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Mini-PV: Energiemanagement via Homeegramme

crissxcross
Geschrieben von crissxcross
siio-App

In letzter Zeit hat sich hier im siio Blog viel um das Mini-PV Thema gedreht und es soll noch lange nicht Schluss damit sein, denn das Thema fasziniert mich.
In diesem Blogbeitrag zeig ich dir, wie ich homee als virtuellen Bewohner einsetze, um den produzierten Strom möglichst zu 100% selbst zu verbrauchen. Denn wer verschenkt schon gern etwas an seinen Energieversorger?

Wie du als fleißiger siio-Leser mitbekommen hast, habe ich Ende Mai eine sogenannte Mini-PV Anlage installiert.
Bei diesen Anlagen verzichtet man auf eine Einspeisevergütung- hat aber bei der Anmeldung viele Vereinfachungen.
Gedacht sind diese Anlagen, um dden Standby-Verbrauch der Wohnung oder vom Haus zu decken, jedoch erzeugt man unter guten Bedigungen mit diesen Anlagen mehr Strom, als das Haus oder die Wohnung im Standby verbraucht (lies: Überschuss).
Gemäß der Naturwissenschaft ist dies immer zur Mittagszeit – und gemäß dem Arbeitszeitgesetzt also immer dann, wenn man meist nicht zuhause ist :-)

Hier springt homee als virtueller Bewohner ein und schaltet Geräte dann ein, wenn gerade Überschuss erfolgt. So können Lasten in die Mittagszeit verschoben werden und so die überschüssige Energie

  • in Batterien gespeichert werden
  • in Warmwasser gespeichert werden
  • oder verbraucht werden.

Wie ein effektives Energiemanagement mit homee via Homeegramme geht, liest du hier.

Was du neben deiner Mini-PV Anlage und dem homee Smart Home Gateway benötigst, ist lediglich eine Aeotec 3-Phasen Amperezange, welche hinter dem Hauptzähler sitzt und die Netzeinspeisung, bzw. den Netzbezug misst.

Mini PV Dachmontage und Aufständermodul

Zur Erinnerung: Der Standby Stromverbrauch von unserem Haus liegt bei ca. 200 Watt. Das schließt Geräte ein wie:

  • die FRITZ!Box
  • die WLAN Satelliten (Repeater)
  • den Heizkessel (auch im Standby)
  • die Smart Home Geräte (Unterputz und Zwischenstecker)
  • Lampentrafos
  • … usw.

Also all jene Geräte, die man nicht so einfach ausschalten kann.
Was in diesem Verbrauch noch nicht berücksichtigt ist, sind Geräte die getaktet eingeschaltet werden. Sprich:

  • der Kühlschrank
  • diverse Pumpen (Zirkulationspumpe, Pumpe der Solarthermie, …)
  • … usw.

Ein Luxus mit Sonnenstrom – der eigene Getränkekühlschrank

Und dann sind da noch zwei weitere Gruppen von Geräten:
Zum einen die Speicher, bei denen es völlig egal ist, wann sie zugeschaltet werden:

  • Laptopakku
  • Ladegerät iPad
  • Ladestation Wischroboter
  • Ladestation Staubsaugerroboter
  • Rasenmähroboter
  • Ladegeräte Akkus für Gartengeräte
  • Ladegerät DECT Telefon
  • Warmwasser-Boiler und oder Wasserbett
    • Wasser ist ein natürlicher Energiespeicher!
  • eBike, eScooter
  • … usw.

Und die Gruppe der Alltagsgeräte, welche punktuell einen hohen Verbrauch haben, aber dessen Einsatz nicht zu sehr variiabel ist:

  • Waschmaschine
  • Spülmaschine
  • Wasserkocher
  • Backofen / Herd
  • …usw.

Schau dich selbst mal in deinem Haushalt um und bewerte deine elektrischen Geräte nach den oben aufgeführten Gruppen. Du wirst staunen, wieviel Stromspeichermöglichkeiten du von Haus aus hast.

Notebooks, iPad, Staubsiager- und Wischroboter – viele Geräte im Haushalt haben einen Akku und können speichern!

