PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

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PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon Paul_S » Di 12. Jul 2016, 08:17

Hallo,

ich möchte - wie so manche andere - das Auto vorrangig mit eigenen Solarstrom laden.
Die Hardware dafür habe ich inzwischen so weit, jetzt muss ich mir die Strategie überlegen. Das haben Andere bestimmt auch schon gemacht, aber ich habe hier im Forum nicht allzu konkretes gefunden.

Ausgangslage bei mir:

8 kW PV (von 2012) in Richtung Ost (90°) 23° Neigung. Realistische Maximalleistung ca. 6,5 kW. Tagesertrag jetzt im Sommer um 40 kWh. Im Winter manchmal auch nur 2 oder 5 kWh...

openEVSE Ladestation in der Garage. Kann maximal 22 kW, derzeit wird aber nur mit Typ 1 zwischen 6A (1,4 kW) und 16A (3,7 kW) geladen.

Ein Raspberry liest jede Minute von den Stromzählern die erzeugte Leistung und die ins Stromnetz eingespeiste (oder entnommene) Leistung. Er kann auch den Stromzähler an der Ladestation lesen.
Die Ladestation kann per RAPI (Remote API) ferngesteuert werden, d.h. ich könnte die Ladeleistung ändern oder das Laden starten/anhalten.
Der Outlander PHEV verhält sich bisher sehr gutmütig, man kann ihn z.b. problemlos mit 6A (1,4 kW) laden und beliebig die Leistung ändern, unterbrechen usw., ich hatte noch nie den Fall dass er "gezickt" hätte.

Mein Plan:
Jede Minute prüft ein kleines Programm auf dem Raspberry:
- aktuelle Einspeiseleistung
- wie viel bekommt das Auto derzeit

-> falls mehr als z.B. 500 W eingespeist werden, wird der Ladestrom (jede Minute) um eine Stufe (1A = 230W) erhöht.
(nur erhöhen, wenn das Auto die mögliche Leistung auch zieht und nicht gerade Balancing macht)
-> falls nichts mehr eingespeist wird, wird der Ladestrom sofort so weit verringert, dass es wieder so ist.

Konfigurationsmöglichkeit
1. Auto nur mit Überschüssen laden, wenn zu wenig Sonne Ladung unterbrechen
2. Auto mit Minimalleistung laden, Leistung erhöhen falls Überschüsse
3. Auto unabhängig von der Sonne mit Maximalleistung laden

Ich bitte um Kommentare, Verbesserungsvorschläge, Ideen!

Paul
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon MineCooky » Di 12. Jul 2016, 08:29

Klingt auf jeden fall sehr interessant, wir laden unsere Autos auch vorzugsweise vom Dach, haben aber noch einen 14kWh Akku im Keller dazwischen, der die Kurven ausgleicht. Da unsere Sonnenbatterie von Sonnen ist, eingebaut ende 2014 (glaub ich, bin mir nicht mehr sicher), haben wir die App dazu und schauen regelmäßig wie viel vom Dach kommt, wie viel der Akku hat und wenn es so aussieht, das vom Dach mehr als nur die 14kWh am Tag kommen, wird ein Auto angesteckt. Je nach dem, wie viel kommt, der Schukostecker oder bei mehr über den NRGkick.
Damit haben wir es im zum Beispiel in den letzten 4 Wochen 83% des selbst erzeugten Stroms (1190kWh) zu verbrauchen und nur 17% eingespeist. Das sind bei einem Verbraucht von 1448kWh 67% vom eigenen Dach und nur 32% zugekauft.

Rasperri Pi haben wir keines in Betrieb, bin schon am überlegen gewesen, da irgendwas zu machen, da ja die Daten der Solaranlage super einfach zu bekommen sind, sind alle auf einer Webside. Müsst man nur ein Programm auslesen lassen und einen Lader damit steuern. Kann aber selbst (zumindest noch) nicht programmieren und hab auch noch nix dazu im Netz gesehen.
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon HubertB » Di 12. Jul 2016, 09:35

Paul_S hat geschrieben:
-> falls mehr als z.B. 500 W eingespeist werden, wird der Ladestrom (jede Minute) um eine Stufe (1A = 230W) erhöht.
(nur erhöhen, wenn das Auto die mögliche Leistung auch zieht und nicht gerade Balancing macht)


Das dürfte keinen Unterschied machen. Selbst bei 16A zieht das Auto nicht mehr wenn es im Balancing ist.
Was spricht dagegen die Abfrageintervalle kürzer zu machen?
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon NicoP » Di 12. Jul 2016, 15:06

Mein Auto wird seit einem halben Jahr auch vornehmlich mit eigens erzeugtem PV-Strom geladen.

