Energiemanagement mit Photovoltaik und KNX

[mj85]

Hallo zusammen,

ich baue derzeit ein Einfamilienhaus und für mich steht seit Anfang an fest, dass ich mein Haus mit KNX steuern möchte.
Neben einer KNX Installation werde ich mein Haus mit einer Wärmepumpe (Sole/Wasser) heizen und eine Photovoltaikanlage soll zusätzlich aufs Dach.

Ausgesucht ist bisher die Wärmepumpe von Junkers Bosch (Supraeco STM-1). Nun stehe ich aber vor der Mammut-Aufgabe, wie ich die drei Systeme am besten in den Einklang bekomme. D.h. am liebsten möchte ich die Energienutzung intelligent über KNX auslesen und steuern, somit über KNX den Energiemanager abbilden.
Wie immer bietet jeder Hersteller eigene Plattformen, die in ihrem eigenen Ökosystem funktionieren, aber nicht darüber hinaus.

Der BDH-Köln hat es eigentlich sehr anschaulich dargestellt > https://www.youtube.com/watch?v=a4h0f4WmbWs

Daher nun meine Frage. Habt ihr mit diesem Thema bereits Erfahrung? Auf welche Komponenten setzt ihr?

• Wechselrichter
• Wärmepumpe (passt die bereits ausgesuchte zum restlichen Setup?)
• ggf. Energiemanager (o. BUS Standard)

Am liebsten würde ich gerne mit meiner selbst erzeugten Energie zum passenden Zeitpunkt die Wärmepumpe ansteuern und den Warmwasserspeicher füllen, über KNX meine Steckdosen für ggf. Verbraucher starten (Waschmaschine, Spülmaschine etc.).

Freue mich über Eure Antworten.

[klayman]

So weit bin ich leider noch nicht (zumindest bzgl. PV). Ich würde aber in jedem Fall auf offene Schnittstellen und Protokolle achten. So ist z.B. Modbus bei vielen Heizungen und Wechselrichtern möglich. Zur Integration dann etwas wie openHAB (sehr günstig aber auch sehr aufwändig) oder einen KNX Protokollumsetzer (sehr teuer, teilweise schon unverschämt, aber ggf. leichter zu konfigurieren).
Aber das hilft Dir alles nix wenn die Schnittstellen nicht offengelegt sind. Das war für mich auch ein wesentlicher Punkt bei der Heizung (ist bei mir eine Nibe F1255-6 geworden)

[Quaassi]

Hallo mj 85, schau mal ob das so in Deine Richtung gehen würde:

https://www.jung.de/8007/presse/jung...stromspeicher/

https://www.jung.de/5726/produkte/te...su-pro-server/

[klayman]

Sieht interessant aus, die Frage ist wieder ob der Stromspeicher auch mit anderen Server. Außer dem von Jung zusammenarbeitet (i.e. die IP-Schnittstelle offen und dokumentiert ist), sonst ist es eben wieder eine Insellösung von Jung.
Ich würde da eher nach einem netzparallelen WR mit Speicheranschluss suchen der eben auch über eine offene Schnittstelle (oft Modbus) verfügt.

[mj85]

Hi, ich befürchte es ist eine Insellösung von Jung und Senec. Senec an sich ist ja nicht schlecht, aber das lassen sie sich auch bezahlen. Suche auch eher nach einer offenen Lösung.

[MrWilson]

Stiebel Eltron spricht Modbus und KNX und E3/DC auch.

[Brainbug]

Hallo,
planst du auch einen Stromspeicher? Oder eine reine PV-Anlage?

Viele Grüße

[mj85]

Stand jetzt ohne Speicher. Ich habe das jetzt schon oft durchgerechnet, aber ich bekomme es damit einfach nicht wirtschaftlich. Planung ist es nachzurüsten, wenn die Speicherpreise noch weiter sinken

[Brainbug]

Dann würde ich darauf achten, dass die Wechselrichter eine Netzwerkschnittstelle haben. Wahrscheinlich haben Sie dann auch eine API (JSON, XML) mittels derer du Produktion und Verbrauch auslesen kannst. Bei genügend Überschuss könntest du die Wärmepumpe schalten.
Das geht mit diversen KNX-Geräten (X1, HS, EibPort) oder wie von klayman erwähnt über OpenHAB o.ä. als externes Gateway.

Zu Wärmepumpen kann ich dir leider nix sagen, aber du solltest daran denken, dass die Pumpe vor allem in den Wintermonaten auch verbrauchsgesteuert laufen muss, unabhängig von der PV-Leistung.

[billiboy]

Stiebel Eltron spricht Modbus und KNX und E3/DC auch.

Welcher WR von Stiebel Elteon wäre das mit dem KNX? E3DC hat auch keine KNX direkt integriert, das geht über ein ISE KNX Modul.

[Rendie]

Meine PV-Anlage mit Speicher ist nun installiert. Ich habe den neuen Fronius Gen24+ Wechselrichter, kombiniert mit einem Hochvoltspeicher von BYD. Meine Wärmepumpe ist von Rotex und ist an KNX angebunden über zahlreiche Binär-Ein-/Ausgänge, z.B. Smart Grid Ready Kontakte. Zusätzlich messe ich den Stromverbrauch/Leistung für Umwälzpumpen, Kompressor und den Heizstab über KNX-Stromaktoren.

