KNX/EIB Kaskadenmessung und Energiezähler

[FrankOverIP]

Für die Messung unseres Stromverbrauchs könnte ich einen Rat gebrauchen - es geht kurz gesagt um eine halbwegs konsistente Abzugsmessung bei zwei Zählern.

Folgende Situation: wir haben einen PV Wechselrichter/Speicher (E3DC S10E), über den die Stromversorgung für unser Haus läuft - darin steckt ab Werk ein Energiezähler von Hager. Davor wird in den nächsten Wochen eine Wärmepumpe installiert, für die ein zweiter Zähler in den Schrank kommt, angeschlossen als Kaskade. Es gibt also einen Zähler "an der Außenkante", einen weiteren dahinter. Zwischen den beiden Zählern wird die Wärmepumpe hängen und der Netzbetreiber ermittelt den Strom für die Wärmepumpe über die Differenz der beiden Zähler.

Ich würde jetzt gerne hinter den Zähler "an der Außenkante" einen weiteren Energiezähler hängen lassen, z.B. von MDT den " Energiezähler EZ mit Wandlermessung" (EZ-0363.01). Damit könnte ich dann gut sehen, was wirklich aus dem Netz gezogen wird und idealerweise was die Wärmepumpe gerade zieht (sinngemäß: S10E - MDT = Wärmepumpe).

Ich bin mir allerdings nicht sicher, ob die beiden Energiezähler zu vernünftigen Messwerten führen werden, wenn ich beide voneinander abziehe - die unterschiedlichen Übertragungszeitpunkte für die Daten könnten zu erheblichen Schwankungen bzw. Ausreißern führen, oder?

Hat jemand eine Anregung für mich, wie man sowas erfolgreich abbilden kann?

Viele Grüße
Frank

[gbglace]

Ich habe auch eigene KNX-Zähler für zwei Haushalte hinter dem Zähler vom EVU, aber eben weil jener noch ein Schwarzer mit Drehscheibe ist. die Subzähler sind Zweirichtungszähler, weil da auch sowas wie Balkonkraftwerke / Speicher hinterhängen. Damit rechne ich auch alles mögliche Aus.

Die Werte der Momentanleistung, ja die können Ausreißer produzieren, aber interessant sind eh die kWh Werte Verbrauch je Stunde/tag/Woche/Monat/Jahr. Da spielt das alles keine Rolle mehr ob da die Zeitstempel alle ein paar Sekunden auseinander liegen.

Mas muss sich nur einig werden wo die Messdifferenzen landen werden denn mit knappen 1% +/- Abweichungen muss man leben auch wenn die alle geeicht sind da kommen dann schon einige kWh pro Jahr raus.


Den Hauptzähler vom EVU direkt auslesen bekommst nicht hin?

[rogerzf26]

Hallo Frank,

bei deiner Frage kann ich dir leider keine Antwort geben, fände es aber echt spannend wie die Lösung später aussieht.

Ich habe allerdings bei mir die gleiche Konstellation wie du (Kaskadenschaltung für Wärmepumpe und Hausstrom und von E3DC einen S10E PRO) seit fast 2 Jahren im Einsatz. Ich greife mir viele Daten aus dem S10E PRO per Modbus ab und visualisiere sie in NodeRed und packe sie auch in eine Influx-DB die ich mit Grafana auswerte.
Dabei habe ich so die Werte wie den Netzbezug (ist dann aber Wärmepumpe UND Hausstrom) im Blick, ich habe also keine getrennte Werte für den Verbrauch der Wärmepumpe und des Hausstromes. Meine Wärmepumpe (Wolf aus dem Jahr 2015) kann keine eigenen Werte direkt per Modbus übermitteln.
Ich überlege die ganze Zeit auch welchen Mehrwert dieses Wissen für mich hätte ... denn ich käme wahrscheinlich nicht auf die Idee die Wärempumpe nicht ihre Arbeit machen zu lassen und bei den übrigen Verbrauchern sind wir recht gut aufgestellt dass wir wissen wann wir was machen. Ach ja, wir haben auch noch 32,5 kWh an Batterien am Start um die "Sonne" etwas speichern zu können.

