Last- / Lademanagement Wallbox mit PV Überschuss

[Marcus81]

Hallo zusammen,

ich eröffne hier einen Thread zum Thema Lademanagement.
Durch die KFW Förderung statten sich immer mehr Leute mit Wallboxen aus.
Wir haben den ersten Stromer letzte Woche bestellt, der zweite wird folgen und so haben wir
auch einen Antrag für 2 Ladepunkte eingereicht und bewilligt bekommen.

Bestellt haben wir die Alfen Wallboxen in der KFW Version, die es bei z.B. Voltus gibt.
Das Haus hat eine PV Anlage auf dem Dach die bis zu 9 KWp leisten kann.
Die PV Anlage hat einen eigenen KNX "Produktions"- Zähler, das Haus hat nach dem
Zähler der Stadtwerke, direkt einen weiteren KNX "Verbrauchs"- Zähler.

Die Wallboxen werden in 2-3 Wochen hier sein und die Installation ist bereits vorbereitet.
Also ist Zeit zum basteln und experimentieren.

Ziel ist es natürlich den eigenen Strom zu verbrauchen und keinen dazu zu kaufen, ausser man stimmt dem explizit zu.

Wie würdet ihr ein Lademanagement realisieren?
Simple Logik die die zwei Zähler vergleicht oder einen weiteren Zähler direkt an der Wallbox um zu differenzieren?

Ich bin gespannt auf eure Ideen!!
Marcus

EDIT/ Ganz vergessen, bei mir werkelt ein HS4

[xsven80x]

Hallo Marcus,

ein wir ich finde super interessantes Thema! Habe zwar keine Alfen-Box, jedoch eine openwb. Diese hat das ganze Energiemanagement bereits on Bord.

Bei ausreichend Überschuß ("ausreichend" kann in der openwb definiert werden) wird jeweils wahlweise das Auto geladen, die WP "aufgeladen", sonstige Verbraucher gesteuert, etc.

Wir haben eine 12kWp O-W-Anlage, damit schaffe ich es, unter allen Bedingenungen (gleichzeitig WaMa+Trockner, WP oder kochen) den Tag über autark zu sein, selbst bei schlechtem Wetter (hier dann natürlich nicht alles gleichzeitig, sondern seriell). WP und Auto werden je nach Überschuß geladen, incl. SOC-Zielladung.

Wir konnten unseren Strombezug in den letzten Monaten rd. halbieren (PV-Anlage seit 18.01. in Betrieb). In dieser Kombi amortisiert sich die Anlage (PV+WB) in ca. 8 Jahren, das ist genial (hiermit möchte ich Werbung für eine PV-Anlage machen!!!! :-) ).

Damit kann ich zwar dir jetzt nicht genau sagen, wie du es realisieren kannst, aber ich nutze mal das Thema, um ggf. anderen Geschmack auf PV zu machen und ggf. den ein oder anderen Austausch anzuregen ! ;-)

Gruß
Sven

[Marcus81]

Hi Sven,

sehr gut! PV macht immer Sinn, wenn man den Strom selber sinnvoll verbrauchen kann.
Meine Eltern machen sich jetzt noch eine Anlage aufs Dach + Wallbox, als Renter können
Sie dann Laden wenn die Sonne scheint. Ganz cool wird es, wenn es bezahlbare V2G, Vehicle to grid Lösungen gibt und das Auto den Batteriespeicher im Keller ersetzt.

Bzgl. Lademanagement kritzel ich hier gerade paar wilde Ideen auf dem Blatt vor mir rum
Ich denke eine Variante mit 3 Zählern macht Sinn, wenn auch gleich die teuerste Lösung...
Dann kann man schön vergleichen, Verbrauchs- und Wallboxzähler zusammen dürfen den PV-Produktionszähler nicht überschreiten um eine Ladefreigabe an die Wallbox zu senden. Aber wie ermittle ich sinnig welches der verfügbare Ladestrom ist, wenn sich der Sonnenstand ändert.

