturfühler
    • Eingangsspannung (num): 6 V DC/AC, 70 V DC/AC
  • Die nächsten Kleinteile sind da:

       

    Fehlt noch eine 500mA Sicherung - das hatte ich natürlich übersehen als ich mich für den E-Meter entschieden hatte. :(

    Ich wollte eigentlich den E-Meter am Wochenende einbauen, aber das wird dann wohl doch nichts. Das Modell habe ich genommen, weil es mit Stromzangen arbeitet (flexibler bzgl. Einbau) und sowohl VE wie auch Ethernet Anschluss anbietet - ich brauche Ethernet. Die anderen Ethernet Modelle hatte ich öfters gelesen, dass sie nicht länger stabil laufen (könnte aber mit neuer Firmware auch behoben sein).

  • Passt nicht direkt zu Speicher, aber zur PV die dran kommt. Heute sind paar Weidmüller Geräte Anschluss Kästen (GAK) angekommen:

    2MPPT, 1MPPT beides nebeneinander

    Wozu dient so etwas? Zur Spannungsableitung der PV Kabel. Ähnlich dem Überspannungsschutz um Verteilerschrank oder Zählerschrank nur eben für DC. Bisher habe ich so etwas gar nicht drin - meine aber bei neuen Anlagen ist das sogar Vorschrift.

    Bei mir ist jetzt keine extra Sicherung oder Trennschalter drin, das wäre mir jetzt zu teuer geworden, da ich wenn das was taugt (und es sieht sehr gut verarbeitet aus) noch 3 weitere brauche. Die Teile gibt es mit unterschiedliche vielen Eingängen und Ausgängen mit und ohne Sicherungsaufnahme. Die günstigen nur mit Überspannungsschutz kosten um die 100€ das Stück.

    Weidmüller Auswahlhilfe

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  • Nächste Lieferung

      

    Erster von drei Multiplus II 5000 + Lxnc Distribution + 4 100A Sicherungen + Preload Widerstand

  • Jetzt habe ich mal etwas Platz geschaffen indem ich ein Kellerfenster geschlossen habe. Armaflex Isolation rein und mit Holzplatten geschlossen (außen ist Kellerfenster). Das Fenster hat eh kein Licht gebracht und war sonst auch nutzlos (auch kein Fluchtweg). Zwei GAKs sind jetzt drauf montiert und warten auf Ihren Einsatz. Die unterstützen je 2MPP und 4 Eingänge (falls man parallel schalten möchte). Jetzt kommt noch ein Kabelkanal drauf und links ist dann noch Platz für einen dritten GAK falls man denn je noch einen braucht.

  • Meine Wechselrichterwand in der versenkten Garage. Gerade mal alles unter drunter aufgeräumt und Platz geschaffen. Hinten in die Ecke, in der aktuell noch das Batterierack steht, werden die drei Victrons Multiplus II montiert.
    Das Rack kommt dann weg, stattdessen kommen die 4-6 15kWh Packs dann auf Rollen darunter.

  • Nächste Lieferung

     

    2ter Multiplus + Shunt (optional)

     

    USB to serial adapter und 3 Meter Erdungsspies, Kabel und Potentialausgleich für Hauselektrik

    Die zusätzliche Erdungs braucht es nicht aber ich dachte wenn ich schon dabei bin... schadet nicht.

  •     

    Das Energiemeter ist eingebaut - die Stromklemmen sind noch provisorisch (Kabelsalat), der Zwischenzähler vom nicht mehr vorhanden BHKW kommt noch raus und die Verkabelung zur Garage wird ja auch noch geändert.

    Musste auch noch einen Switch in den Schrank bauen, da ich temporäre SMA und Victron parallel betreiben werden. Mal schauen wie sich das verhält wenn beide Akkus online sind. Aktuell wird ja nur über SMA gespeichert. Der andere Akku ist noch irgendwo auf der See.


         

    Die ersten Daten am Raspi und im VRM Portal kommen an. Schön, dass die SMA PV Geräte ohne basteln sauber erkannt werden

    Anmerkung: AC Eingang ist noch verkehrt, da der Zähler noch vor dem BHKW-Zwischenzähler hängt und damit PV nicht abzieht.
    D.h. AC Lasten wäre so wie aktuell Eingang angezeigt wird und AC Eingang müsste um PV niedriger sein.

    Tipp:
    Kontrolliert Eure Schraubsicherungen auf guten Sitz, dachte gerade das mein erster Switch in meinem Leben hopps gegangen wäre, da keine Kommunikation zur Garage mehr da war. Am Ende war es aber L3 Sicherung die Locker war (durch das Gefummele an der Verteilung) und dadurch die Steckdosen auf L3 keine Spannung mehr hatten.

  • Die ersten 2 Multis hängen an der Wand - eigentlich sollten alle drei direkt nebeneinander, aber das hätte mit dem Abstand zwischen den Geräten nicht gepasst. Entweder kommt der dritte dann übers Eck an die andere Wand oder in der Mitte (damit nach oben die warme Abluft nicht in den drüber strömt) unter die beiden. Vermutlich übers Eck und die DC Sammelschiene dann unter die Wechselrichter.