Vielleicht kannst du ja mal kurz schreiben was dir die getrennten Werte bringen würden ... ausser das man sie halt sieht.

Viele Grüße
Rüdiger

[kbabioch]

Folgende Situation: wir haben einen PV Wechselrichter/Speicher (E3DC S10E), über den die Stromversorgung für unser Haus läuft - darin steckt ab Werk ein Energiezähler von Hager. Davor wird in den nächsten Wochen eine Wärmepumpe installiert, für die ein zweiter Zähler in den Schrank kommt, angeschlossen als Kaskade. Es gibt also einen Zähler "an der Außenkante", einen weiteren dahinter. Zwischen den beiden Zählern wird die Wärmepumpe hängen und der Netzbetreiber ermittelt den Strom für die Wärmepumpe über die Differenz der beiden Zähler.

Das Messkonzept ist soweit bekannt. Hast du dann mal gegengerechnet, ob sich sich das in deinem Fall tatsächlich lohnt?

1.) Dein Akku wird nicht für die Wärmepumpe benutzt, d.h. die Wärmepumpe wird immer mit Netz- oder PV-Strom versorgt, aber nie mit Batteriestrom
2.) Die Differenzen zwischen Hausstrom und Wärmepumpenstrom sind - je nach Region - aktuell sehr niedrig. Rechnet man da die Zählergrundgebühr dagegen, macht man teilweise sogar Verlust - je nach Stromverbrauch
3.) Bei korrekt installierter Wärmepumpe / Steuerung, muss sich deine Wärmepumpe durch den EVU abschalten lassen ("steuerbarer Verbraucher"). D.h. theoretisch könnte der Netzbetreiber dir trotzt PV-Strom und vollem Akku die Wärmepumpe abschalten.
4.) Teilweise gibt es aktuell Stromangebote die für Allgemeinstrom unter den Preisen für Wärmepumpestrom der Grundversorger liegen. Ist aber zugegebenremaßen regional unterschiedlich.
5.) Material- und Einbaukosten. Je nach Schrank kostet die eHz Kasette für die Kaskadenmessung schon ca. 150 EUR. Dazu kommen Einbaukosten des Elektrikers. Damit rückt eine Amortisation in weite Ferne (5-10 Jahre), wer weiß wie der Strommarkt bis dahin aussieht.

Für mich überwiegen die Nachteile, aber das muss jeder selbst entscheiden.

So nun, zum eigentlichen Problem:

Ich würde jetzt gerne hinter den Zähler "an der Außenkante" einen weiteren Energiezähler hängen lassen, z.B. von MDT den " Energiezähler EZ mit Wandlermessung" (EZ-0363.01). Damit könnte ich dann gut sehen, was wirklich aus dem Netz gezogen wird und idealerweise was die Wärmepumpe gerade zieht (sinngemäß: S10E - MDT = Wärmepumpe).

Theoretisch richtig. Praktisch wird es, wie du sagst, immer Abweichungen / Messfehler geben. Das hängt aber von vielen Faktoren ab, unter anderem:

- Wie erhältst du die Werte vom S10E (KNX Modul? Modbus? Aus dem Portal?)
- Wie / wann misst du die anderen Werte und wie genau ziehst du diese voneinander ab?

Für das beste Ergebnis müsstest du eigentlich beide Werte auf dem selben Weg messen und dann voneinander abziehen, usw. Alternativ könntest du die beiden Zähler auslesen (es gibt hierfür Leseköpfe). Das wären "amtliche" Messungen. Alles andere ist nur eine Näherung.

