Entwicklung DIY-AC Speicher- Nulleinsp.- nach dyn. Stromtarifen (var. Netzentgelte) - auch ohne PV - nach Bewölkungsvorhersage

Hallo liebe DIY-Gemeinde. DIY ist auch für mich das Größte.

Ich habe lange Zeit an einer DIY-Lösung für einen intelligenten AC gekoppelten Speicher gearbeitet, der auch vollautomatisch mit dynamischen Stromtarifen geladen und entladen (und so auch variable Netzentgelte nutzt) werden kann und der sich auch ganz ohne PV betreiben lässt.

Diesen möchte ich gerne über YouTube vorstellen. https://youtu.be/Kp_9jJp9vx8

Ich habe einen smarten DIY-AC-gekoppelten Kleinspeicher für ktIWoEIwa8leinere PV Anlagen und Balkonkraftwerke entwickelt, der all die Funktionen mit sich bringt, die wir jetzt dringend für die Energiewende brauchen. Und zwar die Dinge, die Andreas immer wieder in seinen Videos thematisiert.
Dafür hat er ja unter anderem auch die Petition ins Leben gerufen.

Im Folgenden möchte ich erklären was ich damit meine.

Mein DIY-AC-Kleinspeicher realisiert zunächst eine Nulleinspeisung.
Er wird über die Steckdose betrieben (oder auch Festanschluss) und kann vor allem auch in Situationen genutzt werden, in denen kein "herkömmlicher" Speicher zum Einsatz kommen kann. Nämlich wenn dieser nicht in der Nähe des Balkonkraftwerks betrieben werden kann oder möchte. So eine Situation sollte in der Realität ziemlich oft vorkommen. Mein Speicher nutzt also das bestehende Stromnetz des Hauses oder der Wohnung, sodass keine Kabel verlegt werden müssen, keine Wanddurchbrüche, Kabelkanäle o.ä.

Der Speicher kann auch ganz ohne PV betrieben werden. So können auch diejenigen, die keine Möglichkeit zu einer PV-Anlage/Balkonkraftwerk haben, netzdienlich und gewinnbringend mitmachen.

Hinzu kommt, dass der Speicher das vollautomatische Laden und Entladen nach dynamischen Stromtarifen realisiert (erhält stündliche Daten der Strombörse). Und so können dann auch variable Netzentgelte gewinnbringend genutzt werden (wenn ich denn welche bekommen kann).

Mein Speicher beherrscht auch die Funktion “Netzdienliches Laden", um so unser Stromnetz zu entlasten.

Eine besondere Funktion ist auch das Laden nach Bewölkungsvorhersage in der dunkleren Jahreszeit. Diese Funktion hab ich vorher noch nie gesehen.

Es ist ein offenes System und kann in andere Energiemanagement-Systeme eingebunden werden. Eben das was man bei Fertigspeichern so nicht findet. Das hat Andreas ja auch schon als großes Manko von Fertigspeichern genannt.

Der Speicher läuft mit dem Raspberry Pi Model 3B und dem ESP 8266.

Das System kann mit oder komplett ohne Cloudanbindung arbeiten. Das ist Vielen verständlicherweise sehr wichtig.

Und zudem kann eine bestehende PV-Anlage ohne jeglichen Umbau durch den Speicher erweitert werden.

Ganz zu schweigen von dem Gefühl seine eigene Anlage selbst gebaut zu haben. Sie umbauen, erweitern und reparieren zu können. Aber das brauche ich hier wohl niemandem zu erzählen😁.

Ich habe hier etwas mit viel Arbeit und Ehrgeiz entwickelt, weil es mir großen Spaß macht und ich an dem großen technologischen Wandel unserer Neuzeit und der Energiewende mitarbeiten möchte.
Was mit Vollzeitjob und Kindern eine ziemliche Herausforderung ist. Aber ich würde gerne weiter entwickeln, Support geben und vielleicht sogar eine kleine Community gründen bei der man sich auch gegenseitig beim Projekt helfen kann.

Mein Ziel war es dabei nie Geld zu machen, was ja so eh schwer möglich ist. Allerdings ist mir eine kleine finanzielle Anerkennung für meine viele Arbeit schon wichtig denke ich, um mich weiter zu motivieren und ein Gefühl der Anerkennung zu bekommen. Allerdings wohl erstmal in Form von Affiliate Links, also keine zusätzlichen Kosten für irgendjemanden.
Ich habe bereits ein erstes (noch unveröffentlichtes) YouTube Video erstellt um zu zeigen, wie ich meinen Speicher gebaut habe und welche Erkenntnisse ich dabei gesammelt habe. Und zudem auch zeige, was ich anhand eigener ermittelter Werte ausgewertet habe.