Die Ausgangssituation

Faktor 1: Die Sonne.
Die Erde dreht sich. Damit „wandert“ die Sonne tagsüber von Osten, über Süden, nach Westen. Je nach Ausrichtung der PV-Module ergibt dies deine Leistungskurve, welche in Richtung der Mittagsstunden zunimmt, Mittags ihre maximal-Leistung erreicht und danach wieder abnimmt.

Faktor 2: Die Grundlast & Break-even
Wir haben festgestellt, das wir eine Grundlast von etwa 200 Watt haben. Dies ist eine Konstante. Nun wissen wir, das die PV-Module eine peak Leistung von 620 Watt erreichen können. Das bedeutet, unter besten Bedingungen (sonniger Tag, wenig bis keine Wolken..) wird es einen Break-even geben. Also den Punkt, an welchem die PV-Produktion, die Grundlast vom Haus zu 100% deckt. Steigt die Produktion danach weiter an, haben wir Überschuss, welcher in das Netz gespeist wird, wofür es aber keine Vergütung gibt. Das gilt es zu verhindern!

Faktor3: variable Lasten
Um die Einspeisung zu verhindern, haben wir Strom-Speichermöglichkeiten im Haushalt, welche wir variabel zu- und abschalten können. Das soll nun (via homee gesteuert) vollautomatisch passieren.

Faktor4: getaktete, intervallbasierte Verbraucher
Währen da nicht Kühlschrank, Pumpen und Co. welche sich stets dazwischen drängen. Dessen Einschaltzeitpunkt will und kann ich nicht beeinflussen. Ausserdem ist da noch der Faktor Frau, welche die Waschmaschine oder Spülmaschine auch dann anschaltet, wenn es ihr passt. Unabhängig ob die Sonne scheint oder nicht.
Was nun spaßig klingt ist in der Tat wichtig in dieser Thematik. Experten nennen es „Soziale Verträglichkeit“. Denn sollte das Thema erneuerbare Energien oder Strom sparen zu Lasten unseres Komforts gehen, so wird es niemand umsetzen.
Wir im Smart Home nennen es: WAF – den Woman Accepted Faktor.

Ein guter sonniger Tag ohne Energiemanagement

Homeegramme als Energiemanagement

Ziel ist es nun, die Stromspeicher dann einzuschalten, wenn Überschussenergie vorhanden ist. Und diese wieder auszuschalten, sobald ein „getaktetes“ – oder ein Alltagsgerät zuschaltet, da dieses Vorrang hat. Oder eben dann, wenn die PV-Leistung abnimmt, weil der Tag sich dem Ende neigt oder weil kurzzeitig ein Wolkenband vorbei zieht.
Das klingt nun nach mindestens 15 Homeegrammen (Szenen). Ist es aber nicht!
Ich war selbst erstaunt, wie einfach es mit 2 Homeegrammen zu lösen geht.

Heutiger Tag, mit Homeegrammen für Energiemanagement

Verständnis:
Zunächst sollten wir nochmal die Homeegramme auf ihre Funktionen auseinander nehmen.

Trigger
Dies ist der Auslöser. Also wenn etwas passiert DANN ….
Dieses Ereignis ist immer genau ein Zeitpunkt. Zum Beispiel: Wenn eine Bewegung erkannt wird. Oder wenn ein Wert überschritten bzw. unterschritten wird. Oder zu einem Zeitpunkt – und dies veranschaulicht genau was ein Trigger ist. Ein Zeitpunkt ist zum Beispiel der 31.Mai 2019 um 10:40 und 4 Sekunden. Genau jetzt auf diese Sekunde ist dieser Zeitpunkt und er tritt nicht nochmal ein und er dauert auch nicht an.

Bedingung
Eine Bedingung ist, im Gegenteil zum Trigger nicht nur ein Moment, sondern Zustand. Wie ist etwas?
WENN am 31.Mai 2019 um 10:40 und 4 Sekunden UND das Wetter ist Regen, DANN …
In diesem Fall würde das Homeegramm durch die Zeit ausgelöst werden und das Wetter ist die Bedingung. Es ist ein Zustand.