Morgens hat die Anlage evtl. 2 kw überschuss, Wallbox lädt dann einphasig mit 1840W, dann müsste ich zyklisch prüfen ob die PV mehr Leistung als zu Beginn macht, um den Ladestrom dann hochzufahren und ggfs. dann auf dreiphasiges Laden umzuschalten. Nur verstehe ich noch nicht wie ich die Prüfung des verfügbaren Ladestroms machen kann... mal abgesehen das die Wallbox über Modbus angesprochen wird - das wird noch eine andere spannende Herausforderung, die Box ins KNX sauber zu integrieren.

Gruß
Marcus

EDIT/ Vermutlich braucht man doch keine 3 Zähler, auch wenn es etwas unsmarter wird. Sagen wir mal die Wallbox bekommt das Freigabesignal immer dann, wenn der PV Überschuss mindestens 1380W sind, das entspricht dann einphasigem Laden bei 6A, also Minimum. Und sagen wir, dass die Box immer mit diesem Minimum beginnen soll, egal wieviel die PV Anlage produziert, also nur als Startbedingung. Dann überprüft man zyklisch PV-Produktions-Zähler minus Verbrauchszähler, wenn dort weitere min. 460W Überschuss anliegen dann soll die Wallbox eine Stufe hochschalten, auf 1840W Ladeleistung, was 8A entspricht. Und das macht man dann solange bis man das Maximum erreicht hat. Rückwärts das Selbe, jedoch mit einer sinnvollen Hysterese.

[xsven80x]

Hi Sven,

EDIT/ Vermutlich braucht man doch keine 3 Zähler, auch wenn es etwas unsmarter wird. Sagen wir mal die Wallbox bekommt das Freigabesignal immer dann, wenn der PV Überschuss mindestens 1380W sind, das entspricht dann einphasigem Laden bei 6A, also Minimum. Und sagen wir, dass die Box immer mit diesem Minimum beginnen soll, egal wieviel die PV Anlage produziert, also nur als Startbedingung. Dann überprüft man zyklisch PV-Produktions-Zähler minus Verbrauchszähler, wenn dort weitere min. 460W Überschuss anliegen dann soll die Wallbox eine Stufe hochschalten, auf 1840W Ladeleistung, was 8A entspricht. Und das macht man dann solange bis man das Maximum erreicht hat. Rückwärts das Selbe, jedoch mit einer sinnvollen Hysterese.

Ich glaube so macht es die openwb. Wobei ich hier alle Werte vorgeben kann, incl. Hysterese.

Spannend wird es dann wenn wir prognosebasiert laden. Es gibt Portale, die eine PV-Prognose zur Verfügung stellen. Wenn wir hier wüssten (selber habe ich es nicht unmgesetzt), wie viel Ertrag wir in den nächsten Stunden und am folgenden Tag haben, können wir entsprechend laden, bzw. die verfügbare Leistung verteilen.

Gruß
Sven

[gbglace]

wenn auch gleich die teuerste Lösung...

Das kommt auf die verwendeten Zähler an.

Die Logik aus dem EDIT klingt recht ordentlich.

Ich habe keine PV auf dem Grundstück, aber dafür ziehen demnächst noch reichlich Stromzähler in die HV, dann kann ich neben den einzelnen Steckdosen die an einem MDT AZI/AMI Aktor hängen auch alle FI-Kreise einzeln messen.

Eastron-Stromzähler mit Modbus-RTU Schnittstelle sind eine sehr günstige Option dafür.

Modbus TCP oder RTU an KNX nutze ich meinen Timberwolf-Server (Auslesen der Stromzähler). Für PV Anlagen gibt es gar schon einige fertige Profile mit den Registern. Da stellt man je PV Anlage doch auch recht kreative Lösungen der Hersteller fest. Meist haben die Wechselrichter ja eh Leistungsausgaben. Dann braucht man da eigentlich nicht mal einen eigenen Zähler hinter der PV. Per Modbus in die Wallbox schreiben geht damit genauso.
Einen Logikbaustein Lade/Lastmanagement ist da auch drinnen, kann aber auch angepasst werden oder man baut sich da eigne Schwellwertabgleiche.

