Energie Management

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Bisher stand die Einsparung von Energie hauptsächlich im Vordergrund des Einsatzes von Smart Home. So konnten wir folgende Einsparungen bei den Verbräuchen für die Gasheizung in den letzten Jahren verbuchen, von 2020/21 zu 2021/22 ca. 7% und von 2021/22 zu 2022/23 ca. 24%.

Strommanagement
Stecker-Solargeräte mit Speicher 
Gasmanagement

Strommanagement

Nun ist die Zeit gekommen, auch etwas zur Energie- (Strom-) Erzeugung zu tun. Durch einen Vortrag zu „Stecker-Solargeräte – Balkon-Solaranlagen” im Verein Energiewende ER(H)langen e.V., bin ich auf diese Anlagen gestoßen, die auch für Mietobjekte hervorragend geeignet sind. Entsprechend bisheriger staatlicher Vorgaben können diese bis zu 600W an Energie liefern.

Um einen Beitrag zur Stärkung der regionalen Industrie zu leisten, fiel mein Augenmerk auf die in Adelsdorf ansässige Firma SUNSET Energietechnik GmbH. Bereits zum Tag der Klimaoffensive am 08. Oktober 2022 hatte ich Kontakt mit dem Geschäftsführer bekommen.

Die Firma produziert poly- und monokristalline PV-Module in Löbichau (bei Gera) / Thüringen. Damit erhält man Produkte

und keine Billigware aus z.B. China.

Nach Klärung einiger Formalitäten, Einverständnis des Vermieters, Antrag auf Förderung bei der Gemeinde u.s.w., habe ich eine Solaranlage „SUNpay®600plus“ bei der Firma bestellt. Diese konnte ich in der KW17/2023 direkt vor Ort abholen. Obwohl für den Einsatz als Balkon-Kraftwerk konzipiert, musste die Anlage in Bezug auf die Befestigung auf die vorhandenen Örtlichkeiten angepasst werden. Das betrifft insbesondere die runden Befestigungsmöglichkeiten der Balkone in See Side. Hier haben sich Bügelschellen sehr bewährt. Die erfolgreiche Installation verdeutlicht das folgende Bild:

Balkon-PV-Anlage ab 03.05.2023

Entsprechend der gesetzlichen Bestimmungen muss die Anlage beim Versorger, den Bayerwerken und beim Marktstammdatenregister angemeldet werden. Hier wird für die Einheit eine MaStR-Nummer vergeben. Die abgebildete Anlage ist seit dem 03.05.2023 in Betrieb und unter SEE913855759439 registriert. Diese Registrierung kann öffentlich eingesehen werden.

Ein weiteres Modul „SUNpay®300plus“ habe ich am 25.11.2023 in Betrieb genommen.

Balkon-PV-Anlage ab 25.11.2023
Verteilerblockset  Sunset 29003

 

Beide Wechselrichter sind über das Verteilerblockset  Sunset 29003 verbunden.

PV-Leistung am 20.02.2024 908 W

Die verbauten Wechselrichter HERF-600, „WR®600plus“ und HERF-300, „WR®300plus“ verfügt leider nur mit einem Zusatzgerät, DCU-Kommunikationsmodul WIFI über die Möglichkeit Daten per WLAN zu senden. Allerdings ist der aktuelle Preis von 368,00€ doch sehr abschreckend

PiE Smart Plug Energiemesser

Als Alternative bietet die Firma PluginEnergy GmbH den PiE SMART PLUG ENERGIEMESSER WIELAND für 45,00€ an. Dieser ist für den Einsatz im Wieland-Steckersystem entwickelt worden, das vor allen bei Stecker-Solaranlagen zum Einsatz kommt. Nachteil ist die Anbindung über die chinesische Cloud-Plattform Tuya Smart. Zur Steuerung gibt es sowohl eine App für Handys, als auch einen Adapter für den ioBroker.

