Guten Morgen in die Community,
so kurz vorm Jahresende im Urlaub beschäftige ich mich aktuell mit der Energieoptimierung in meinem IPSymcon-System und habe mir nun endlich mal den Energiemanager angeschaut. Dieser verspricht ja eine Kostenersparnis, indem er Verbräuche und Akkuladungen so gestaltet, dass man Geld sparen könne. Soweit das Versprechen. Allerdings ist die Umsetzung eher rudimentär und noch ganz weit weg von einem System, welches den Energieverbrauch optimieren kann, denn eine Optimierung im eigentlichen mathematischen Sinne hat der Energiemanager nicht. Das führt sogar dazu, dass er unter bestimmten Bedingungen sogar richtig viel Energie und damit Geld verbrennt. Zudem versagt er in Systemen, bei denen der Akku wie bei mir zum Beispiel schon direkt über den Wechselrichter gesteuert wird. Im Nachfolgenden möchte ich auf die Probleme genauer eingehen und zunächst meine Energieerzeugung erläutern.
Ich habe eine 20 kWp PV-Anlage (Ost-West-Ausrichtung) und einen 30kWh Speicher im Keller stehen. Die PV-Anlage ist an zwei Kostal Plenticore Wechselrichtern angeschlossen. Der Speicher hängt an einem chinesischen Deye SUN12KSG04LP3EU. Der Deye hat intern schon eine Art optimierte Speichernutzung, da er am Hauptzähler über drei Stromfühler den Strom in und aus dem Netz auf allen drei Phasen in Echtzeit misst. Für den Deye habe ich ein Symcon-Modul entwickelt und kann dessen Verhalten recht gut steuern. Wenn zum Beispiel die PV-Anlage über die Plenticore WR viel Strom produziert, dann ‚saugt‘ der Deye die vom Einspeisepunkt weg und packt sie selbsttätig in den Speicher, sofern der noch nicht voll ist. Ist er voll, wird eingespeist.
1. Problem Akkuladung
Im Energiemanager kann man bekanntlich Akkus steuern. Das Ganze funktioniert auch, sofern ein variabler Stromtarif hinterlegt ist, als „Günstiger laden“. Hier sollte man vorsichtig sein, da das auch teuer werden kann. Jeder Akku hat beim Laden und entladen Verluste, teilweise je nach Hersteller sogar über 10%. Der Energiemanager verlangt die Angabe eines Preises bei dessen Unterschreitung der Akku aus dem Netz geladen wird. Die Ladeverluste werden hier aber nicht berücksichtigt, was dazu führt, dass bei nur leicht schwankenden Preisen um diese eingestellte Preisgrenze über den Tag der Akku unnötig geladen wird. Beispiel: Der Strompreis schwankt zwischen 25ct und 27ct. Eingestellte Preisgrenze ist 26ct. Geht der Preis darunter wird mit 10% Verlust in den Speicher geladen. Beim Entladen entstehen auch nochmal 10% Verlust, was die kWh dann gut 20% teurer macht, also diese dann nicht mehr 25ct sondern 30ct kostet, wenn sie am Verbraucher ankommt. Da wäre es sinnvoller auf die Akkuladung zu verzichten und lieber die 27ct direkt aus dem netz zu nehmen. Im Energiemanager müssen also auch die Lade- und Endladeverluste des Speichers berücksichtigt werden und die „Günstig Laden“ Funktion so angepasst werden, so dass der Speicher nur geladen wird, wenn die tägliche Schwankung des Strompreises größer ist als die Ladeverluste sind. Zudem sollte keine Fixe Preisgrenze vorgegeben sein, sondern es müsste intelligent geschaut werden wann laden des Speichers sinnvoll ist. Das wäre zumindest die einfachste und am schnellsten umsetzbare Variante. Besser und wirklich sinnvoll wäre aber die unter Punkt 3 genannte Variante. Dort kommen wir zu einem Grundproblem des Energiemanagers und IPSymcon allgemein.