Ansonsten scheint das Weinzierl Modbus-GW für RTU recht ordentlich zu funktionieren. Modbus TCP geht ja mit fast allen anderen Servern auch die eine Verbindung ins LAN haben.

das wird noch eine andere spannende Herausforderung, die Box ins KNX sauber zu integrieren.

Das sollte also selbst kein größeres Problem werden.

[JoergDr]

Hallo zusammen,

an dem Thema "PV Überschussladen" bin ich auch gerade dran. Noch kann ich nicht in der Praxis testen, weil die Installation der Wallbox wohl erst Ende Mai erfolgen wird.

Ich plane die Steuerung über OpenHAB auf einem Raspberry Pi 4 zu implementieren.

OpenHAB hat den Vorteil, dass es Bindings für KNX, Modbus, diverse Wallboxen und Wechselrichter, sowie auch manche E-Fahrzeuge gibt. Auch die Integration von Wettervorhersagen ist problemlos möglich. Der Raspi 4 ist recht günstig zu haben und somit kann man sich (mit etwas Einarbeitung) ein schönes Kontrollsystem aufbauen.

Die interne Rule-Engine erlaubt eine freie Programmierung eigener Algorithmen, man kann sich also recht gut "austoben" :-)

Meiner Meinung nach ist es übrigens sinnvoll, das PV Laden am Einspeise-Überschuss am Übergabepunkt (Hauszähler) auszurichten. Dabei wird dann automatisch zunächst der ganze hausinterne Verbrauch abgezogen. Hierzu benötigt man einen eigenen Zähler, der zum Beispiel über KNX oder Modbus ausgelesen werden kann.

Ich fange erst an mit dem Thema, aber hier schon mal meine Sammlung an Infos dazu. Vielleicht ist das ja für den Anfang ganz hilfreich (die Code-Beispiele unten stammen nicht von mir und dienen nur der Anschauung).

1. evcc - eigenständiger, sehr vielseitiger Ladecontroller mit PV Integration (direkt, ohne OpenHAB):

https://github.com/andig/evcc

2. Diskussion zum Thema PV Überschussladen mit OpenHAB:

https://www.photovoltaikforum.com/th...rung/?pageNo=1

3. Eine einfache Rule in OpenHAB zum PV Laden (hier wird ein Go-e Charger gesteuert):

rule "PV Charging"
when
Item Grid_Power changed // value from PV system
then
// maximum allowed power of wallbox
val currentMaxPower3P = (GoEChargerMaxCurrent.state as Number) * 230 * (GoEChargerPhases.state as Number)
// available power that is currently fed to grid
var availablePower3P = ((Grid_Power.state as Number) * -1)

// buffer to reduce grid load in case power changes fast
var buffer = 200

var newPower = ((currentMaxPower3P + availablePower3P)-buffer)
GoEChargerMaxCurrent.sendCommand(newPower/230)
end

4. Eine etwas komplexere Rule, ebenfalls für den Go-e Charger:

val reduceFactor = 0.95 // factor to reduce newPower to be less close to available power, e.g. 0.9 sets newPower to 90% of possible power
val switchOffTimeout = 20 // stop charging if current is below 6A for specified seconds
var long lastBelow6A = 0

// TODO take phases into account

rule "PV Charging"
when
Item Grid_Power changed // smart meter reading of load/feed to grid
then
if (GoEChargerPVCharging !== null && GoEChargerPVCharging.state == OFF) {
return
}

val int currentWallboxPower = (GoEChargerMaxCurrent.state as Number).intValue * 230 // TODO phases