Werden allgemein WLAN-Einspeisezähler für Balkonkraftwerke gesucht wird man hier fündig. Leider muss man bei den Stromzählern für Schukostecker feststellen, dass auch hier die Anbindung an chinesische Anbieter die Regel ist.

Schon im Vorfeld fällt ein Mangel dieser Cloud-Anbieter auf, es kann sich bei den meisten nur ein Handy oder Tablet registrieren und anmelden. Wenn mehrere Personen Zugriff haben wollen, funktioniert dies leider nur in Ausnahmefällen.

Nach der Lieferung des Energiemessers, Made in China, geht man zum Einrichten der installierten Tuya- oder Smart Live-App.

Beide sind gleichwertig und ähnlich aufgebaut, wahrscheinlich auch vom gleichen Hersteller. Die Anleitung ist so, wie man sie sich von einem chinesischen Hersteller erwarte kann.  Die folgenden Bilder zeigen die Tuya-App auf dem Handy:

Für die Einbindung in mein Smart Home habe ich den Tuya-Adapter in den ioBroker installiert:

Schaut man sich dann  die Datenpunkte des Adapters an, fällt auf, dass in der Handy-App Daten angezeigt werden, z.B. die aufsummierte Tagesleistung, die im Adapter nicht enthalten sind. Ursache ist nach Aussagen des Entwicklers des Adapters die Tatsache, dass die Daten der App in der chinesischen Cloud berechnet werden.

Das folgende Bild zweigt die Datenpunkte des Adapters:

Für einige Datenpunkte fehlt noch eine Erklärung. Eine erste Umsetzung in meinem Dashboard habe ich hier dargestellt:

Möchte man von der chinesischen Cloud weg kommen, werden im Internet mehrere Anleitungen angeboten. Die erste kommt ohne Lötarbeiten aus und ist hier beschrieben, funktioniert aber mit dem PiE SMART PLUG ENERGIEMESSER nicht.

Bei der zweiten Methode muss man selbst Hand anlegen und in die Hardware der Geräte eingreifen. Hier am Beispiel des gosund Smart Socket SP1. Es muss getestet werden, für welche Geräte welche Methode funktioniert.

Als Beispiel der gosund Smart Socket SP1 lässt sich nicht mit der ersten Methode flashen und die hier beschriebene zweite Methode bringt auch immer einen Fehler, der entweder durch meine Unfähigkeit oder Mängel in der Methode verursacht werden. Da der PiE SMART PLUG ENERGIEMESSER wetterfest verkapselt ist, kommt die zweite Methode ehe nicht in Betracht. Nach Kontakt mit dem Hersteller wurde mir mitgeteilt, man arbeite an einer Lösung.

Diese Aussagen sind natürlich unbefriedigend und so habe ich weiter geforscht, um eine praktikable Lösung für die Darstellung des Strommanagement in meinem Dashboard zu finden.

Durch den Entwickler des Tuya-Adapters – Apollon77 habe ich den Hinweis auf andere Adapter im ioBroker erhalten, die genau für diese Aufgaben konzipiert sind. Ich habe den SourceAnalytix-Adapter nach der folgenden Anleitungen installiert und konfiguriert.

Eine weitere negative Eigenschaft des Tuya-Adapters ist die unkontinuierliche Übertragung der Daten. Diese ist von der Aktivität der Tuya-App auf dem Handy abhängig. Ist die App aktiv, werden auch die Daten übertragen. Im Umkehrschluss werden die Daten bei inaktiver Handy-App nur in großen Abständen eigenständig gesendet.

Auch dies ist ein inakzeptabler Zustand. Ziel ist ja eine kontinuierliche Darstellung als durchgehende Linie im Dashboard, so wie unten zu sehen ist. Auch hier hat mir der Entwickler des Adapters einen zielführenden Hinweis gegeben. In der zugehörigen Dokumentation des Adapters ist folgender Hinweis enthalten:

Weiterhin wird empfohlen, ein Update des Adapters auf Version 3.14.2 vorzunehmen. In diesem Fall können die Geräte lokal im WLAN eingerichtet werden – Zuweisung einer lokalen IP-Adresse. Die Tuya-Cloud wird dann nur einmalig verwendet, wenn die Geräte registriert werden. Auch hier ein Verweis auf die Dokumentation des Adapters:

Die Tuya-App auf dem Handy funktioniert aber immer noch nur mit der Cloud.