Prüfzeitpunkt:
Dies ist im homee eine wirklich extrem spannende Funktion, die aber nicht selbsterklärend ist.
Denn der Prüfzeitpunkt bestimmt, wann die Bedingung erfüllt sein muss.
Entweder:

  1. Beim Auslösen (lies Trigger) des Homeegramm
  2. Beim Ausführen der Aktion (also dann, wenn etwas passieren soll)
  3. Beim Auslösen (Trigger) und auch bei der Aktion (also dann wenn etwas passieren soll)

Zeitliche Verzögerung:
Zudem haben wir die Möglichkeit in homee, Aktionen (also wenn etwas passieren soll) zeitlich zu verzögern.
Was man ausserdem wissen sollte: homee „liest“ das Homeegramm wie ein Buch von oben nach unten. Eine Zeitliche Verzögerung ist also wie eine Pause.

Hey homee warte mal 5 Minuten bevor du weiter liest!

Jetzt wirst du dich schon fragen was der verrückte Smart Home Blogger mit Wetter und Prüfzeitpunkten will, wo es doch um Strom gehen soll. Stimmt – aber ersetze mal das „wenn etwas passieren soll“ durch „wenn etwas geschaltet werden soll“ und schon kommen wir der Sache sehr nah.

Einschalten:Voraussetzung für ein Energiemanagement ist natürlich, das ich mindestens die Leistung der Hausleitung kenne, also der Punkt im Haus, wo Überschussstrom in das öffentliche Netz eingespeist, oder von dort bezogen wird.
Dies geht beispielsweise mit der Aeotec 3-Phasen Amperezange.

 

[alert variation=“alert-info“]Ich habe zusätzlich noch den homee ENERGIEMANAGER im Einsatz, an welchem ich die 3-Phasen Amperezange für die Hausleitung und eine 1-Phasen Amperezange zum messen der Produktion angelernt habe. Du kannst aber alle folgenden Homeegramm-Beispiele auch ohne homee ENERGIEMANAGER umsetzen! Lass dich davon also nicht verwirren. Es genügt für die Beispiele eine Aeotec 3-Phasen Amperezange[/alert]

Wir wollen also Geräte die den Strom speichern dann zuschalten, wenn wir (Strom-)Überschuss haben.
Das machen wir wie folgt:

homee würde in dem oben genannten Beispiel das Homeegramm starten, sobald Strom in das Netz gespeist wird. Um sicherzustellen, das dies nicht nur eine Leistungsspitze ist, warten wir 20 Sekunden mit dem einschalten. Die Bedingung wird also nach 20 Sekunden, wenn das Gerät geschaltet werden soll, nocheinmal geprüft. Ist immernoch Überschuss vorhanden, wird die Ladestation eingeschaltet.

Mit einer UND Verknüpfung lassen sich nun weitere Geräte (Zeitverzögert) zuschalten. Das spannende an dem Prüftzeitpunkt ist, das homee bei jeder Aktion erneut prüfen wird, ob die Bedingung (lies: Strom der aus dem Netz kommt muss weniger 10 Watt sein) noch zutrifft. Denn das zuschalten von Geräten, hat ja direkten Einfluss auf diesen Wert. So kann homee sehr dynamisch, je nach Überschussleistung weitere Geräte zuschalten.

Natürlich braucht es noch ein zweites Homeegramm für den Fall, das die PV-Produktion abnimmt oder sich getaktete Geräte (lies: Kühlschrank & Co.) zuschalten.
Dann sieht das Homeegramm identisch aus, nur in umgekehrter Reihenfolge:

tl: dr

Viele fragten in Facebook oder im Forum nach einem Stromspeicher für Mini-PV Anlagen.
Ich denke, ein effektives Energiemanagement, wie es mit homee + Mini PV Anlage und einer Messung am Einspeisepunkt (via Aeotec Amperezange) möglich ist, ist in Anbetracht der aktuellen Preise für Batteriespeicher die rentablere Möglichkeit.

Je nach Jahreszeit variieren natürlich die Verbraucher, welche man ansteuern will. Ist es im Sommer die Poolpumpe oder der Ventilator, so sind es im Frühjar und Herbst vor allem Heizgeräte wie Handtuchtrockner, Heizlüfter, Warmwasseraufbereitung und Co.

Apropos Warmwasser: In einem der nächsten Beiträge möchte ich dir die Lösung von myPV vorstellen: die AC ELWA. Hiermit lässt sich der Überschussstrom in Warmwasser „fahren“ und das auf´s Watt genau regulieren. Warmwasser als natürliches Speichermedium – stay tuned!

