{"id":4305,"date":"2024-10-20T23:16:19","date_gmt":"2024-10-20T21:16:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cfos-emobility.de\/network\/antworten\/pv-ueberschusslade-architektur-und-ladestrategie\/"},"modified":"2024-10-20T23:38:39","modified_gmt":"2024-10-20T21:38:39","slug":"pv-ueberschusslade-architektur-und-ladestrategie","status":"publish","type":"cma_thread","link":"https:\/\/www.cfos-emobility.de\/network\/antworten\/pv-ueberschusslade-architektur-und-ladestrategie\/","title":{"rendered":"PV-\u00dcberschussladen &#8211; Architektur und Ladestrategie (meine Dokumentation, ggf. Ideen f\u00fcr andere?)"},"content":{"rendered":"<p>Um vielleicht dem ein oder anderen den Einstieg in das nicht ganz so einfache Regelwerk der cFos PowerBrain zu erleichtern, stelle ich mal mein Regelwerk hier ein.<\/p>\n<p>(Da ich vermutlich eh irgendwann nicht mehr durchblicken w\u00fcrde, schlie\u00dflich steckt einiges an Komplexit\u00e4t drin, muss ich sie eh mal dokumentieren &#8211; dann kann ich das auch gleich hier machen) &#8211; Und dokumentieren meist den ITlern meist eh wenig Spa\u00df \ud83d\ude09 &#8211; vielleicht entsteht aber so etwas Mehrwert f\u00fcr den ein oder anderen.<br \/>\nIch habe die Entwickler mal vor kurzem gebeten, ob sie den Regel ein Kommentarfeld spendieren k\u00f6nnen; das w\u00fcrde die Beschreibung und damit die Nachvollziehbarkeit n\u00e4mlich deutlich erleichtern. &#8211; Ich glaube hier tut sich in K\u00fcrze etwas.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Rahmenbedingungen:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>PV-Anlage: Ich habe eine PV-Anlage mit ca. 12 kW Peak. Kleine Batterie mi 4,8 kWh (Entlade- \/ Ladeleistung max. 2.500 Watt)<\/li>\n<li>E-Auto: 1 Fahrzeug, das auch unter Tags oftmals zu Hause ist (HomeOffice).<\/li>\n<li>Fahrprofil: Das E-Auto wird meist auf Kurzstrecken bewegt.<\/li>\n<li>Wallbox: 1-phasig angeschlossen<\/li>\n<li>Steuerung: S\u00e4mtliche Steuerungen erfolgen per Home Assistant (Vorteil: so kann jeder beliebige Wechselrichter ganz unabh\u00e4ngig von einer direkten Anbindbarkeit an die cFos-PowerBrain genutzt werden; die Modbus-Anbindung, die oftmals nur eine Abfrage gleichzeitig erlaubt, wird nicht \u00fcberfordert, und die Automatisierungsszenarien sind fast grenzenlos; Bedienung s\u00e4mtlicher Endger\u00e4te \u00fcber eine Oberfl\u00e4che \/ eine App &#8211; wobei bei mir Automatisierung im Fokus steht; die App wird aktiv fast nicht genutzt)<\/li>\n<li>Hausverbrauch ohne Auto: ca. 7 kWh pro Tag<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Ziel:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>M\u00f6glichst wenig Netzbezug von extern \/ m\u00f6glichst hohe Autarkie<\/li>\n<li>M\u00f6glichst wenig aktiv Interaktion (s\u00e4mtliche Vorg\u00e4nge erfolgen soweit als m\u00f6glich automatisch)<\/li>\n<\/ul>\n<p>Da die Hausbatterie im Verh\u00e4ltnis klein ist, ist es das Ziel, dass sie Abends gef\u00fcllt ist um bis zum Morgen locker durchzuhalten.<\/p>\n<p>Seit Januar erreichen wir aktuell eine Autarkie von ca. 90%. (Ja, die herausfordernden Monate kommen noch.)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Umsetzung:<\/strong><\/p>\n<p>Home Assistant:<\/p>\n<ul>\n<li>Der HA l\u00e4uft in der Cloud. (Ich will n\u00e4mlich keine eigene Hardware vor Ort laufen haben, die wiederum Strom verbraucht.) &#8211; Hierf\u00fcr habe ich das FreeTier von Oracle in Nutzung. L\u00e4uft perfekt. Kosten = 0.<\/li>\n<li>Zwischen meiner FritzBox und der OCI besteht ein Wireguard VPN-Tunnel. &#8211; L\u00e4uft super stabil, ben\u00f6tigt lokal keine fixe IP. (Auch die Einwahl von unterwegs ins Home-Netz l\u00e4uft \u00fcber die Public IP der OCI. So connecten auch iPhones, etc. gegen die OCI und sind im internen Netz. Offene Ports lokal sind keine notwendig.)