Außerdem musst du auch noch beachten (bzw. mit dem Elektriker sprechen) wo du die Messgeräte einbaust. Zumindest der anlagenseite Anschlussraum (AAR) darf i.d.R. nicht hierfür "missbraucht" werden, was es bei einer Kaskade entsprechend schwierig macht (zumindest bei einer Direktmessung).

Ich persönlich arbeite gerne mit Modbus-Zählern und sammle die Messwerte über meinen Logik-Server ein. Damit habe ich zumindest konsistente Messungen. Ist aber zusätzliche Komplexität, die auch mal ausfallen kann, usw. Und Abweichungen zu den Zählern der Stadtwerke gibt es auch. Andererseits jucken mich die Zähler der Stadtwerke nicht, die werden voraussichtlich alle x Jahre sowieso getauscht.

[kbabioch]

Ich überlege die ganze Zeit auch welchen Mehrwert dieses Wissen für mich hätte

In Verbindung mit einem (eingebauten) Wärmemengenzähler kann man z.B. die Jahresarbeitszahl bestimmen und herausfinden, wie gut die Werbeversprechen des Heizungsbauers und des Herstellers sind ;-). Man kann sich die Leistung der Wärmepumpe im zeitlichen Verlauf ansehen und ggf. Anomalien erkennen. Zugegebenermaßen eher "Luxus" und "Datensammlerei".

Ach ja, wir haben auch noch 32,5 kWh an Batterien am Start um die "Sonne" etwas speichern zu können.

Der wird aber für die Wärmepumpe gar nicht benutzt, oder? Was bringen dir 32,5 kWh für den Haushalt, wenn der eigentliche Großverbraucher dann trotz vollem Akku mit Netzstrom betrieben wird? Gerade in der Übergangszeit ist der Akku durchaus interessant, ich habe viele Nächte auch mit Akku überbrücken kann. In der kalten Jahreszeit geht dann natürlich nichts ohne Netzstrom - da liefert die PV nicht genug - Akku hin oder her.

[elektrofly]

bei deiner Frage kann ich dir leider keine Antwort geben, fände es aber echt spannend wie die Lösung später aussieht.

+1

Bei uns soll die PV Anlage ende September kommen, bis dahin möchte ich irgendwas fertig gebaut und visualisiert haben um unterscheiden zu können, wieviel PV Strom zum Haushalt und wieviel Richtung WP gehen. Das Problem ist, dass laut Netzbetreiber Messkonzept in der Kaskadierung der Z2 nicht als 2-Richtungszähler ausgelegt ist.
Meine aktuellen Gedanken sind, den Z1 über einen optischen Lesekopf auszulesen und dann in Reihe zum Z2 einen Stromzähler (MDT oder Lingg&Janke) vom Eli mit installieren zu lassen.
Die Differenz aus beiden (Bezug oder Lieferung) ist dann der Bedarf der WP.

[kbabioch]

Meine aktuellen Gedanken sind, den Z1 über einen optischen Lesekopf auszulesen und dann in Reihe zum Z2 einen Stromzähler (MDT oder Lingg&Janke) vom Eli mit installieren zu lassen.

Das unbedingt vorher klären. Das Problem ist nämlich, dass an der Stelle wo die Kaskade umgesetzt wird (Hauptleitungsabzweigklemmen im anlagenseitiger Anschlussraum) nicht beliebige Geräte eingebaut werden dürfen. Und den Strom erst dort herauszuführen, über einen Stromzähler zu führen, und dann wieder zurück zu führen, dürfte dem ein oder anderen Elektriker und Netzbetreiber nicht gefallen. Um halbwegs konform mit VDE und TABs zu bleiben, müsste man wohl indirekt über Stromzangen messen.