Es ist ein krasses und spannendes Projekt mit Potential glaube ich, das euch sicher interessieren wird.

Ich hab es Andreas bereits geschickt. Er glaubt, dass es für so manchen sehr interessant sein könnte und, dass ich es hier vorstellen solle. Ansonsten hat das Video noch niemand zu Gesicht bekommen.

Ich bitte um einen fairen und höflichen Umgang. Wir stehen auf einer Seite und jeder gibt sein Bestes.

Vielen Dank

Daniel BluEngine

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Hallo und Willkommen im Forum.

Es ist schön Eigeninitiative zu sehen und was du dort zusammengebastelt hast sieht ordentlich aus und ist plausibel.

Der Softwareteil ist leider etwas kurz geraten, damit steht und fällt das ganze.

Anmerkungen:

Der WR hat meines Wissens nach kein VDE AR-N 4105 Zertifikat kann also nicht legal angemeldet werden.

Als BKW schon zweimal nicht. Gerade das Beispiel mit der Waschmaschine halte ich trotz des späteren Disclaimers bezüglich Endstromkreis für gefährlich.

Das MW Ladegerät, der Soyosource WR und PI + Shelly Dimmer alleine kosten schon so 350-400€ und sind nicht mal durch einen Elektriker anmeldbar.

Es gibt z.B. den Victron Multiplus II GX 48/3000/35-32 der genauso offene Schnittstellen (MQTT + Onboard Node Red) und Steuerbarkeit hat, ungefähr das dreifache an Leistung alles in einem Gerät mitbringt, Notstrom / UPS Funktion beherrscht und auch in Deutschland legal anmeldbar wäre.

Das ganze für ~475€ und im Vergleich zu deiner Lösung auch fast Plug & Play ist.

Die große Besonderheit an meinem Speicher ist doch der Algorithmus den ich geschrieben und immer und immer wieder angepasst habe bis das ganze System irgendwann endlich stabil lief. Es geht hier vor allem darum, dass es die erste DIY-Lösung ist, die vollautomatisch nach dynamischen Stromtarifen laden/entladen kann und so auch variable Netzentgelte gewinnbringend nutzen kann. Auch ganz ohne PV. Funktionen wie netzdienliches Laden und vollautomatisches Laden nach Wetterprognose sind enthalten. Das alles sind Möglichkeiten, die kein Victron bietet. Der Victron ist sozusagen nur die Hardware. Und mit mehr Leistung kann er dann auch nicht mehr sozusagen ortsungebunden an der Steckdose betrieben werden.

Aber auch als reines Nulleinspeisesystem ist mein Speicher sehr gut geeignet. Schnell und zuverlässig und alle Möglichkeiten zum Ausbau, Umbau etc. DIY eben.:call_me_hand: Wahnsinn

Ich zeige hier nur wie ich MEINEN Speicher gebaut habe, der schon lange gut und sicher läuft. Jeder muss natürliche selbst wissen was er sich zutraut, was er oder sie tun will oder nicht tun will, wenn er einen ähnlichen Speicher bauen möchte. Das hier ist nur für DIY-Technik interessierte, nicht für die breite Masse. Leute haben die unterschiedlichsten Lösungen da draußen.:slightly_smiling_face: :+1:

Danke

Und der Preis ist überschaubar :+1:

Das setzt voraus, dass die Vorhersage auch stimmt.

Den Bedarf der Wama durch Einspeisung aus dem Akku zu decken, halte ich für problematisch weil:
Ich habe versprochen nicht mehr als 600W einzuspeisen. Wenn sich der Heizstab abschaltet, dauert es eine Zeit lang bis die Mimik das merkt, verarbeitet, und die Einspeisung passend reduziert.
Das bedeutet, Du generierst eine Einspeisungsspitze, die über dem versprochenen Maximalwert liegt.
Das ist hier in DL meines Wissens nach nicht zulässig und wohl kaum “netzdienlich”.

Zudem kann es bei Deinem Aufbau schon sein, dass die Wama auf L3 verbraucht
und Du auf L1 oder L2 permanent mehr als die 600W (oder 800W) einspeist.
Zwar saldiert der Zähler, aber die Energie verlässt schon Deinen Bereich und Du nutzt
Das Netz zum saldieren ohne dafür Netzentgeld zu entrichten was zumindest unfair ist.

