Wie man sich eine Notstromschaltung mit einer EcoFlow DELTA2 realisieren kann hatte ich bereits in einem vorhergehenden Beitrag erläutert. Wie wäre es aber nun mit einer “netzgesteuerten” Überschussladung und nächtlicher Nutzung der Akkuladung?

Einleitend, der obligatorische aber durchaus wichtige Hinweis:

Arbeiten am Stromnetz sind ausschließlich von entsprechend fachkundigen Personen, im Idealfall einem Elektriker, durchzuführen. Ein Anschluss von Stromnetzkomponenten hat immer nach geltenden rechtlichen Bestimmungen und Empfehlungen zu erfolgen!

Wie man sich auf einen Stromausfall, gar Blackout, vorbereiten kann ist die eine Sache. Komfortabler ist es aber, den “geernteten Solarstrom” des Nachts zu verbrauchen – wenn man das entsprechende Equipment hat. EcoFlow bringt mit der PowerStream Lösung eine komfortable, wenn auch nicht ganz günstige Technologie auf den Markt. Es geht aber auch anders – nicht weniger sicher, aber durchaus günstiger.

Zielsetzung:

Die vorhandene Powerstation bei ausreichend Solarertrag tagsüber laden. An der “Ernte” ergötzt man sich dann des Nachts.

Wie das gehen kann?

Hier ein Lösungsansatz.

Voraussetzungen / Hardware:

• DELTA2 o. ähnliche Powerstation (1 – 3 kwH) LiPo Akku
• Netzumschalter 12A (Wattstunde)
• 2 x Shelly 1 Smartschalter (16A)
• Balkonkraftwerk als “solarspendende” Energiequelle
• smarter bzw. elektronischer Zweirichtungszähler zur Energiemessung in Echtzeit
• Zumindest Grundkenntnisse in der Gebäudeautomatisierung (FHEM, ioBroker etc.)

Los geht’s – die Logik

Wie geht man nun vor?

Über ein an die Gebäudesteuerung angebundenes Smartmeter kann man in Echtzeit die Leistungsdaten zum Netzbezug erfassen. Die Zähler arbeiten saldierend und geben so Auskunft über den aktuellen Netzbezug.

positiver Wert = wir ziehen Strom aus dem öffentlichen Netz

negativer Wert = wir speisen schon Strom ins öffentliche Netz ein

Die Powerstation wir ganz normal mit dem Stromnetz am Ladeeingang verbunden. Hier wird empfohlen, die Zuführung entsprechend einzeln mit einem Automaten abzusichern.

Über das Auslesen des aktuellen Netzbezugs am Smartmeter, wird der Ladeeingang über einen Shelly1 smart Schalter ein- bzw. ausgeschaltet. Die Ladegeschwindigkeit / Ladeleistung lässt sich via App der EcoFlow steuern.

Aber das ist doch viel zu umständlich und ungenau?!

Stimmt! Daher optimieren wir das Ganze und setzen uns das Ziel, die Ladeleistung in Abhängigkeit des Solarüberschusses dynamisch anzupassen. MQTT heisst hier das Zauberwort.

MQTT ist ein extrem einfaches und leichtes Messagings Protokoll, welches inzwischen von EcoFlow unterstützt wird. Via MQTT (lesen geht aber auch via EcoFlow API) lesen wir den Zustand der Powerstation aus. Dieses betrifft dann in erster Linie den Ladestand.

Weil schreiben aber noch viel netter als lesen ist, nutzen wir MQTT auch in der anderen Richtung. Wir setzen via Publishing Statement (MQTT) den Zustand der Powerstation Ausgänge sowie die Ladegeschwindigkeit.

Das Setzen der Ladegeschwindigkeit geschieht natürlich in Abhängigkeit des anliegenden Solarüberschusses. Da sich der Solar Überschuss ja permanent ändern kann, verfahren wir ebenso mit der Ladegeschwindigkeit der Powerstation. Schaltet man große Verbraucher im Haus ein oder aber schiebt sich ein dickes Wölkchen vor die Sonne, wird der Ladevorgang in Gänze gestoppt. Die Auflösung, welche via MQTT publish gesetzt werden kann entspricht der der Handy APP. So stellen wir im Grunde sicher, dass immer nur der tatsächliche Überschuss im Akku landet. Wird aktuell mehr Energie im Haus benötigt, schaltet der Ladevorgang ab.

Die Reaktionszeiten etc. kann man entsprechend flexibel und auf Sekunde genau einstellen.

Da man mit der Delta2 nicht direkt in Hausnetz einspeisen kann, ohne einen weiteren Mikrowechselrichter (netzgeführt) in Betrieb nehmen zu müssen, muss man sich zur “Abnahme” des Stromes ein paar Gedanken machen. Die einfachste Variante ist es natürlich, die Verbraucher direkt an der Powerstation zu betreiben. Über Anschlüsse verfügt die DELTA2 ja genug.