Ich frage mich aber trotzdem wieso so viele die Messkaskade so attraktiv finden. Es gibt eine Reihe von Nachteilen (siehe oben) und der einzige Vorteil ist, dass man wie viel EUR pro Jahr spart (nach zuvor hohem Invest). Den Netzbetreibern ist es sicherlich recht (mehr Zählergrundgebühren, mehr Arbeit für die Monteure, usw.), aber bei einem gut gedämmten Neubau mir Wärmepumpe und PV-Anlage + Speicher braucht man doch nicht mehr als 3000 kWh pro Jahr aus dem Netz (eigene Erfahrung). Da kann man keine Kaskade schön rechnen.

[rogerzf26]

Hallo kbabioch,

also bei uns nutzt trotz des Kaskadenkonzeptes die Wärmepumpe sehr wohl den PV- als auch den Batteriestrom mit ..... sonst hätten wir i.d.T. auch nicht so viel Batteriespeicher am Start denn ein weiteres Ziel ist ja auch dass wir im Winter bei einem Stromausfall (hatten wir tatsächlich im letzten Winter 2 mal wenn auch nie lange (unter 4 Stunden)) nicht frieren müssen wenn unser S10E PRO in den Inselbetrieb geht.

Bei unserem Verbrauch für die Wärmepumpe ist es tatsächlich noch günstiger einen 2. Zähler zu haben, wir sparen so ca. 90 Euro/ Jahr. Und der Umbau war eh im Angebot enthalten, es machte keinen Preisunterschied bei der PV-Anlage ob wir alles über einen Zähler laufen lassen wollten oder eben über dieses Kaskadenprinzip.
Aber dies ist eh bei jedem etwas anders und man muss sich dies halt vorher einmal durchrechnen.

Viele Grüße
Rüdiger

[kbabioch]

also bei uns nutzt trotz des Kaskadenkonzeptes die Wärmepumpe sehr wohl den PV- als auch den Batteriestrom mit

Und bei letzterem bist du dir ganz sicher?

Ja, der PV-Überschuss wird verwendet, das ist ja der Sinn einer Kaskade. Der Batteriestrom dient aber eigentlich nur den Verbrauchern "hinter" dem Hauskraftwerk. Es ist Aufgabe des Hauskraftwerks und der darin verbauten Messtechnik zu verhindern, dass Batterie-Strom eingespeist wird, weil das laut EEG nicht zulässig ist. Die Wärmepumpe ist ja für das Hauskraftwerk (ohne zusätzliche Messtechnik) unsichtbar und nicht vom öffentlichen Netz zu unterscheiden, weil der Abgriff vor dem Hauskraftwerk erfolgt.

Hast du ggf. Bilder / Skizzen des Messkonzepts? Sind zusätzliche Energieflusssensoren verbaut, die mit dem Hauskraftwerk verbunden sind? Ist dein Hauskraftwerk "durchgeschliffen" oder "im Stich" installiert?

Ich frage in erster Linie aus (Eigen)interesse, da ich eingetragener Elektroinstallateur sowie zertifizierter E3DC Installateur / Partner bin und daher gerne wüsste wie andere das lösen.

Bei unserem Verbrauch für die Wärmepumpe ist es tatsächlich noch günstiger einen 2. Zähler zu haben, wir sparen so ca. 90 Euro/ Jahr. Und der Umbau war eh im Angebot enthalten, es machte keinen Preisunterschied bei der PV-Anlage ob wir alles über einen Zähler laufen lassen wollten oder eben über dieses Kaskadenprinzip.

Nur weil der Umbau im Angebot enthaltet war, heißt das ja nicht, dass er kostenfrei ist :-). Das sind mit Material und Arbeitszeit sicherlich 300-500 EUR, also gute 5 Jahre - bei deinen Verhältnissen. Und dann hat man immer noch die o.g. Nachteile, insbesondere die Abschaltungen durch den Netzbetreiber (sofern es korrekt installiert worden ist).

Aber dies ist eh bei jedem etwas anders und man muss sich dies halt vorher einmal durchrechnen.