Im Endausbau habe ich mir einen Zwischenzähler (Easymeter Q3D) gesetzt und übertrage die Bezugs-/Einspeisedaten über das Modul (ESYSWM10). An meinem Server empfange ich die Daten alle 20 Sekunden mit einem Amber Wireless M-Bus USB-Stick (AMB8465-M) und verarbeite diese und steuere damit letztendlich meine Keba P20 Ladestation.

Aktuell warte ich noch auf die Lieferung des Zwischenzählers und beginne daher (automatisiert) den Ladevorgang ca. 1h nach Sonnenaufgang mit 6A (1380 Watt) oder spätestens um 7:30 Uhr. Das funktioniert auch schon sehr gut und hat dazu geführt, dass ich im Winter immer mit vorgewärmtem Akku losfahre.
An den Wochenenden wird nur der Sonnenaufgang-/untergang +/-1h als trigger verwendet.

Weiterhin hat meine Keba P20 mittels Schließer (X1) die Möglichkeit auf diverse Benutzerwünsche zu reagieren:
  • 1 mal Schließer betätigen bedeutet, mit minimaler Ladeleistung laden bis das Auto die Ladung beendet (Sonnenuntergang wird ignoriert)
  • 2 mal Schließer betätigen bedeutet, mit maximaler Ladeleistung laden bis das Auto die Ladung beendet (Sonnenuntergang wird ignoriert)
Mein Ziel wird sein einen Überschussmodus zu entwickeln, der ab einer bestimmen Einspeiseleistung (muss ich noch berechnen) mit der "PV-Überschussladung" beginnt und diese dann ggf. an die überschüssige PV-Leistung anzupassen.

Wie häufig ich die Ladeleistung der Keba P20 anpassen werden kann ich noch nicht sagen. Da habe ich mich noch nicht festgelegt. Evtl. könnte das so aussehen:
  • Erhöhung der Ladeleistung sofort, nach Empfang und Berechnung der Überschussleistung
  • Absenkung der Ladeleistung sofort, nach Empfang und Berechnung der Überschussleistung bis zum Minimum von 1380 Watt
  • Beendigung des Ladevorgangs nach eine halben Stunde wenn Überschussleistung unterhalb des Minimums von 1380 Watt
Wenn da jemand weitere Erfahrungswerte liefern kann, wäre ich sehr dankbar...
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon MineCooky » Di 12. Jul 2016, 15:18

Mal am Rande, macht es dem Akku was, wenn seine Ladeleistung regelmäßig sich verändert?
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon NicoP » Di 12. Jul 2016, 15:43

MineCooky hat geschrieben:
Mal am Rande, macht es dem Akku was, wenn seine Ladeleistung regelmäßig sich verändert?


Wenn ich mir die Fluktuation der Ladeleistung bei einem Schnelllader ansehe, kann ich mir das ehrlich gesagt nur schwer vorstellen. Aber ich lasse mich da sehr gerne von einer anderen Aussage überzeugen...

Unbedingt vermeiden wollte ich jedoch zuviele Ein-/Ausschaltvorgänge. Ob ich mit meiner Planung da auf dem richtigen Pfad bin kann ich aktuell noch nicht sagen.
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon Paul_S » Di 12. Jul 2016, 16:46

HubertB hat geschrieben:
Paul_S hat geschrieben:
-> falls mehr als z.B. 500 W eingespeist werden, wird der Ladestrom (jede Minute) um eine Stufe (1A = 230W) erhöht.
Was spricht dagegen die Abfrageintervalle kürzer zu machen?

Meine beiden Stromzähler vom Netzbetreiber kann ich nur per Infrarot-Lesekopf auslesen. Das dauert bei 300 Baud leider ca. eine halbe Minute. Deshalb gibt es derzeit nur jede Minute eine neue Information, wie viel Überschuss es gibt.

