PV-Speicher Automatisierung mit Börsenpreis für Winter

[Rangarid]

Da im Winter ja doch recht wenig bei den meisten Anlagen bei rumkommt, sodass man den PV-Speicher am besten einmotten würde über den Winter, habe ich mir überlegt, die Zeit zu nutzen, um Strom günstig einzukaufen und dann später zu verbrauchen.

Ich möchte das ganze am Fallbeispiel DIY-Speicher mit LiFePo4 280Ah 48V (14kWh) mit Victron Multiplus 2 48/5000/70 durchexerzieren, aber ich versuche alles möglichst generisch zu halten und würde mir auch die Erfahrungen der Nutzer anderer Systeme wünschen, um meine Regelung möglichst gut zu machen.

Es gibt auch von Victron offiziell schon was:
https://www.victronenergy.com/live/drafts:dynamic_ess

Nennt sich Dynamic ESS, gibt es auch als Node-Red Flow. Habe mal die Beta davon probiert, funktioniert aber für DE noch nicht ganz so perfekt, da z.B. noch nicht berücksichtigt wird, dass man in DE nicht aus der Batterie einspeisen darf. Desweiteren geht es hier eher darum, mit Ein- und Verkauf den größtmöglichen Gewinn zu erzielen, was ja wie gerade genannt in DE nciht ganz möglich ist. Außerdem scheint die Regelung noch nicht ganz nachvollziehbar zu sein und verlässt sich auch zu sehr auf PV-Vorhersage. Diese war leider die letzte Zeit immer komplett falsch bei mir.

In meinem Fall soll das ganze über Node-Red realisiert werden, da es auf dem Victron Cerbo GX mit drauf ist, das ist die Steuerzentrale für das ganze Victron System. Ich will das ganze nicht übermäßig kompliziert machen, aber so dass es gut funktioniert und mit der Zeit erweitert werden kann, oder bei Bedarf durch was anderes ausgewechselt werden kann, wenn sich was besseres ergibt. Die Idee ist also hauptsächlich mit cleverer Akkuladung möglichst viel Geld zu sparen.

Bisher bin ich noch nicht sehr weit gekommen, aber hier mal der bisherige grobe Ansatz:

Als erstes wird über die Tibber API (kann aber jede beliebige Strombörsen API sein) der Preis einmal am Tag abgefragt (in meinem Fall 15:00 jeden Tag, da dann auch die Preise für den nächsten Tag bekannt sind, soll wohl auch schon ab 14 Uhr da sein, aber nur um sicher zu sein habe ich etwas Extrazeit eingeplant). Dieser Preis wird dann durch den Power Saver Node gejagt, um die günstigsten Preise zu ermitteln.

Ich habe jetzt mal keinen konkreten Mindestpreis festgelegt, muss mal ausprobieren, inwieweit das Sinn macht oder nicht. Die Ladezeit habe ich auf 3h/Tag eingeschränkt, irgendwann zwischen 0:00 und 24:00. Dabei kann es entweder am Stück oder in mehreren Etappen geladen werden, je nachdem wie die Preisaufteilung aussieht.

Da ich die Regelung möglichst einfach halten will, werde ich soweit machbar auf Funktionen des Victron Systems zurückkommen, diese können aber natürlich auch anders gelöst werden. Als Beispiel mal die eigentliche Schaltung der Ladevorgänge:

Victron selbst bietet die Möglichkeit, Ladevorgänge zu bestimmten Terminen durchzuführen. Also habe ich mir eine Logik gebaut, die die Zeiten der günstigsten Preise aus der Power Saver Node nimmt, und diese in Victron Schedules übersetzt. Dadurch brauche ich keine Logik bauen, die kontinuierlich den Preis überwacht und darauf basierend die Batterie lädt oder eben nicht.

Damit kann ich nun schon die 3 günstigsten Stunden des Tages automatisiert laden. Soweit so gut.

Was fehlt noch?

Berücksichtigung der Ladeverluste. Hier mal ein erster simpler Ansatz, um den Wert dafür rauszubekommen:

Ich habe bei mir einen Smart Shunt verbaut, dieser zeichnet die gesamte geladene und entladene Energiemenge auf. Dabei komme ich aktuell auf einen Wert von 96,3%. Erscheint mit eher unwahrscheinlich, dass die Gesamteffizienz so hoch ist, da muss ich mal noch kucken, wie ich einen verlässlicheren Wert bekomme, für den Anfang wird es aber reichen.

