Applikation zur Steuerung des Eigenverbrauchs

Hallo

Für einen Kollegen habe ich eine Steuerung für eine bestehende Solaranlage gebaut.

Mein Kollege hat eine Solaranlage von E3DC mit ca. 9kW/h und Batterie für den Überschuss. Er ist Besitzer eines Tesla und seine Frau fährt einen Renault ZOE. Er hat eine FritzBox mit 2 schaltbaren Steckdosen (1 x Wohnzimmer / 1 x Garage). Die von mir erstellte Steuerung holt über Modbus die Daten von der Solaranlage im Minutentakt.

Über mehrere Kriterien wird die Steckdose ein- resp. ausgeschaltet.

Einschalten:

  • Überschuss grösser als manueller Wert
  • Batterie grösser 1000 und Überschuss grösser 1000
  • Akku-Ladung grösser 90% und Überschuss grösser 2000

Ausschalten:

  • Akku-Ladung kleiner 94% und Batterie kleiner 0 und Überschuss positiver Wert
  • Akku-Ladung kleiner 94% und Photovoltaik kleiner 2000 und Überschuss grösser 100

Über ein Web-Seite kann der Kollege die Werte einsehen.

Auf der Seite “Werte” (Register) gibt es ein Eingabefeld für den Minimalwert der Einspeisung und ein Eingabefeld für die Verzögerung für das Ein- und Ausschalten.
Weiter kann die automatische Steuerung ein- oder ausgeschaltet werden.

Auf der Seite “Steckdosen” können die Steckdosen ein- und ausgeschaltet werden.

Die Seite “Protokoll” zeigt das aktuelle Protokoll vom ganzen Tag mit den ausgelesenen Werten und den getroffenen Massnahmen (Ein- / Ausschalten der Steckdose, Verzögerungsschaltung).

Es gibt einen Link für OpenWB, weil mein Kollege geplant hat, eine Wallbox für den Tesla zu installieren.

Auf der Seite “Auswertung” kann der Anwender ein Kriterium auswählen und sich anzeigen lassen, zu welcher Zeit welches Kriterium erfüllt war. Die Daten werden in SQLite-Datenbanken gespeichert und der Benutzer kann eine Datenbank nach Datum auswählen.

Diese Applikation läuft auf einem Einplatinencomputer (ähnlich wie ein Raspberry PI - Kosten ca. Fr. 50.–). Bedingung ist, dass der Wechselrichter Modbus kann (über TCP/IP oder RS485). Das Betriebssystem auf dem Einplatinencomputer ist Linux. Als Programmiersprachen habe ich PHP und Shellscript verwendet.
Für die Abfrage über Modbus verwende ich das OpenSource-Programm mbpoll. Die Kommunikation mit der Fritzbox erfolgt auch über PHP. Der Einplatinencomputer ist über WLAN mit dem Hausnetz verbunden. Da die Kommunikation über Modbus mit TCP/IP erfolgt, kann der Computer irgenwo im Haus installiert werden.

Wenn alle Kriterien erfüllt sein, schaltet die Steckdose in der Garage ein und die Batterie des Elektrofahrzeuges wird geladen. Steigt der Hausverbrauch z.B. beim Kochen, schaltet die Steckdose wieder aus.

Die Webseite ist Passwortgeschützt. Die Fritz-Box ist so konfiguriert, dass der Einplatinencomputer über Port 443 aus dem Internet erreichbar ist. So kann auf der ganzen Welt der aktuelle Stand eingesehen werden. Da die IP-Adresse selten wechselt, kann auf DYN-DNS verzichtet werden. Da Anzeige funktioniert auch gut auf einem Smartphone.

Die Applikation wird ständig weiter entwickelt.

Damit die Verwaltung von extern einfacher wird, möchte ich gerne Guacamole installieren (https://guacamole.apache.org/). Damit ist ein voller Zugriff auf den Computer über eine Webseite möglich. Der verwendete Einplatinencomputer odroid ist dazu nicht so geeignet und wir werden auf einen Raspberry Pi wechseln. Seit kurzem ist das neue Modell 4 erschienen, welches 4 GB Arbeitsspeicher und einen 4-Kern-Prozessor hat (kostet Fr. 80.–). Damit ist genügend Leistung für alle möglichen Varianten vorhanden. Der Port 8080 soll nur dann freigeschaltet werden, wenn eine Fernwartung über Guacamole nötig ist.

Ich bin seit kurzem Besitzer einer Plug&Play Solaranlage mit 4 Solarmodulen. Der
Wechselrichter ist auf 600W abgeregelt, sodass die Anlage ohne Bewillung installiert
werden kann. Nun möchte ich eine 2. Anlage installieren und die erste Anlage mit der
vollen Leistung laufen lassen.

Falls ich eine 2. Anlage realisieren kann, möchte ich gerne bei genügender Sonneneinstrahlung die Heizung des Boilers einschalten können. Bis jetzt habe ich aber noch keinen geeigneten Schütz gefunden, welcher sich über WLAN schalten lässt. Vielleicht wäre diese Idee etwas:


Anscheinend soll es auch möglich sein, eine Phase über eine handelsübliche 230V WLAN-Steckdose zu schalten. Ich verstehe zu wenig von der Sache und weiss nicht, ob dies funktioniert. Dazu bräuchte ich die Meinung von einem Elektrofachmann.

Der Wechelrichter meiner Anlage kann nicht Modbus und obwohl in der Anleitung steht, dass die Daten über RS485 ausgelesen werden können, ist dies nicht möglich. Ich kann nur über die Cloud des Anbieters die Werte der Anlage auslesen. Dies stört mich, weil ich die Daten lieber selber speichere. Zurzeit arbeite ich daran, wie ich trotzdem zu diesen Daten aus dem lokalen Netz komme und habe auch schon eine Idee, wie ich das machen kann.

Weiter interessiert mich der Hausverbrauch. Nach Installation meiner Solaranlage habe
ich einen neuen Stromzähler von Landis + Gyr (E350) erhalten. Mein Kollege hat mir
bei Amazone einen Infrarot Schreibe- und Lesekopf bestellt
( https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromzähler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY ).
Damit lese ich den Stromzähler aus. Im Moment bekomme ich zwar die Daten aber es scheint so, dass immer die gleichen Daten gesendet werden, bis sich der Zustand ändert. An dieser Sache arbeite ich zurzeit auch.

Seit der Installation des neuen Zählers sehe ich, wie viel der Boiler an Strom benötigt.
Dies war mir vorher nicht in diesem Ausmass bewusst. Daran möchte ich auch etwas ändern. In Deutschland habe ich einen Anbieter gefunden, welcher Wärmepumpen verkauft, welche sich an bestehende Boiler anschliessen lassen: https://huch.com/produkte/waermepumpen/

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