// power fed to grid (can be negative value, e.g. -200 means 200W are fed to grid)
var int availablePower = (Grid_Power.state as Number).intValue * -1
var int newPower = ((availablePower + currentWallboxPower) * reduceFactor).intValue

if (newPower < 1380) { // 6A - 1 phase
if (GoEChargerAllowCharging.state === OFF) { // WB is already switched off, nothing todo
return
}

newPower = 6 * 230 // set current to 6A which is lowest charging speed available

if (lastBelow6A == 0) {
// store time when below 6A for 1st time
lastBelow6A = Grid_Power.previousState(true).timestamp.time
}

val secondsBelow6A = (now.millis - lastBelow6A)/1000
if (secondsBelow6A > switchOffTimeout) {
logInfo("Wallbox", "Below 6A for " + secondsBelow6A + "s, switching off.")
GoEChargerAllowCharging.sendCommand(OFF)
return
}
} else {
lastBelow6A = 0
if (GoEChargerAllowCharging.state === OFF && availablePower > 1380) {
GoEChargerAllowCharging.sendCommand(ON)
}
}

if (GoEChargerPhases.state == 0) {
// set down to 6A so we do not start with full power
if ((GoEChargerMaxCurrent.state as Number).intValue > 6) {
GoEChargerMaxCurrent.sendCommand(6)
}
return
}

if (newPower / 230 > (GoEChargerCableCurrent.state as Number)) {
// if max power is > cable amps reduce to cable amps
GoEChargerMaxCurrent.sendCommand((GoEChargerCableC urrent.state as Number))
return
}

GoEChargerMaxCurrent.sendCommand(newPower/230)
end

Beide Beispiele lassen sich sicher noch verbessern. Wie gesagt, das auch nur mal als Anregung für eigene Programme.

Grüße,
Jörg

[Marcus81]

Schön das sich mehrere mit dem selben Thema beschäftigen.
Ich denke es werden mit der Zeit immer mehr User, darum finde ich es gut
hier auch übergreifende Ideen zu posten.

Ich werde zur Umsetzung mein HS4 nehmen aber jeder Code-Schnipsel hilft bei der Umsetzung.
Zusätzlich habe ich noch ein ABB EM/S3.16.1 Energiemodul bestellt um den reinen
Ladeverbrauch zu erfassen. Den nutze ich dann rein zur Überwachung, Verrechnung und weil ich neugierig bin
Der Haken an dem Modul ist, das es nur 16 A kann, also lediglich für eine Wallbox und auch nur bis 11KW, wobei
das bei PV Überschuss mehr als ausreichend sein wird.

Wenn ihr Ideen und Anregungen habt, nur her damit!

Ansonsten scheint das Weinzierl Modbus-GW für RTU recht ordentlich zu funktionieren. Modbus TCP geht ja mit fast allen anderen Servern auch die eine Verbindung ins LAN haben.


Das sollte also selbst kein größeres Problem werden.

Da bin ich gespannt, hatte noch keinerlei Berührungen zu Modbus. Die Alfen macht Modbus TCP, da muss ich mal schauen was die beste Lösung zur Anbindung ist oder hast du da einen Tip? KNX hängt per IP Router am Netz.

[givemeone]

Der Haken an dem Modul ist, das es nur 16 A kann, also lediglich für eine Wallbox und auch nur bis 11KW, wobei
das bei PV Überschuss mehr als ausreichend sein wird.

Ich nutze den
LINGG&JANKE EZ-EMU-WSTD-D-REG-FW
dafür, da er bis 75A schafft.

[BadSmiley]

Ich lese via Modbus TCP meinen sma Wechsel Richter aus. Dann kann ich meinen Haushalt Zähler via KNX abfragen und erfahre damit wie viel ich einspeise. Dann habe ich noch einen enertex smart Meter für die Pv, den kann ich mir aber glaube ich sparen, das war nur, wenn modbus TCP zu kompliziert ist. Mal sehen was ich damit noch mache.
Dann habe ich aktuell eine Heidelberg connect, diese wird durch die alfen ersetzt. Die Überschuss Ladung übernimmt dann der HS4. Ich habe ja alle Werte und der hs kann ohne Probleme Modbus. Das ganze will ich dann in einem Logikbausteinen verheiraten (aktuell noch Zukunft aber dabei). Am Schluß kommt noch ein 12kW quattroporte (leider kein Maserati) dazu, mal sehen wie ich die ganzen Ströme manage, aber das muss alles der HS4 machen.