Also hier mal grob was noch zutun ist:
- Akku nur entladen, wenn die Strompreise teurer sind als Einkaufspreis + Ladeverlust (z.B. wenn für 18ct eingekauft, nciht bei 18ct entladen)
- Andere Regelung (Schedules) Tagsüber/Nachts (da tagsüber ja auch Strom erzeugt wird)
- Berücksichtigung von Ladestand auf Laderegelung (z.B. wenn 80% voll, dann lohnt es sich nicht, ab da 3h zu laden, sondern man könnte einen späteren Slot nutzen

Um nochmal auf den Punkt mit PV-Ertrag und Vorhersage zurückzukommen... Ich bin mir unsicher, ob es sinnvoll ist, bei einer reinen Winterregelung diese Werte zu berücksichtigen, da ja in den Monaten November - Februar von der PV-Anlage fast nichts runterkommt. Für die Monate März - September wiederum kommt in der Regel soviel aus der Anlage, dass es garnicht nötig ist, eine Regelung über Tibber zu nutzen. Aber bei einem vollautomatisierten Ansatz würde das ganze auch automatisch berücksichtigt werden, also falls jemand eine gute Idee hat, wie man das mit einbinden könnte, sodass es verlässlich funktioniert wäre ich dabei.

Ich möchte hier keine systemspezifische Regelung entwickeln, eher etwas auf einem höheren Level, quasi wie Pseudocode - eine Beschreibung der Regelung, die im Prinzip jeder mit einem Smart Home nachbauen kann. Gerne natürlich auch mit Beispielen für z.B. Node-Red, Home-Assistant, openhab oder was es da sonst noch so gibt.

Hauptsächlich will ich aber einfach verschiedene Regelungen und Ideen diskutieren, um Vor- und Nachteile bestimmter Ansätze zu ermitteln und abzuwägen, ob man das einbaut oder nicht.

Würde mich auch über fertige Lösungen freuen, wenn bekannt, wie z.B. das Dynamic ESS von Victron. Aber bisher scheint es mir so zu sein, als ob da jeder sein eigenes ding bastelt, sowas wie EVCC für Akkuspeicher scheint es noch nicht frei verfügbar zu geben...

[ProjectPluto]

Die spezifischen Kosten des Speicherverbrauches (Gesamtkosten Speicher / Vollzyklen Lebensdauer / Kapazität ) wären auch noch zu berücksichtigen.

[Janne16]

Wenn du den Speicher komplett leerst, dann mit Messstecker oder Zangenampermeter angeschlossen wieder lädst und dann wieder leerst mit Messstecker oder Zangenampermeter solltest du, je nach verwendetem Gerät einen brauchbaren Wert erhalten.

Der Strompreis, ab wann es sich lohnt sollte fix sein und sich aus dem Verlust plus Korrekturfaktor ergeben. Den "Max-Preis" kannst du ebenfalls im Energysaver-Node fest eingeben.

Es bleibt am Ende nur noch der Wert "Hours-On", der dynamisch, da abhängig vom Ladezustand ist, abzurufen. Das wäre dann eine IF-Schleife.

[koaschten]

OT

Das wäre dann eine IF-Schleife.

http://www.if-schleife.de/
/OT

[Rangarid]

Ich hab mal meine Logik nochmal umgebaut, sie funktioniert nun so:
1. Ich mach eine Abfrage an das VRM Portal und Frage die geschätzte Solarproduktion von heute und morgen ab.
2. Anhand eines Lastprofils, was so grob auf meine Wochentage passt, erstelle ich mir mit der Schätzung der Solarproduktion eine Schätzung des Ladezustands der Batterie
3. Ich gehe durch die Schätzung der Batterie und suche nach Zuständen, die unterhalb eines bestimmten Wertes sind (z.B. -10kWh bei einem 14kWh Akku, entspricht ca. 25-30% SoC)
4. Ich Suche bei Tibber nach günstigen Phasen, die VOR diesem Zeitpunkt liegen und ermittle, wieviel ich laden muss, damit zu diesem Zeitpunkt der geschätzte Wert wieder im grünen Bereich liegt
5. Es wird nur so viel geladen, dass man über diesen schlechten Zeitpunkt kommt, aber gerade genug, dass man am nächsten Tag nicht mit voller Batterie da steht, während noch Strom von der PV kommt - idealerweise wenn die Schätzung stimmt, wird die Batterie grad so voll mit dem letzten Rest PV.

