Gerade im Sommer entsteht ein interessantes Paradoxon: Genau dann, wenn die Klimaanlage am meisten gebraucht wird, produziert die Photovoltaikanlage häufig den höchsten Ertrag. Warum also nicht beides intelligent miteinander verbinden? 😉

Genau das war die Idee hinter einer solargeführten Klimatisierung auf Basis von FHEM.

Die Grundidee

Das Ziel war von Anfang an klar: Die Klimaanlage soll möglichst ausschließlich mit selbst erzeugtem Solarstrom betrieben werden – ohne unnötigen Netzbezug und ohne den Batteriespeicher unnötig zu belasten.

Dafür reicht es allerdings nicht aus, einfach nur den aktuellen PV-Überschuss auszuwerten. Wetter, Wolken, Batterie, Hausverbrauch und Temperatur ändern sich ständig. Eine intelligente Steuerung muss deshalb viele Faktoren gleichzeitig berücksichtigen.

Wann darf die Klimaanlage starten?

Ein Start erfolgt nur, wenn wirklich genügend Energie vorhanden ist.

Dazu gehören unter anderem:

• ausreichend hoher PV-Überschuss
• oder eine deutlich ladende Batterie als Hinweis auf überschüssige PV-Leistung
• geschlossene Fenster
• aktiver Sommerbetrieb
• ausreichender Batterieladestand
• genügend hohe Raumtemperatur
• keine Wiedereinschaltsperre

Erst wenn alle Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind, startet die Klimaanlage automatisch.

Kompressorschutz nicht vergessen

Ein Punkt, der häufig unterschätzt wird, ist der Schutz des Klimakompressors.

Deshalb gelten zwei einfache Regeln:

• mindestens 10 Minuten Laufzeit
• mindestens 5 Minuten Ausschaltzeit

Dadurch werden häufige Ein- und Ausschaltvorgänge vermieden, die sowohl den Wirkungsgrad als auch die Lebensdauer beeinträchtigen können.

Abschalten ist deutlich schwieriger als Einschalten

In der Praxis hat sich gezeigt, dass das Abschalten wesentlich anspruchsvoller ist als der Start.

Ein kurzer Schatten oder eine vorbeiziehende Wolke sollen natürlich nicht sofort dazu führen, dass die Klimaanlage ausgeht.

Deshalb werden verschiedene Situationen zeitlich bewertet.

Beispiele:

• Zieltemperatur muss für eine gewisse Zeit erreicht sein.
• Fehlender PV-Ertrag muss über einen definierten Zeitraum bestehen.
• Ein niedriger Batteriestand muss dauerhaft anliegen.
• Ein hoher Netzbezug wird ebenfalls überwacht.

Erst wenn eine Bedingung stabil bestätigt wurde und gleichzeitig die Mindestlaufzeit erreicht ist, wird abgeschaltet.

Batterie nur dort einsetzen, wo sie wirklich sinnvoll ist

Ein weiterer interessanter Punkt ist die Behandlung des Batteriespeichers.

Unter normalen Bedingungen soll die Klimaanlage möglichst direkt aus der PV-Anlage versorgt werden.

An sehr heißen Tagen darf der Speicher jedoch kontrolliert unterstützen. Dadurch bleibt die Raumtemperatur auch dann angenehm, wenn kurzfristig eine Wolke vorbeizieht oder der PV-Ertrag etwas schwankt.

Diese Unterstützung erfolgt natürlich nur innerhalb definierter Grenzen für Batterieladestand, Entladeleistung und Netzbezug.

Eine kleine State-Machine sorgt für Übersicht

Mit zunehmender Komplexität wurde schnell klar, dass viele verschachtelte if-Abfragen irgendwann unübersichtlich werden.

Deshalb arbeitet die Steuerung intern mit klar definierten Zuständen:

• IDLE – Anlage wartet
• STARTING – Startbedingungen erfüllt
• RUN_PV – Betrieb vollständig aus Solarstrom
• RUN_BUFFER – Batterie unterstützt den Betrieb
• STOPPING – reguläre Abschaltung
• EMERGENCY – sofortige Abschaltung bei Sicherheitsbedingungen

Dadurch wird die Logik nicht nur übersichtlicher, sondern auch deutlich einfacher zu erweitern und zu analysieren.

Umfangreiche Diagnose statt Rätselraten

Ein großer Vorteil der Lösung ist die konsequente Diagnose.

Praktisch jede Entscheidung wird als Reading protokolliert.

So lässt sich jederzeit nachvollziehen:

• Warum startet die Klimaanlage gerade nicht?
• Welche Bedingung verhindert das Abschalten?
• Ist die Mindestlaufzeit noch aktiv?
• Reicht der PV-Ertrag?
• Wird die Batterie zur Unterstützung verwendet?

Gerade beim Optimieren der Regelung spart das enorm viel Zeit.

Fazit

Eine solargeführte Klimatisierung klingt zunächst nach einer einfachen Aufgabe. In der Praxis steckt jedoch deutlich mehr dahinter als nur „PV-Leistung größer als Verbrauch“.

Erst das Zusammenspiel aus PV-Ertrag, Batteriespeicher, Temperatur, Netzbezug, Zeitverzögerungen und einem sauberen Kompressorschutz sorgt dafür, dass die Anlage zuverlässig, effizient und gleichzeitig komfortabel arbeitet.

Für alle, die bereits FHEM einsetzen und ihre Eigenverbrauchsoptimierung auf die nächste Stufe bringen möchten, ist eine solche Steuerung ein spannendes Projekt – und im Sommer macht es besonders viel Spaß, wenn das Haus angenehm kühl bleibt und der Strom dafür größtenteils direkt vom eigenen Dach kommt.

Bei Interesse am Script – einfach „mailden“

Solargeführte, mobile Klimatisierung – Wenn die Klimaanlage nur dann läuft, wenn die Sonne es erlaubt weiterlesen →