Mit dem Balacing meine ich:
Wenn das Auto Balancing macht zieht es zwischendurch mal nur ein paar hundert Watt. Wenn man annimmt es würde derzeit z.B mit 2 kW laden, käme man zum Ergebnis, dass auch für 3,7 kW genug Sonne da wäre. Stimmt aber nicht.
Deshalb würde ich auch den EVSE-Stromzähler fragen, ob die eingestellte Ladeleistung vom Auto aktuell genutzt wird, und nur dann mehr Leistung freigeben

@NicoP: spannende Informationen!

@MineCooky: ich denke, es ist für den Akku kein Problem, wenn man die Ladeleistung häufig ändert. Im Fahrbetrieb mit Rekuperation muss der Akku viel größere Ströme und dauernde Wechsel - nicht nur der Leistung sondern auch der Richtung - verkraften.
Jede Minute eine Anpassung sollte keine Probleme machen.
Es kann natürlich sein, dass es Autos (Ladegeräte/BMS) gibt, die das nicht mögen und bei ieder Änderung irgendwas neu starten, und dann z.B kein vernünftiges Balancing machen.

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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon MineCooky » Di 12. Jul 2016, 17:35

Paul_S hat geschrieben:
@MineCooky: ich denke, es ist für den Akku kein Problem, wenn man die Ladeleistung häufig ändert. Im Fahrbetrieb mit Rekuperation muss der Akku viel größere Ströme und dauernde Wechsel - nicht nur der Leistung sondern auch der Richtung - verkraften.
Jede Minute eine Anpassung sollte keine Probleme machen.


Ein guter Punkt, ja

Paul_S hat geschrieben:
Es kann natürlich sein, dass es Autos (Ladegeräte/BMS) gibt, die das nicht mögen und bei ieder Änderung irgendwas neu starten, und dann z.B kein vernünftiges Balancing machen.


Wäre mal interessant, wenn das jemand bei den gänigsten Autos austesten kann, bei welchen das geht und bei welches es Probleme mit dem Balancing etc gibt
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon ecopowerprofi » Do 14. Jul 2016, 23:06

Paul_S hat geschrieben:
Es kann natürlich sein, dass es Autos (Ladegeräte/BMS) gibt, die das nicht mögen und bei ieder Änderung irgendwas neu starten, und dann z.B kein vernünftiges Balancing machen.

Die Ladegeräte im Auto müssen der Norm entsprechen. Daher muss der Lader dem CP-Signal folgen ohne wenn und aber. Aber selbst wenn das Balancing nicht vernünftig gemacht wird, bekommt man nicht mehr die max. Kapazität aus der Batterie. Nach einem Balancing ist die Kapazität wieder voll da. Das Balancing wird aber ständig durchgeführt. Alles kein Problem.

Paul_S hat geschrieben:
Deshalb gibt es derzeit nur jede Minute eine neue Information, wie viel Überschuss es gibt.

Ist zwar besser wie nix aber eine vernünftige Regelung sollte schon im Sekundenbereich stattfinden. Selbst die PV-leistung kann sich innerhalb einer Minute mehrfach ändern. Ganz zu schweigen von den sonstige Verbrauchern.
Rechnen hilft. Bleistift, Stück Papier und ein Taschenrechner und man wird sich über einige Ergebnisse wundern. :idea:
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Re: PV-Überschüsse zum Laden - Regelstrategie?

Beitragvon martin » Fr 15. Jul 2016, 07:56

Ich habe das gleiche gemacht.
Grundsätzliche habe ich auch das Interval von 1 Minute und das ist ausreichend genau, denn ich lade ja nicht 20 Minuten sondern 5h. Ich berechne zum Zeitpunkt, die Differenz zu Ladeleistung und Einspeise/Bezugsleistung und ändere die Ladeleistung um die Differenz. Auf das Balancing achte ich nicht, da das nur geringe Zeiten sind.
Ich habe eine Hysterese zwischen ein und Ausschalten von 2 A

Ich habe 2 Regelstrategien:
Wintermodus - möglichst vie Strom soll selbst genutzt werden
Ich regle runter bis 6A (darunter geht es nicht) bleibe dort, Erst wenn die Einspeiseleistung ohne Ladung < 0 ist beende ich das Laden. Ich schalte bereits bei 2A verfügbarer Einspeisung wieder ein

Sommermodus - möglichst wenig Strom beziehen
Ich schalte die Ladung sofort aus, sobald Bezug am Zähler ist (Einspeisung weniger als 1400W), und schalte erst wieder ein, wenn mind. 8 A Einspeisung vorhanden sind.
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