3. Verbraucher Beispiel Wärmepumpe
Die Steuerung eines Verbrauchers wie einer Wärmepumpe erschließt sich mir überhaupt nicht, schon gar nicht das Fenster “intelligente Optimierung” mit der Beschriftung “Günstiges laden” in der Visualisierung. Eine Wärmepumpe muss dafür sorgen, dass die Bude warm wird, im Zweifel auch dann, wenn der Strom aus dem Netz teuer ist oder kein PV-Strom aus zur Verfügung steht oder der Akku leer ist. Hat man einen Warmwasserspeicher, dann kann man das Problem etwas entschärfen, aber dieser Speicher ist im Energiemanager nicht konfigurierbar. Man kann da mit den Bedingungen etwas hantieren, aber ich weiß nicht üb man damit alles wirklich optimal hin bekommt.
3. Prognosebasieter Energiemanager –> Energieoptimierer
So wie der Energiemanager derzeit umgesetzt ist, verschenkt er wertvolle potential und bares Geld. Richtig gut wird er erst durch Integration mehrerer Prognosen. Den Tibber- oder aWattar- Preis für den folgenden Tag hat man ja schon. Nun macht es aber keinen Sinn, den Speicher in der Nacht für 26ct voll zu laden, wenn am nächsten Tag die Sonne ordentlich scheint und die PV viel Strom produziert, den man dann für 8ct Einspeisevergütung an den Netzbetreiber verschenkt, weil der Speicher voll ist und nichts mehr aufnehmen kann. Hat man dann einen effektiv durch die Ladeverluste verschandelten Preis von 30ct am Verbraucher, wenn man doch den eigenen PV-Strom nutzen könnte, dann macht man mit jeder kWh gut 22ct Verlust!
Man kann über diverse Portale, zum Beispiel Solcast, eine recht gute Prognose des zu erwartenden PV-Ertrages der kommenden zwei Tage erhalten. Man könnte auch in Symcon eine Prognose über den Hausverbrauch rechnen lassen um grob abzuschätzen, was man am Folgetag an Strom verbraucht. Dazu gibt es jede Menge gute Prognosemodelle und das wird immer besser je mehr historische Daten man hat. Auch kann in die Optimierung der Ladebedarf des Elektroautos und insbesondere die möglichen Ladezeiten mit einberechnet werden. Oft ist es nämlich so, dass man eben nicht mittags laden kann, weil man da auf Arbeit ist eben nicht zu Hause an der Wallbox, obwohl man genau da den günstigen Solarstrom nutzen könnte. Stattdessen kann der derzeitige Energiemanager nur den vergleichsweise teuren Netzstrom in der Nacht benutzen. Ist die benötigte Lademenge des Autos für den Folgetag nur gering, dann kann es sich lohnen den Solarstrom in den Akku zu packen und selbst mir Verlusten dann abends und in der Nacht ins Auto zu verschieben.
Allerding bräuchte IPSymcon hierzu die Möglichkeit, in die Zukunft blicken zu können, um Prognosen abzubilden. Bis vor 10-15 Jahren war es in den meisten Leitsystemen nicht möglich zukünftige Zeitstempel in den Zeitreihen abzubilden. Ich habe damals auch Verrenkungen gemacht um Prognosen in OPC zu implementieren. Damals hat aber die OPC Foundation schon versucht, das Problem zu lösen. Leider bin ich aufgrund beruflicher Veränderung dann aus der OPC-Programmierung ausgestiegen und kenne den aktuellen Stand bei Leitsystemen nicht, so dass ich nicht weiß, wie weit IPSymcon da dem Stand der Technik hinterherhinkt bzw. welche Lösungen es da inzwischen gibt.
Ich habe mal versucht, so etwas wie das EOS vom Akkudoktor (EOS) in ein IPSModul zu packen, habe es aber aufgegeben, da der Aufwand, die für eine echte Optimierung nötigen Daten aus IPSymcon zu generieren zu kompliziert war. Vielleicht kann ja das IPSymcon Entwicklerteam sich das EOS mal anschauen und eine Lösung finden.
Ich versuche derweil wenigstens die Akkuladung im Energiemanager soweit hin zu bekommen, dass die über meinen Deye Wechselrichter, der quasi der Akku-Master im System ist, zu realisieren.