[Marcus81]

Ich nutze den
LINGG&JANKE EZ-EMU-WSTD-D-REG-FW
dafür, da er bis 75A schafft.

Ich habe zwei LINGG&JANKE EZ-EMU-DSUP-D-REG-FW in der Verteilung, eben einen für die PV den anderen für den Strombezug. Der ABB dient nur zum spielen und kommt direkt an die Wallbox.

Ich lese via Modbus TCP meinen sma Wechsel Richter aus. Dann kann ich meinen Haushalt Zähler via KNX abfragen und erfahre damit wie viel ich einspeise. Dann habe ich noch einen enertex smart Meter für die Pv, den kann ich mir aber glaube ich sparen, das war nur, wenn modbus TCP zu kompliziert ist. Mal sehen was ich damit noch mache.
Dann habe ich aktuell eine Heidelberg connect, diese wird durch die alfen ersetzt. Die Überschuss Ladung übernimmt dann der HS4. Ich habe ja alle Werte und der hs kann ohne Probleme Modbus. Das ganze will ich dann in einem Logikbausteinen verheiraten (aktuell noch Zukunft aber dabei). Am Schluß kommt noch ein 12kW quattroporte (leider kein Maserati) dazu, mal sehen wie ich die ganzen Ströme manage, aber das muss alles der HS4 machen.

Cool!! - Das sind ja ganz ähnliche Vorausetzungen wie bei uns hier. Ich habe einige Monate nichts mehr mit KNX gemacht, da unser Haus sehr zufriedenstellend arbeitet und alle Optimierungen eingeflossen sind. Aber fertig ist man bekanntlich nie, daher freue ich mich aufs neue Projekt.
Wenn du weiter kommst, dann lass uns gerne von deinen Erfahrungen lernen und profitieren. Deine Erkentnisse sind sicher für viele User interessant.
Sobald es bei mir los geht poste ich natürlich auch hier meine Fortschritte wobei ich dann wohl eher um Hilfe fragen werde

Grüße
Marcus

[gbglace]

Die Alfen macht Modbus TCP, da muss ich mal schauen was die beste Lösung zur Anbindung ist oder hast du da einen Tip? KNX hängt per IP Router am Netz.

Es kommt rein darauf an was in Deiner Anlage "der" Logikserver ist. Modbus-TCP schaffen mehr oder weniger alle die eine LAN-Verbindung haben. Bei mir wäre das halt der TWS, der versteht sich soweit auf TCP und RTU.

[Marcus81]

Bei mir wäre das halt der TWS,

Auch spannend! Dachte du machst es auch mit dem HS4

[gbglace]

Nee der HS war mir zu teuer.

[Gast1961]

Bei mir wäre das halt der TWS, der versteht sich soweit auf TCP und RTU.

Der Vollständigkeit halber sollten wir auch IP-Symcon erwähnen. Das kann Modbus TCP und Modbus RT (seriell) schon lange und es gibt einige fertige Module für gängige Wallboxen und PV-Systeme.

Als Hardwareinterface für Modbus RT braucht man nach meinem Verständnis nur einen USB-nach-RS485-Adapter, die beginnen preislich unter 10€.

[Tulamidan]

Ich berechne meinen "Überschuss" d.h. Einspeisung ähnlich wie BadSmiley. Ich lese mit OpenHab meinen SMA Wechselrichter und meinen zwei Wege Zähler aus.
Damit kann ich ableiten mit welcher Stärke die Wallbox laden sollte...

Was mir noch fehlt: Die Wallbox ich suche ein Modell mit 11kw das KfW gefördert werden kann und eine Schnittstelle besitzt. Ich brauche nicht viel Logik da ich das ja alles selbst programmieren kann. Eigentlich ist nur die Schnittstelle wichtig. Hier wäre ein WLAN Modul mit REST API am liebsten. Zur Not auch etwas Kabelgebundenes, Hauptsache die 900€ werden nur wenig überschritten.