In KNX habe ich nun das Lastmanagement realisiert, daß die Wärmepumpe dann in den überhöhten Modus (Speicher wird aufgeladen auf +5..10K mehr als normal) betrieben wird, wenn entsprechend PV-Überschuß vorhanden ist. Hier gibt es zwei Möglichkeiten: Aufladen mit Kompressor und/oder Heizstab. Zuerst wird der Kompressor genutzt, wenn die Speichertemperatur noch niedriger ist und weniger PV-Überschuss vorhanden ist. Später bei viel PV-Überschuss wird im oberen Speichertemperatur nur noch mit Heizstab aufgeheizt.

Das Lastmanagement in KNX berücksichtigt den gerade erzeugten PV-Strom/Leistung sowie den Ladezustand der Batterie. Je voller die Batterie schon ist, so mehr kann die Wärmepumpe verbraten, damit die Batterie immer noch Überschuß aufnehmen kann, weil ich die Wärmepumpe nur in groben Schritten verbrauchsweise steuern kann (Kompressor ca. 2kW, Heizstab in 3kW-Schritten). Die Batterie kann aber sehr fein gesteuert werden und nimmt den PV-Überschuß durch Aufladen auf oder gibt zusätzliche Leistung durch Entladen frei. Damit wird am Einspeisepunkt der Bezug bzw. Einspeisung auf 0 geregelt und der Eigenverbrauch maximiert.

Daher ist eine Batterie sehr zu empfehlen, um die Feinregelung hinzubekommen. Ohne Speicher müßte die Wärmepumpe bzw. der Heizstab stufenlos geregelt werden können, was sicherlich schwieriger umzusetzen ist.

[sti87]

Danke Rendie - so in etwa habe ich das mir auch vorgestellt, aber noch nicht angefangen die Logik umzusetzen.

Wie definierst Du "wenig" bzw. "viel" PV-Überschuss und wie lange wartest Du bevor Du eine Aktion setzt?
Ich würde gerne eine "Hysterie" vermeiden, dachte an einen Mittelwert von 15Min. Also wenn über die Dauer von 15 Minuten mind. 1000W PV erzeugt werden, dann soll die Heizung anlaufen. Ein ggf. AUS Telegramm würde ich für eine gewisse Zeit (2h?) unterdrücken um ein Takten zu vermeiden.

Was ist Dein Ansatz?

[jockele]

interessant, ähnlich schwebt mir auch noch vor.

Rendie : auf was für einem System bildest Du die entsprechenden Logiken ab?

[Rendie]

Danke RendieWas ist Dein Ansatz?

Es wird laufend der Schwellwert (dynamisch) berechnet aus PV-Leistung geteilt durch den Ladezustand der Batterie. Am Anfang wenn die Batterie noch leer ist, ergibt die Rechnung einen sehr hohen Wert, den die PV-Anlage garnicht bringen kann, also bleibt die WP aus und nur die Batterie wird geladen. Je mehr die Batterie geladen wird, um so kleiner wird der Schwellwert. Bei 50% Ladezustand entspricht der Schwellwert genau dem Verbrauch, den die WP braucht. Wird die Batterie noch voller, liegt der Schwellwert unter dem Verbrauch der WP. Wird jetzt die WP zum Einschalten gebracht, verbraucht sie ggf. mehr Strom als gerade von der PV erzeugt wird, folglich wird die Batterie nicht mehr geladen, sondern entladen. Damit möchte ich erreichen, daß meine Batterie wieder Platz schafft, um später immer noch PV-Überschuß aufnehmen zu können, der kleiner ist, als die Wärmpepumpenlast.

Ich nutze eine Hysterese von ca. 1kW zwischen Ein- und Ausschalten, wobei die Schwellwerte weiterhin dynamisch errechnet werden. Außerdem muss die PV-Leistung mindestens 1min über dem Wert liegen und es wird mindestens 30min und max. 1h eingeschaltet. Hier teste ich aber noch die Einstellungen genauer.

Der PV-Überschuss (PV-Leistung minus aktueller Gesamtverbrauch im Haus) hat keinen direkten, sondern nur indirekten Einfluss. Wird zu viel Energie im Haus momentan verbraucht, wird die Batterie entladen und dadurch geht der Ladezustand runter, folglich die Schwellwerte fürs Ein-/Ausschalten wieder rauf. Durch dieses träge Konzept vermeide ich, daß kurzfristig eingeschaltete hohe Verbraucher im Haus, meine Wärmepumpe beim Aufladen stören...

[Rendie]

auf was für einem System bildest Du die entsprechenden Logiken ab?

Ich habe den Eibport V3 und nutzt hier den Logikeditor, der genial ist. Die Logik ist allerdings schon ziemlich komplex und die Daten vom Wechselrichter bzw. Batterie bekomme ich per http-Abfrage via JSON-API.