Damit ist der Teil der Darstellung der Stromerzeugung gelöst. Bleibt der Bereich der Darstellung des Stromverbrauchs. Die Bayerwerke haben einen neuer Hauszähler mit Internet-Anschluss eingebaut. Leider ist er nicht unmittelbar mit den Netz verbunden. Es wird ein Infrarot-Sensor mit WLAN benötigt. Es handelt sich um einen LEPUS-mME Drehstromzähler von Apator.

Es gibt u.a. zwei Möglichkeiten der Kopplung mit dem Hauszähler. Die erste Variante ist das bitShake SmartMeterReader – WiFi Set | TASMOTA vorinstalliert | WLAN | MQTT | IR Lesekopf. Eine Beschreibung zu dieser Variante findet sich hier.

Alternativ kann man auf Geräte der Homematic-Serie zurückgreifen. Als Sensor kommt der ELV Bausatz Energiesensor für Smart Meter ES-IEC, Stromzählerausleser zum Einsatz.

HM-ES-TX-WM Paketinhalt

Zur Übertragung in die Software RaspberryMatic muss der ELV Homematic Bausatz Zählersensor-Sendeeinheit Strom/Gas HM-ES-TX-WM verwendet werden. Für diese Kombination habe ich mich aus verschiedenen Gründen entschieden.

neuer Lepus Stromzähler

Stromzähler mit ES-IEC

ES-IEC

Für die Konfiguration der Zählersensor-Sendeeinheit gibt es neben einer Bedienanleitung, Foren und Bauanleitungen der beiden Bausätze eine spezielle Anleitung, die auch die Auswertung und Berechnung von interessanten Auflistungen für den Stromverbrauch, bezogen auf den Tag, die Woche, den Monat und das Jahr beinhaltet. Diese Beschreibung habe ich als Vorbild für mein neu gestaltetes Dashboard genutzt und kann diese Anleitung nur wärmsten empfehlen.

Zusammenfassend aller Hinweise und Erkenntnissen wurde das Dashboard-Strom wie folgt gestaltet:

Dashboardseite – Strom

Wie sehr schön zu sehen ist, gibt es eine kontinuierliche Kurve für die aktuelle PV-Leistung und den aktuellen PV-Strom. Gleichzeitig ist ein wolkenloser Himmel für diese Darstellung verantwortlich. Ganz links in der Darstellung wird der Verlauf bei bewölktem Himmel abgebildet. Außerdem ist abzulesen, dass ein Teil des erzeugten Stroms dem Stromlieferanten geschenkt wird. In dieser Darstellung 33 W. Dafür gibt es keine Vergütung.

Diese allgemeine Annahme kann ich aktuell nicht mehr bestätigen. Durch den Einbau des neuen Stromzählers werden beide Richtungen des Stromflusses ermittel. Mein Anbieter, die Bayernwerk Netz GmbH haben mir für mein Balkonkraftwerk ein zusätzliches Vertragskonto für die Erfassung der eingespeisten Strommenge angelegt und ich werde einmalig pro Jahr dafür eine Vergütung bekommen. Die Höhe ist aber im Moment noch nicht bekannt. 

Die Verbrauchszahlen wurden nach der o.g. speziellen Anleitung programmiert. Für die Stromerzeugung habe ich, wie oben erwähnt, den SourceAnalytix-Adapter eingesetzt, der Stromertrag laufendes Jahr bezieht sich natürlich auf den Zeitpunkt der exakten Einstellung des Adapters.

Nun hoffe ich, dass damit das Thema Strom Management abgeschlossen ist. Diese vorgestellt Lösung rundet die Problematik Erzeugung und Verbrauch von Energie (Strom) aus meiner Sicht vollständig ab.