Als node-red Flow sieht das ungefähr so aus:

Wenn ein Ladezeitpunkt mehr Energie bereitstellen würde, als benötigt wird, reduziere ich die Ladegeschwindigkeit, und verteile somit die geladene Energie auf einen längeren Zeitpunkt. Dadurch wird automatisch zu Phasen des selben günstigen Preises kein Strom aus der Batterie entnommen.

Die Preise von Tibber sind bisher ziemlich statisch, aktuelle checke ich nur auf Preise unter 16ct und von unter 17 bis 20ct. Ich wollte das ganze erstmal ein wenig ausprobieren. Was dort passiert ist, dass alle daraus resultierenden Zeitintervalle kombiniert werden, und die Logik, die die Ladezeit berechnet, sich automatisch den günstigsten Wert da raus holt. Damit kann ich sicherstellen, dass die Batterie nicht geladen wird, wenn der Strom den ganzen Tag z.B. 30ct kostet, und einen Teil des Tages 29ct.

Eine Berechnung der Kosten der Batterie wollte ich erstmal nicht einbauen, denn die Batterie steht ja nun eh schon da, dies ist nur ein netter Bonus, somit ist jede kWh, die Geld einspart ein Gewinn. Bei 6000 Zyklen, die die Zellen vertragen sollen, dürfte die kalendarische Alterung sowieso deutlich früher kommen, als dass mehr laden viel ausmacht. Ich habe jetzt knapp 170 Zyklen nach 1 3/4 Jahren.

Hier dann mal ein Beispiel von heute nacht, wo der Strom <= 17ct gekostet hat:

Man sieht schön, dass die Batterie nur bis 64% geladen hat.

Und hier noch von der Ladeleistung:

Da sich die Vorhersage mit dem Wetter natürlich schnell ändern kann, passe ich die ganze Regelung immer stündlich an. Außerdem wird die Ladeleistung immer angepasst, in diesem Fall sieht man, dass die Ladeleistung stufenweise runtergeht, da ich bei der Ladeberechnung nicht berücksichtigt habe, dass durch das Laden der Verbrauch der Batterie sinkt. Durch die Dynamische Anpassung ist das aber eigentlich auch nicht nötig, da es sich ja eh anpasst.

Werde dann mal heut Mittag nochmal einen Screenshot zeigen, um zu sehen, ob das mit dem PV-Ertrag richtig geschätzt wurde.

[E-lmo]

Ich hatte mir auch schon Gedanken über solch eine Regelung gemacht und würde statt den 2 Betriebszuständen "Speicherladen" bei günstigem Strompreis und "Haus aus Speicher versorgen" bei hohem Strompreis noch mit einem zusätzlichen Zustand "Speicherstand halten -Also Multiplus komplett passiv" bei mittlerem Strompreis und damit die Umwandlungsverlusste verringern. Oder ergibt sich dieser Zustand im besten Fall automatisch bei geeigneten Rahmenbedingungen?

[Rangarid]

Die Speicherverluste würde dafür sorgen, dass bei 18ct eingekauft der Strom mindestens 20ct kosten müsste, um die Verluste auszugleichen, wenn man Strom aus der Batterie entnehmen möchte. Wenn man also für 18ct lädt, und bei 20ct wieder entlädt, macht man weder Verlust noch Gewinn (wenn man die Batteriekosten außen vor lässt). Ist natürlich von System zu System unterschiedlich, aber ich hab mal bei mir 10% grob als Richtwert genommen. Am Ende spielt es ja auch eine Rolle, ob man die volle Leistung abgreift, oder eher kleinere Leistungen zieht.

In meiner Ersten Regelung hatte ich sowas eingebaut, dass geladen wird wenn günstig ist, nicht entladen wird wenn der Preis Einkaufspreis +10% ist und alles drüber entladen darf.