Diesen Blogpost hat geschrieben ...

crissxcross

crissxcross

Chris, Gründer und Blogger von siio.
Gelernter IT-Systemelektroniker, seit vielen Jahren beruflich als Produktmanager im Smart Home unterwegs. Technikverliebter Familienvater, Apple Fan. Nach einigen Jahren Stadtleben wieder froh auf dem Land zu sein.

5 Kommentare

  • Das sind wirklich zwei super simple Regeln. Manchmal reicht das in der Tat. Aber hast du dann schon einmal beobachtet, dass ein Gerät vielleicht über eine zu lange Zeit aus ist? Beim Getränkekühlschrank stelle ich mir das ärgerlich vor, aber es kann ja auch sein, dass an nicht sonnigen Tagen der Staubsaugerroboter nie geladen wird.
    Es wird schwierig, das ganze rentabel zu machen. Jedes Gerät benötigt eine Schaltsteckdose. Die Kosten dafür muss man erst mal wieder irgendwann wieder raushaben. Wenn eine Schaltsteckdose 10 EUR kostet und dazu dient, die Ladestation des DECT-Telefonhörers zu schalten, ist die Frage, nach wie vielen Jahren eine solche Ladestation überhaupt 10 EUR Strom kostet. Ich würde es aber genau so machen, aber schauen, möglichst viele schaltbare Verbraucher an ein und die selbst Schaltsteckdose anzuschließen.
    Danke für den tollen Bericht.

    • Hey Johannes,
      Ja na klar, dass Geräte einen Tag mal gar nicht angehen, das kann bei schlechtem Wetter passieren. Das kann ich mit den Homeegrammen nicht „abfangen“.
      Der homee Energiemanager arbeitet da viel dynamischer. Dort kann man auch Mindestlaufzeiten pro Tag definieren. Ich werde ihn in einem der nächsten Beiträge mal vorstellen. Jedoch kostet er 379 Euro UVP, daher denke ich, ist die Lösung der Homeegramme für Mini PV Anlagen die bessere Alternative.

      Apropos Kosten – klar hast du Recht mit der Rechnung 10 Euro pro Steckdose. Allerdings geh ich davon aus, das man sowieso schon den homee + Steckdosen für sein Smart Home hat, um Geräte zu schalten und dessen Verbrauch zu sehen. Jetzt mit der Mini PV und den oben vorgestellten Homegrammen hat man erstmals auch die Möglichkeit „einzugreifen“ und im Smart Home etwas gegen die Stromkosten zu machen.

  • Hi CrissXcross,
    Was kosten die Panele, in der Größe die du da verwendest?
    Sind die komplett anschlussfertig, oder muss das vom Elektriker installiert werden?

  • Hallo
    Ein schöner Bericht. Leider fehlt die Wirtschaftlichkeitsberechnung wie von anderen bereits erwähnt.
    Ich stelle solche Plug&Play Anlagen zusammen und verkaufe sie.
    Die Kunden die so Steuerungen machen (wollen) sind Itler oder haben einfach Freude dran.
    Die brauchen mich da nicht.
    Und die Kunden, die das einfach kaufen wollen, denen kann ich keine wirtschaftliche Lösung anbieten.
    Jedenfalls nicht für 1-4 Module.
    In aller Regel kosten solche Messungen und Steuerungen viele hundert + eine Menge Arbeit. Dafür bekommt man aber auch weitere Module, die dafür sorgen auch bei schlechtem Wetter den Eigenbedarf zu decken….
    Ausnahmen bestätigen die Regel. Wenn bereits Messungen vorhanden sind und grössere Verbraucher wie Poolpumpen, dann lohn es eher.
    Aber die ganzen kleinen Verbraucher zu schalten, lohnt niemals. Leider.

    LG Sebastian (www.Solarblitz.ch)

  • Hi, danke für deinen echt tollen und inspirierenden Beitrag.

    Was aus deinem Beitrag nicht genau hervorgeht, ob das eine „Aeotec 3-Phasen Amperezange“ auch beide Richtungen am Messpunkt misst!?

    Weiter hätte ich noch die Fragen:

    – Ist dein Dashboard-Bild mit dem Diagramm (E-Manager), wo du eingespeiste und bezogenen Energie im Verhältnis aufzeigst, ein natives Bild im Homee?
    – Oder muss das selbst programmiert werden?

    Danke dir vorab im Voraus.

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