  • Vorbereitung für das neue Setup.

          

    Links: Den Kabelsalat muss ich noch etwas aufräumen
    Mitte der neue AC-In Pfad aktuell nur die Autoladestation dran

    Rechts: Zukünftig AC-Out der C32 Automat ist schon mal drin.

    Ganz rechts: neuer Verteileranschluss nur mal zum Vergleich - sieht irgendwie ordentlicher aus.

    Der Zähler für die Tanke kommt auch wieder rein. PV Zähler macht keinen Sinn mehr weil

    1. Eh nichts mehr mit dem Netzbetreiber abrechne
    2. Die PV Wechselrichter an unterschiedlichsten Stellen sind - müsste ich X-Zähler verbauen. Mir reicht was mit Victron bzw. SMA mit protokolliert

    Auch ja nicht wundern, dass ich die obere Sicherungsreihe mit der unteren mittels Einzeladern verbunden habe - unten konnte ich keine Phasenschiene nehmen, da die Kabel zu kurz waren um die von oben in die Automaten zu führen - tja das kommt halt noch aus meiner "Übungszeit" von vor ~10 Jahren. Alle Kabel deswegen erneuern oder verlängern wollte ich jetzt auch nicht.

    Der RCD wird noch durch einen 4 poliger Lastschutz ersetzt. Die Verbraucher bekommen den RCD dann separat. Aktuell passt das so halbwegs, aber später hängt da ja das ganze Haus dran, dass sollte natürlich dann nicht abgeschaltet werden wenn in der Garage oder Gartenhaus an einer Steckdose etc. es zu einem Fehlerstrom kommt.

  • Nachtrag zur Umverkabelung und Energiemessung:

    Stimmt schon eher. Vom SMA Batteriespeicher weiss er nix - das läuft unter Lasten

  • Heute mal den Schrank in der Garage auf die Victrons vorbereitet.

    Grün wir der der AC Out Bereich and dem aktuell auch alle Stromquellen (sprich PV Wechselrichter und alter SMA Sunny) hängen.

    Rot hat jetzt einen RCD bekommen, für die Verbraucher, ala Gartenhaus, Licht und Steckdosen in der Garage. Die sechs 16A Sicherung in der Mitte sind nicht belegt, bzw. dienen nur zur Verbindung nach unten, da ich dort leider keine Schiene einbauen konnte (Kabel zu kurz).

    Blau drüber ist zukünftig AC-In und Versorgung der 2 Ladestationen. Der Zähler misst die Verbräuche der Ladestationen. Der Bereich ist lasttechnisch nicht 100% sauber, es kann sein das 2x 22kW die 32A Sicherung auslösen wird. Die Teslaladestation werde ich noch auf 11kW reduzieren - die alte EON ... keine Ahnung ob das da möglich ist. D.h. auch die 40A Sicherung (am anderen Ende ist auch noch eine 40A Schmelzsicherung) könnte fliegen, wenn Ladestation + Hausverbrauch künftig über 40A sind.
    Mal schauen - die Erfahrung wird zeigen, ob ich hier noch Lastmanagement - sprich neue Ladestationen - verbauen muss.

  • Das Gegenstück im Hauptverteiler:

    Grün der AC-In Pfad. Sprich Netzanbindung. Der BHKW Zwischenzähler ist nun weg und die Victronabnehmer an der der richtigen Stelle.

    Rot wird AC-Out von den Victrons kommend (Notstrom wenn nötig)

    Blau ist der Notfall Umschalter (aktuell nur auf Netz) für die Hausverbraucher.
    Später wird das der Rote Verteiler als zweiter Eingang angeschlossen. Aktuell ist ja noch kein eigenes Netz von den Victrons da.

    Die Idee von dem Umschalter ist, dass falls die Victrons mal defekt sind, man das Haus noch auf reinen Netzbetrieb umstellen kann.

  • Wenn Ihr den SSH Shell Zugang zum Venus device noch nicht eingerichtet habt, schaut den nächsten Beitrag an.

    Um den Venus OS Paketmanager zu installieren folgendes auf der Shell des Venus/Raspi devices ausführen.

    wget https://github.com/kwindrem/SetupHelper/archive/latest.tar.gz
    tar xf latest.tar.gz -C /data/
    mv /data/SetupHelper-latest /data/SetupHelper

    dann das setup starten und die GUI neu starten lassen

    danach hat man im Venus OS den Paketmanager zu Verfügung. Den brauchen wir gleich noch.

        

    interessante packages findet Ihr dann unter Inactive packages. Wenn Ihr au install und autodownload aktiviert spart Ihr Euch immer ein Menge klickerei später.

    Hier zum Beispiel den ShutdownMonitor auswählen und aktivieren. Nun taucht der unter active packages auf

    hier wieder anklicken und download wählen, bstätigen (proceed) und installieren und wieder bestätigen. Die GUI wird sich automatisch neu starten und man hat den shutdownmonitor erfolgereich installiert.

    und man hat und allgemein

      

    Einen neuen Menüpunkt zum herunterfahren des devices - das geht nämlich sonst von der GUI nicht :(

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