Die hier gesammelten Ergebnisse und Erfahrungen habe ich im Juni 2023 wiederum in einem Flyer für das Adelsdorfer Amtsblatt veröffentlicht:

Amtsblatt Smart Home Energie Management

Stecker-Solargeräte mit Speicher

Häufig stellen sich Nutzer dieser Geräte die Frage nach Speichermöglichkeiten bei ihren Balkonkraftwerken. Durch einen Bekannten bekam ich den folgenden Hinweis.

Interessanterweise findet man zu diesem Thema wenig Informationen. Auch die Firma SUNSET Energietechnik GmbH  bietet zu diesem Thema keine Produkte an. Auf Nachfrage wurden Angebote für Speichersysteme an Stecker-Solargeräten sogar ausgeschlossen. Die Begründung ist recht simpel:

Man muss die Leistung – im Moment noch maximal 600W – mit der Grundlast im Haushalt direkt vergleichen. Weiterhin muss beachtet werden, dass die Leistung von 600W nur unter optimalen Bedingungen erreicht wird. In der Regel steht eine geringere Leistung an. In der oben angegebenen Darstellung des Dashboards – Strom wird das sichtbar. Die maximal erreichte Leistung sind etwas über 400W. Es fallen nur geringe Leistungen an, die eventuell gespeichert werden könnten. Zugegeben der Tatsache, dass diese Leistungen dem Anbieter geschenkt werden.

In dem genannten Artikel wird dann auch eine Wirtschaftlichkeits-Prüfung angedeutet. Allerdings geht der Autor von einer Grundlast von 80W aus. In meinem Fall sind es ca. 300 bis 400 W, die schnell durch Verbraucher nach oben gehen kann. Dem gegenüber die Kosten für eine Speicherlösungen, die die Kosten für die Anschaffung der Stecker-Solargeräte bei Weitem übersteigt und selbst dem Autor des Artikels zu hoch waren.

Nutzer, die mit dem Gedanken einer Speicherlösung an ihrer Stecker-Solaranlagen spielen, sollten doch sehr genau die Wirtschaftlichkeit prüfen.

Eine weitere Betrachtung hinsichtlich von Speichertechniken ist der Einsatz als Notstromlösung. Diese Möglichkeiten werde ich nicht weiter verfolgen, da sie einen weitaus größeren Umfang einnehmen müssten.

Gasmanagement

Postwendend stellt sich die nächste Aufgabe. Was zur Darstellung des Stromverbrauches funktioniert, sollte auch für den Gasverbrauch möglich sein.

HM-ES-TX-WM mit Sensor-anschluß

Die Geräte aus der Homematic-Serie sind dazu je bereits bekannt und erfolgreich verbaut und getestet.

Es kommt wieder der ELV Homematic Bausatz Zählersensor-Sendeeinheit Strom/Gas HM-ES-TX-WM zum Einsatz, da jeder Sensor eine eigene Zähleinheit benötigt.

Diesmal wird der ELV Energy-Sensor Gas 2 für Gaszähler, ES-GAS-2 als Sensor verwendet, der passend zu dem eingebauten Gaszähler BK-G4 MT, der Firma Elster (Kromschröder) angeboten wird.

ES-GAS-2 Paketinhalt

BK-G4 MT Gas Zähler mit ES-DAS-2

Die beim Strommanagement erwähnte spezielle Anleitung wurde für die Auswertung der Gas-Verbrauchswerte speziell angepasst, siehe hier.

Obwohl erst mit wenigen Daten ausgestattet, ist auch das Dashboard für den Gasverbrauch hier dargestellt:

Dashboardseite – Gas

Um den aktuellen Gaspreis zu bestimmen, sind umfangreiche Recherchen der aktuellen Gasabrechnung durchzuführen. Durch die unterschiedlichen Berechnungen zur Gas-Preis-Bremse ist das nicht ganz trivial und wird wahrscheinlich noch mal korrigiert werden müssen.

Für Fragen und Anregungen können Sie mich gerne kontaktieren.