Das ist richtig, teilweise gibt es noch einen kleinen preislichen Vorteil (so wie anscheinend bei dir), ich hatte aber auch schon Fälle wo man am Ende draufgezahlt hat, weil der Strom wieder so günstig ist seit ein paar Monaten.

[MrWilson]

Es ist Aufgabe des Hauskraftwerks und der darin verbauten Messtechnik zu verhindern, dass Batterie-Strom eingespeist wird, weil das laut EEG nicht zulässig ist. Die Wärmepumpe ist ja für das Hauskraftwerk (ohne zusätzliche Messtechnik) unsichtbar und nicht vom öffentlichen Netz zu unterscheiden, weil der Abgriff vor dem Hauskraftwerk erfolgt.

Der verbaute Leistungsmesser im E3DC wird ausgebaut und direkt hinter Z1 installiert.

[kbabioch]

Und wie sieht das in der Praxis aus? Wo (im Zahlerschrank) wird das Teil verbaut, um nicht gegen VDE / TAB zu verstoßen?

[MrWilson]

Und wie sieht das in der Praxis aus?

Der Elektriker kommt und baut den Leistungsmesser aus, setzt ihn in meinen Zählerschrank dort ein wo Platz ist, macht irgendwelche Verkabelungen und setzt seine Plomben und geht.
Der Netzbetreiber hatte damit überhaupt kein Problem. Wenn du eine VDE / TAB einhalten willst, dann klär das mit den entsprechenden Netzbetreibern.

[rogerzf26]

Und bei letzterem bist du dir ganz sicher?

Ja, bin ich mir.

Ich bin kein Elektriker und kann nur die Auswirkungen erkennen aber wenn ich im Inselbetrieb in der Nacht bin (d.h. PV-Produktion = 0) und meine Heizung läuft ganz normal, wo soll sie denn ansonsten den Strom herbekommen wenn nicht über die Batterien?
Und auch im normalen Betrieb kann ich auf Grund der Werte (Netzleistung, Batterieleistung, Hausverbrauch) in Verbindung mit den Daten der Heizung feststellen dass hier wohl was aus den Batterien gezogen wird.

Leider kann ich dir deine anderen Fragen nicht beantworten da ich eben nicht "vom Fach" bin. Da aber zuerst hier bei uns alles umgebaut wurde und dann der Netzbetreiber gekommen ist und noch die beiden Zähler getauscht hat (waren vorher keine Zweirichtungszähler) und alles mögliche kontrolliert hat gehe ich mal davon aus dass es nicht falsch ist was da montiert wurde.

Ach ja, bei uns hier im Ort gibt es noch keine Eingriffe seitens des Netzbetreibers, im Haus ist zwar schon alles dafür vorgesehen aber von aussen gibt es noch nichts.

Vielleicht sollten wir aber weitere diesbezüglichen Fragen lieber per PN klären denn ich wollte nicht den Thread hier 'klauen'. :-)

Viele Grüße
Rüdiger

[FrankOverIP]

Wow, da geht man kurz zur Arbeit und mein kleines Thema explodiert 😁

Ich versuche mal auf die Fragen einzugehen..

Den Hauptzähler vom EVU direkt auslesen bekommst nicht hin?

Wir haben schon einen digitalen Zähler, den ich wohl auslesen könnte. Aber ich mag die Vorstellung nicht so, da so einen Dongle aufzukleben. Irgendwie unschön - auch wenn das direkte Auslesen definitiv seine Vorzüge hätte.

Vielleicht kannst du ja mal kurz schreiben was dir die getrennten Werte bringen würden ... ausser das man sie halt sieht.

