Energiemanagement im Privathaus
Warum?
Strom kommt aus der Steckdose, warum sollte man sich also mit einem komplexen Thema wie Energiemanagement gerade im Privathaus beschäftigen?
Die Stromkosten steigen von Jahr zu Jahr. Gleichzeitig wird es aber immer günstiger, eigenen Strom mit Hilfe einer PV-Anlage zu erzeugen. Diesen selbst erzeugten Strom wieder ins öffentliche Netz einzuspiesen wird allerdings nur schlecht vergütet. Günstiger ist es also, ihn selbst zu verbrauchen.
Und hier kommt das Thema Energiemanagement ins Spiel. Dies soll insbesondere im Privathaus flexibel und komfortabel sein, ohne den Alltag komplizierter zu machen.
Energiemanagement und KNX
Statt eines herstellerabhängigen Inselsystems setzen wir auf die Stärke von KNX: Komponenten von verschiedenen Herstellern arbeiten problemlos zusammen.
Der Enertex® KNX SmartMeter 85A oder ein anderes KNX-Energiemessgerät misst die aktuelle Wirkleistung am Netzanschluss und stellt diesen Wert allen Busteilnehmern zur Verfügung. Unser Enertex® EibPC² kann dann beispielsweise den Schaltaktor der Waschmaschinsteckdose einschalten, wenn gerade die Sonne scheint.
Elektromobilität
Überschussladen
Einer der relevantesten Stromverbraucher im Privathaushalt ist bereits jetzt für viele das Elektroauto. Der Energiebedarf ist mit etwa 20 kWh pro 100 Kilometern recht hoch, verglichen mit einem Kühlschrank, der etwa 150 kWh pro Jahr verbraucht. Ziel ist es also, einen Stromüberschuss der PV-Anlage möglichst komplett zur Ladung des Autos zu verwenden.
Dynamische Steuerung
Wird aber mittags der Herd eingeschalten, verändert sich der Energiebedarf des Hauses und damit auch der Überschuss.
Der SmartMeter erfasst die veränderte Wirkleistung und sendet Sie auf den KNX-Bus. Die Ladesteuerung im EibPC² reagiert nun auf diese Änderung, indem Sie der Wallbox mitteilt, den Ladestrom zu reduzieren. Ist das Mittagessen fertig, wird der Ladestrom automatisch wieder erhöht.
Unterstützte Geräte
Aktuell unterstützte die Ladesteuerung
Keba KeContact P30 c- und x-series über UDP.
Weitere Hersteller und Geräte
Dabei ist die Ladesteuerung selbst ist nicht beschränkt auf einen bestimmten Hersteller. Die einzige Voraussetzung ist, dass die Ladestation über eines der vom EibPC² unterstützten Netzwerkprotokolle abgefragt und gesteuert werden kann.
Typischerweise bieten steuerbare Ladestationen Modbus TCP, eine HTTP-API oder ein Herstellerspezifisches TCP- oder UDP-Protokoll.
Eigene Ideen
Durch seine freie Programmierbarkeit kann der EibPC² aber auch zur Umsetzung ganz individueller Optimierungswünsche genutzt werden, beispielsweise durch die Integration von Daten aus der Wettervorhersage. Oder die Einbindung eines Stromspeichers, der tagsüber überschüssige Energie aufnimmt und Abends zum Laden des Elektroautos verwendet wird.
Ladesteuerung auf Youtube
»Smartest Home« stellt in einem Beitrag die Ladesteuerung vor
Ladevorgang
Fahrzeugdaten eingeben
Vor dem erstem Laden oder beim Wechsel auf ein Fahrzeug mit anderer Batterie stellt der Benutzer die Kapazität ein. Vor dem eigentlichen Laden gibt er nur noch den aktuellen Füllstand in Prozent an, so wie dieser vom Fahrzeug angezeigt wird, wählt den gerade passenden Lademodus und drückt auf Start. Ab da übernimmt der EibPC² die Steuerung des Ladevorgangs. Der vom Benutzer angegebene Maximalstrom wird bei jedem Lademodus berücksichtigt und kann auch während eines Ladevorgangs geändert werden.
Nur Überschuss
Zur Optimierung des Eigenverbrauchs wird maximal soviel Strom aufgenommen wie Wirkleistungsüberschuss besteht. Steht kein Überschuss zur Verfügung, wird mit dem minimalen Strom der Ladestation weitergeladen.
Überschuss Zeitbegrenzt
Es soll zwar möglichst viel Überschuss in das Auto geladen werden, nach einer festgelegten Zeit muss aber das Auto geladen sein. Dabei wird möglichst lange überschussgesteuert geladen, bis schließlich auf den eingestellten Maximalstrom umgeschalten wird, um die Zeitbegrenzung einhalten zu können.
Strombegrenzt
Es erfolgt keine dynamische Anpassung des Ladestroms, sondern es wird der vom Benutzer gewählte Maximalstrom verwendet.
Einbindung in KNX
Steuern und Anzeigen
Die Steuerung kann über beliebige KNX-Schalter an der Wand, ein Visualisierungs-Panel, über über das Smartphone erfolgen. Der Enertex® MeTa Premium kann beispielsweise die Restladezeit und den aktuellen Ladezustand auf dem großen Display anzeigen.
KNX-Objekte
Die folgenden KNX-Objekte können verknüpft werden:- Starten/Stoppen des Ladevorgangs
- Lädt/ist fertig
- Aktueller Ladestand in kWh und Prozent
- Aktueller Ladestrom und Leistung
- Restladezeit
- Kommunikationsfehler
Wie für Aktoren üblich, werden Leseanforderungen an die Status-Gruppenadressen vom EibPC² beantwortet.
Einfache Inbetriebnahme
Vorkonfiguriert
Für den Installateur ist die Inbetriebnahme denkbar einfach.
Da die Applikation des Enertex® KNX SmartMeter sehr umfangreich ist, stellt Enertex ein passend parametriertes ETS-Projekt zur Verfügung. Das vorkonfigurierte Gerät wird mitsamt der passend verknüpften Gruppenadressen nur noch in das eigene Projekt kopiert und anschließend im EibStudio neu importiert. Die Gruppenadressen der Ladesteuerung sind ebenfalls im Beispielprojekt enthalten und können übernommen werden.
Das EibStudio enthält passende Visualisierungen für den SmartMeter sowie für die Ladesteuerung, und die Gruppenadressen aus dem Beispiel-ETS-Projekt sind auch hier bereits beim Einfügen verknüpft. So kann die Netz-, Oberschwingungs- und Vebrauchsanalyse mit 3 Klicks im EibStudio angewählt werden.
Beispielprojekt
Wie Sie ein ETS-Beispielprojekt laden sehen Sie hier im Video ab Minute 4. Das EibStudio Beispielprojekt finden sie hier zum Download.