Jetzt ist es aber so, dass bei meiner aktuellen Regelung so geladen wird, dass im idealfall der Speicher immer durch PV aufgefüllt wird. Das macht heute z.B. 45-50% aus. Dementsprechend wäre die Regelung also eigentlich falsch, und hier würde jetzt der Strompreis 40% 17ct + 45% PV Strom (kostenlos oder 9ct Einspeiseverlust) kosten. In beiden fällen würde der Preis im Speicher jedenfalls immernoch deutlich unter Einkaufspreis sein. Insofern weiß ich nicht, ob diese Situation dann wirklich abgedeckt werden muss. Muss ich mal die nächsten Tage beobachten...

[env20040]

Mit dem Shunt erfasst Du nur die Batterieströme?
Da waren rund 96 % Wirkungsgrad... in etwa Logisch.
Nur, fehlt Dir nicht der Gleichrichter Wirkungsgrad von, sagen wir mal 99%, sowie der Wechselrichterwirkungsgrad, da Du aus 48V Arbeitest, weiteren, maximalen, ca. 96%?

Besser wir der ETA ab 300V Speichersystemen.
Auch wird wohl die Cosphianpassung laufen?
Kann, muss nicht nochmal Energie verbraten.

Kein Zugriff auf ein Leistungsmessgerät um eine Messreihe von 100 auf 0 und wieder 100% zu fahren?
Dann hast Du annähernd den Systemwirkungsgrad, welchen ich, bei 48V Speichern und neuen! Laugrnbasierenden Speichern, eher bei 92% einen müsstest, eher 89%, als 96%.
Jedoch, ein interessanter Ansatz.

[Janne16]

Das bedeutet aber, bei 2 Ct Differenz und dem doch eher niedrigen Preis von 18 Ct, dass die Wahrscheinlichkeit der 18 Ct-Stunden überschaubar sind und wenn man nicht ehr eine PV-Anlage mit Speicher hat sich das Ganze nicht lohnt. Oder liege ich da falsch?

[Rangarid]

Ohne PV ist der Aufwand sicherlich größer, ich muss aber dazu sagen, dass die PV in den kommenden Monaten auch nicht mehr soviel bringt. Dann muss die Logik noch verfeinert werden. Kann man sicherlich beliebig komplex machen, z.B. Differenz aus günstigster Zeit und teuerster Zeit ermitteln und dann festlegen wann man laden könnte und damit dann das Verbrauchsprofil erzeugen. Eigentlich ist es sogar ohne PV viel einfacher, da man keinen Ertrag mit einrechnen muss, die PV Vorhersage, die oft eh sehr wackelig ist, wird dann nicht benötigt.

Generell ist es aber wohl so, dass sich ein Speicher nur für Strom hin und her zu schieben wohl eher nicht lohnen wird. Von daher weiß ich nicht, ob sich dafür wirklich ein Szenario ergibt. Kommt am Ende aber immer auf das Delta zwischen günstigster und teurer Zeit an, und wieviel Strom man in der teuren Zeit bräuchte...

Hier übrigens die Kurve vom ganzen Tag:

Hat in der Situation also tatsächlich genau gepasst. Somit brauch ich nur noch ne gescheite Logik, für die Preisgestaltung. Die generelle Berechnung der Ladezeit, der Ladeleistung usw. scheint ja quasi zu passen.

Vielleicht mach ich einfach sowas wie wenn kein super günstiger Strom da ist, lade ich einfach eine Stunde zur günstigsten Zeit des Tages oder so...

Kein Zugriff auf ein Leistungsmessgerät um eine Messreihe von 100 auf 0 und wieder 100% zu fahren?
Dann hast Du annähernd den Systemwirkungsgrad, welchen ich, bei 48V Speichern und neuen! Laugrnbasierenden Speichern, eher bei 92% einen müsstest, eher 89%, als 96%.
Jedoch, ein interessanter Ansatz.

Ne hab ich nicht, aber da die Vorhersage und alles drumrum eigentlich eh so ungenau ist, ist es vermutlich völlig egal, ob man von 85, 90 oder 95% ausgeht... Kleinere Fehler werden durch die Neuberechnung ja sowieso ausgeglichen.