Die Wärmepumpe kommt bei uns in eine Bestandsimmobilie. Da würden wir der Kiste gerne etwas auf die Finger schauen können, um frühzeitig zu erkennen, wenn der Energieverbrauch aus dem Ruder läuft. Und abgesehen davon: wir haben uns mit dem Monitoring der S10E (über das KNX-Modul) daran gewöhnt, die Verbrauchsdaten in (nahe) Echtzeit zu sehen. Das ganze ist also in der Tat ein wenig (?) dem eigenen Spieltrieb geschuldet. Das Setup sieht hier übrigens ganz ähnlich aus: ioBroker - InfluxDB - Grafana / SAP UI5 / VIS.

Hast du dann mal gegengerechnet, ob sich sich das in deinem Fall tatsächlich lohnt?

Die Rechnung geht wirtschaftlich im Moment vermutlich nicht auf. Wir wollen unbedingt möglichst viel eigenen Strom nutzen. Den Strom ins Netz zu schieben und dann über einen anderen Zähler wieder zu kaufen finden wir doof. Die Alternative wäre alles über den Hausstrom laufen zu lassen, womit wir aber von verringerten Netzentgelten und anderen politischen Maßnahmen nicht profitieren könnten. Damit sind wir bei der Kaskade - vielleicht aktuell etwas teurer, dafür aber flexibler. Abgesehen davon schauen wir auf das ganze Projekt nicht mit finanzieller Vernunft - die WP ist aktuell reiner Ökoaktivismus. Wirtschaftlich sollten wir die Gasheizung noch auf Jahre nutzen.

Praktisch wird es, wie du sagst, immer Abweichungen / Messfehler geben

Abseits der durchaus spannenden Beiträge in diesem Thread ist dies ja genau die Frage, um die es mir eigentlich geht. Aktuell bekomme ich die Daten von der S10E per KNX. Meine Hoffnung war, dass es z.B. eine schlaue Funktion in einem Logik-Modul gibt, mit der ich Daten von beiden Messpunkten sinnvoll verdichten kann. Das Problem des zeitlichen Versatzes beim Auslesen ist ja eigentlich immer gegeben, ob ich nun direkt per Messkopf den Zähler auslesen, oder die Daten aus einem KNX-Modul stammen.

Und den Strom erst dort herauszuführen, über einen Stromzähler zu führen, und dann wieder zurück zu führen, dürfte dem ein oder anderen Elektriker und Netzbetreiber nicht gefallen.

Die Frage wird wohl ganz automatisch beantwortet, da werde ich aber nicht aus vorauseilendem Gehorsam Lösungen verwerfen, die mir zweckmäßig erscheinen. Wenn das dann abgelehnt wird, habe ich Pech gehabt 😉 Abseits davon erschließt sich mir aber auch nicht, warum ich zwischen den beiden Zählern eine WP anschließen darf, aber keinen Energiezähler, aber als Laie muss das vielleicht auch nicht verstehen.

Abseits der vielen aufgeworfenen Fragen würde ich gerne nochmal zurück zur Ideenfindung hinsichtlich der Messung kommen. Gibt es einen Weg, den zeitlichen Versatz bei der Messung zu kompensieren? Oder sollte die WP einfach einzeln, z.B. per "MDT Energiezähler EZ mit Direktmessung", gemessen werden und gut? Da bin aber nicht sicher, ob wirklich alles was WP ist darüber laufen kann.

Viele Grüße
Frank

[elektrofly]

Praktisch wird es, wie du sagst, immer Abweichungen / Messfehler geben

Gibt es einen Weg, den zeitlichen Versatz bei der Messung zu kompensieren?

Ich verstehe, dass wenn ich einen Messwert (z.B. 1000W) alle 60s vom Zähler bekomme, der Verbrauch die 59s davor auch deutlich höher oder niedriger hätte sein können.
Aber die KNX-Zähler sind doch auch in der Lage, anstatt der aktuellen Leistung einen Zählerwert in kWh oder Wh auszugeben, welchen man z.B. alle 24 Stunden speichert und den Wert vom Vortag abzieht. Dann hätte man doch den genauen Verbrauch pro Tag?

Oder bezieht ihr euch hier auf was anderes?