Alternativ kann man aber auch einen Parallelstromkreis mit Netzumschalter) betreiben. Wichtig ist grundsätzlich nur, dass wir Einfluss auf die Ausgänge der PowerStation nehmen können.

Aktuell lässt sich so ein Server, die FritzBox, die Küchenbeleuchtung und Ventilatoren nachts für rund 8 Stunden betreiben (1 kwH Akku).

Durch eine solche Konstelation ist es problemlos möglich bis 2 kwH (je nach Balkonkraftwerkleistung) im Akku zu parken. An Sommertagen darf dann auch schon mal die Waschmaschine oder der Geschirrspüler laufen. Nutzt man die Programmvorwahlen usw. sinnvoll (EcoMode etc.), kann man diese sogar an ertragreichen Tagen für “ümme” laufen lassen. (Mal abgesehen vom Wasser).

Warum?

Natürlich könnte man die Powerstation anweisen, die AC Ausgänge IMMER eingeschaltet zu lassen. Dieses geht aber leider zu Lasten der nutzbaren Kapazität des Akkus. Grund ist der Wechselrichter innerhalb der Powerstation selbst. Auch wenn keine Leistung aus dem Akku entnommen wird, haben wir durch den Wechselrichter Umwandlungsverluste. Da wir nichts “verschenken” wollen, schalten wir die AC Ausgänge etc. nur dann ein, wenn wir sie auch tatsächlich benötigen. MQTT macht es halt möglich.

Aber: Die Kommunikation zwischen Gebäude und Powerstation (MQTT) erfolgt via Clouddienst des Herstellers (aktuell zumindest). Fällt das Internet aus, so muss man eine Notlösung haben, damit der Betrieb bzw. die Spannungsversorgung aufrecht erhalten wird und die Steuerung weiß was zu tun ist. Daher ist es nicht unsinnig – höchstens übertrieben – eine Internet Backuplösung parat zu haben. Diese kann beispielsweise über einen LTE Stick am heimischen Router realisiert werden.

Weitere Vorteile

Ein weiterer, ganz entscheidender Vorteil ist, dass man dieses zusätzlich im Falle eines Stromausfalls nutzen kann. So würde sich beispielweise im Rahmen der Gebäudeüberwachung auf externe Ereignisse reagieren lassen. Sind z.B. etwaige Messpunkte etc. im Hausnetz nicht erreichbar, deutet dieses auf einen Stromausfall hin und man schaltet die AC Ausgänge ein. Dieses natürlich in Abhängigkeit des Ladestands der Akkus.

Der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt. Die Umsetzung einer solchen Stromversorgung mit “Ausfallschutz” lässt sich, lassen wir den Akku mal aussen vor, für weniger als 200€ realisieren. Wie eingangs bereits erwähnt immer unter Berücksichtigung geltender gesetzlicher Regelungen und der Einhaltung etwaiger Normen.

Wozu der 2. Shelly?

Der 2. Shelly stellt sicher, dass die PowerStation komplett vom Stromnetz getrennt wird und die Versorgung der Powerstation bzw. wenn ein Umschalter zum Einsatz kommt, die angeschlossenen Geräte, auschliesslich über die Powerstation erfolgt.

Ist der Akku “platt” – also leer – wird automatisch wieder auf den bevorzugten Stromlieferanten, sprich das öffentliche Netz, umgeschaltet. Über einen Wattstunden Umschalter geschieht dieses im Millisekundenbereich – also quasi Unterbrechungsfrei. Betriebt man ein Serversystem oder ähnliches, empfiehlt es sich, diesen zusätzlich mit einer kleinen USV abzusichern.

Wirtschaftlichkeit

Ähmm ?- nicht vorhanden! So ehrlich muss man sein. Eine Akku bereits beim Einsatz eines Balkonkraftwerkes anzuschaffen ist nicht wirtschaftlich. Ich verstehe dieses inzwischen als Hobby und eine aktive Möglichkeit die “Energiewende in Bürgerhand” mitzugestalten. Und seine wir ehrlich: Anders wird es auch nicht funktionieren”.

Aber: mit dem Flugzeug für tausende von Euros für 2 Wochen in den Urlaub zu fliegen ist auch nicht wirtschaftlich. 😉

Es ist ein bisschen wie eine Sucht. Wer einmal damit angefangen hat, kann so schnell nicht mehr aufhören.

Ergänzend

Im Artikel zur Virtualisierung kann man basierend auf den nun errungenen Erkenntnissen die verschiedensten Leistungs- und Verbrauchswerte grafisch darstellen und sein “System” immer weiter optimieren. Wie viel speist man ggf. doch noch ein, wie hoch sind die Lasten an den Ausgängen des Akkus im Verlauf der Nacht und wo sind unter Umständen weitere Optimierungspotential vorhanden? All das ist mit ein bisschen Phantasie und dem Ausseinandersetzen mit der Materie möglich.