<\/li>\n<li>Klar, der HA macht noch viel mehr als die reine Steuerung der Wallbox (Automatisches \u00d6ffnen des Garagentors, wenn das Auto nach Hause kommt, Licht, Heizung, etc.) &#8211; Aber erstmal egal.<\/li>\n<li>Die Kommunikation zwischen HA und der cFos erfolgt rein per MQTT (Mosquitto-Broker als Addon im HA). (F\u00fcr die cFos PowerBrain gibt es auch eine Integration, die jedoch m. E. nicht ganz so bandbreiten- und lastschonend agiert und ein paar Einschr\u00e4nkungen hat)<\/li>\n<li>Der Wechselrichter ist per HA-Integration angebunden und wird jede Sekunde per Modbus abgefragt.<\/li>\n<li>Der HA schreibt per Automatisierung jede Sekunde die Netzeinspeisung bzw. -bezug als auch den Stand des Akkus inkl. SoC an den MQTT-Broker, von dem die Wallbox die Daten bezieht.<\/li>\n<li>Weiterhin werden per MQTT folgende Werte gesetzt:\n<ul>\n<li>var_LS_Schnellladung = 0 oder 1 (sofern mal unabh\u00e4ngig vom \u00dcberschuss geladen werden soll)<\/li>\n<li>var_Ladeleistung = 16000 oder weniger (Ladeleistung im mA, wenn unabh\u00e4ngig vom \u00dcberschuss geladen werden soll)<\/li>\n<li>var_LS_NiedrigerErtrag = 0 oder 1 (wird von HA auf 1 gesetzt, wenn laut PV-Vorhersage heute weniger als 15 kWh vom Dach kommen)<\/li>\n<li>var_LS_BatterieNutzung = 0 oder 1 (wird von HA auf 1 gesetzt, wenn der SoC der Batterie &gt;99% voll ist und auf 0, wenn sie unter 90% ist.)<\/li>\n<li>var_LS_VorhersageBlock = 0 oder 1 (wir von HA auf 1 gesetzt, wenn hochgerechneter Restverbrauch bis Sonnenuntergang + noch ausstehende Batterieladung kleiner als der noch erwartete Restertrag des Tages ist<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>Die cFos PowerBrain sendet die aktuellen Z\u00e4hlerwerte an den HA zur\u00fcck, die dieser anschlie\u00dfend einerseits im Dashboard darstellt, andererseits f\u00fcr die Nutzungsberechnung (welcher Verbraucher hat wie viel Energie verwendet) ber\u00fccksichtigt.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>HA-Automatisierungen:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Bei jeder Ver\u00e4nderung eines Wertes (Batterie, Netzbezug \/ Einspeisung) erfolgt eine Aktualisierung beim MQTT-Broker<\/li>\n<li>Sobald ein Fahrzeug an die Wallbox angeschlossen wurde, erfolgt eine Smartphone-Push-Meldung die einerseits den aktuellen prozentualen Ladestand des Autos mitteile, andererseits auf Basis der PV-Prognose abzgl. erwarteter Eigenverbrauch einen Zielzeitpunkt, zu dem das Auto voraussichtlich voll geladen ist. Innerhalb dieser Meldung kann der Empf\u00e4nger w\u00e4hlen, ob ihm das reicht, oder er ohne PV-\u00dcberschussber\u00fccksichtigung laden m\u00f6chte.<\/li>\n<li>Sobald des Fahrzeug fertig geladen ist, erfolgt eine Pushmeldung.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Wallboxkonfiguration:<\/strong><\/p>\n<p>Zwar bekommt HA jede Sekunde einen aktuellen Wert vom Wechselrichter, bzgl. Erzeugung, Netzeinspeisung bzw. -bezug, Batterieladung, etc. und gibt diesen direkt an den MQTT-Broker weiter, dennoch schwingt die PV-\u00dcberschussberechnung bei mir teilweise ziemlich. Daher habe ich eine weitere Variable definiert:<\/p>\n<p>mysurplus_advanced = min(((3 * CM.mysurplus_advanced + CM._org_surplus) \/ 4), CM._org_surplus)<\/p>\n<p>Diese Variable\u00a0 wurde dann im Lastmanagement unter &#8218;Formel f\u00fcr solaren \u00dcberschuss (W)&#8216; eingetragen. &#8211; Damit gl\u00e4ttet sich das zumindest etwas (wenn auch nicht ganz).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Laderegeln:<\/strong><\/p>\n<p>Da meine Wallbox in der Garage montiert ist, nutze ich keine separate Authentifizierung. Daher habe ich s\u00e4mtliche Laderegeln direkt in der Wallbox (ohne separaten Benutzer) konfiguriert.<\/p>\n<p>Alle Laderegeln sind mit dreistelligen IDs versehen (das macht das Debugging f\u00fcr mich leichter; so kann man die Protokollierung hochsetzen und sieht genau, welche Laderegel wirkt).\u00a0 Zudem habe ich meist mit separaten Regel gearbeitet (ja man k\u00f6nnte die auch teilweise kombinieren &#8211; f\u00fcr mich war es so leichter):<\/p>\n<ol>\n<li>1: Pr\u00fcfen ob CM.var_LS_VorhersageBlock == 1 und\u00a0 M6.soc &lt; 90<br \/>\nWenn die PV-Vorhersage (kommt aus OpenWeather vom HA) f\u00fcr heute nicht mehr ausreicht und der Akku tats\u00e4chlich unter 90% ist, erfolgt sofort ein Abwurf auf die Ebene &#8218;kein PV-\u00dcberschuss&#8216;<\/li>\n<li>101: CM.var_LS_NiedrigerErtrag == 0<br \/>\n102: M6.soc &lt;=45<br \/>\n103: PV-\u00dcberschuss &gt; 9000; \u00dcberschussfaktor = 0.8<br \/>\nAn normalen Tagen, wenn Hausbatterie noch weitgehend leer ist, erst Auto laden, wenn \u00dcberschuss &gt; 2.070 Watt.<\/li>\n<li>111: CM.var_LS_NiedrigerErtrag == 0<br \/>\n113: PV-\u00dcberschuss &gt; 6000; \u00dcberschussfaktor = 1<br \/>\nAnsonsten an normalen Tagen ab 1.380 Watt \u00dcberschuss laden<\/li>\n<li>201: CM.var_LS_NiedrigerErtrag == 1<br \/>\n202: CM.var_LS_BatterieNutzung == 0<br \/>\n203: M6.soc &lt;=60<br \/>\n204: PV-\u00dcberschuss &gt;6500; \u00dcberschussfaktor = 0.75<br \/>\nAn Tagen mit wenig Ertrag, wenn Batteriemitnutzung nicht erlaubt ist, bei Hausbatterie-SoC &lt;= 60% bei PV-\u00dcberschuss von 1.495 Watt laden.<\/li>\n<li>211: CM.var_LS_NiedrigerErtrag == 1<br \/>\n212: CM.var_LS_BatterieNutzung == 0<br \/>\n213: M6.soc &gt; 60<br \/>\n214: PV-\u00dcberschuss &gt;6000; \u00dcberschussfaktor = 1<br \/>\nAn Tagen mit wenig Ertrag, wenn Batteriemitnutzung nicht erlaubt ist, bei Hausbatterie-SoC &gt; 60% bei PV-\u00dcberschuss von 1.380 Watt laden.<\/li>\n<li>301: CM.var_LS_NiedrigerErtrag == 1<br \/>\n302: CM.var_LS_BatterieNutzung == 1<br \/>\n303: M6.power_w &lt; -2300<br \/>\n304: PV-\u00dcberschuss &gt;2000; \u00dcberschussfaktor = 1<br \/>\nAn Tagen mit wenig Ertrag, wenn Batteriemitnutzung erlaubt ist, wenn Hausbatterie\u00a0 &gt; 60% und Entladeleistung unter 2.300 Watt bei PV-\u00dcberschuss von 460 Watt laden.<\/li>\n<li>401: Abwurf auf &#8218;kein PV-Laden&#8216;<\/li>\n<li>501: CM.var_LS_Schnellladung == 1; Ladeleistung = CM.var_Ladeleistung<br \/>\nSchnelladen mit per HA vorgegebener Ladeleistung.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Die ersten Regeln sind jeweils mit &#8218;UND&#8216; verkn\u00fcpft.<\/p>\n<p>Die Batteriemitnutzung an Tagen mit wenig Ertrag erm\u00f6glicht es, dass auch geringe PV-\u00dcbersch\u00fcsse, die nicht die 6 A erreichen, genutzt werden k\u00f6nnen. Dabei wird jedoch sichergestellt, dass der Hausakku nicht leergezogen wird; schlie\u00dflich wird der generell f\u00fcr den Hausverbrauch genutzt.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Durch die Aufteilung in einzelne Regeln kann die Unterschreitungszeit granular definiert werden. &#8211; Wird der PV-\u00dcberschuss unterschritten sind meist 60, 90 oder 120 Sekunden hinterlegt. Bei allen anderen Bool-Werten 1 Sekunde. Ja, damit sind es 20 Regeln &#8211; dennoch, das funktioniert top.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Vielleicht kann sich der ein oder andere etwas abkupfern?<\/p>\n<p>Wer hat weitere Verbesserungs- oder Optimierungsideen? Auch bei Fragen, gerne kommentieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Um vielleicht dem ein oder anderen den Einstieg in das nicht ganz so einfache Regelwerk der cFos PowerBrain zu erleichtern, stelle ich mal mein Regelwerk hier ein. 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