Hochachtung wie Du das realisiert hast. Der ganze Nerd-Kram mit shelly und raspi über ein Smartphone sprengt meine Fähigkeiten definitiv.
Was ich nicht selbst machen kann, kommt mir nicht ins Haus.
Bei mir bleibt es deshalb bei einem festen Stromtarif und der sog. Nulleinspeisung.
Ganz oldschool mit Stromwandlern, vielen Strippen und einem Arduino Nano.
Überschuss geht bei mir in einen Warmwasserboiler. Der packt das und ich brauche keinen Akku dafür.

Was ich überhaupt nicht verstehe ist die Anordnung mit dem Dimmer vor dem Ladegerät.
Ist das zulässig? Wie ist da der Wirkungsgrad, wenn der Dimmer dimmt?

Nach meinem Verständnis müsste man da einen Optokoppler in der Regelschleife vom
Ladegerät passend bestromen. So habe ich das zumindest bei meinem Meanwell Schaltnetzteil gemacht.

Oben rechts die beiden MOSFETs bilden einen Verpolungs- und Entladeschutz.

Hier von oben nach unten: Akku, Ladegerät und grid tie Wechselrichter.

Das MW Ladegerät hat einen analogen Eingang den der Shelly Dimmer ansteuert.

1V 10% Leistung

5V 50% Leistung

10V 100% Leistung

Ach so, der macht 0…10V. :star_struck:
Bei Dimmer dachte ich, der versorgt das Ladegerät mit einem Phasenanschnitt.:zany_face:
Danke für die Aufklärung.

Könnte mir vorstellen, dass das Projekt auch für Leute mit anderer Hardware(preferenz) interessant ist, wenn der Prediction/Regelteil entsprechend modular ist und adaptiert werden kann.

Ich hab sowas mal mit OpenDtu on Battery und einem NodeRed flow gebaut. Ist auch irgendwo in GitHub. War damals bei Tibber.

Ich hab damals die Solarprognose API verwendet um den vorraussichtlichen Ertrag über den Verlauf des nächsten Tags zu bestimmen und dann stündlich Entscheidungen getroffen wie der Akku geladen wird. (Auf Basis des Strompreises, der verbleibenden Ertragsprognose und des Ladestands)

Hat gut funktioniert, ich hab aber irgendwann auch mal Infos einbauen müssen weil ich mich manchmal gefragt habe warum das System jetzt gerade etwas macht. Wird schnell undurchsichtig das ganze.

Ertragsprognose und Infos → kannst ja mal drüber nachdenken ob das auch mögliche Erweiterungen bei dir sein können.

Jedenfalls sind die individuellen Randbedingungen sehr unterschiedlich so daß es schwierig ist da eine Lösung für alles zu bauen. Habe schon mal über sowas kommerziell nachgedacht aber das muss modular sein um viele Anwendungsfälle von vielen Nutzern abzudecken

Was ich gerne hätte wäre ein Zählerauslesegerät welches die Momentanleistung (Watt)
in 0…5V entsprechend 0...1KW ausgibt und mit einem High Low Pegel Einspeisung und Entnahme anzeigt.

Fertig wirst du sowas vermutlich nicht bekommen aber es mehrere freie SW zum Auslesen der IR-Schnittstelle des Stromzählers. Die Info beinhaltet auch aktuellen Bezug / Lieferung im 1 sec. Takt.

Der Rest keine Raketenwissenschaft wenn der µP einen DA-Ausgang hat.

Dein High / Low Pegel kannst du direkt aus dem Vorzeichen des ausgelesenen aktuellen Wert ableiten plus = Bezug, minus = Liefern

Was ein klein wenig verwundert “alle Welt” will heute digitale Zahlen und du wünscht analoge Spannung.

Für mich ist das Raketenwissenschaft.

Weil ich dann im Arduino Nano einen Wert von 0…1023 bekomme, den ich im Sketch nutzen kann.

Momentan verwende ich Stromwandler mit Gleichrichter Ladekondensator und Widerstand,
die mir eine zum Strom proportionale Spannung erzeugen.
Ich kann die Richtung des Energieflusses so nicht erkennen und muss deshalb den Stromverbrauch vom Haus (immer Leistungsaufnahme) und den Strom vom Wechselrichter (immer Einspeisung) getrennt erfassen und verrechnen.

Nun die Infrastruktur dafür ist da und es besteht kein dringender Handlungsbedarf da was dran zu ändern. Ich würde mir davon eine höhere Genauigkeit der Regelung versprechen und die strikte Vorschrift wo ein- und wo ausgespeist wird, würde entfallen, wie das ja bei Euch schon der Fall ist.

Wenn du schon einen Arduino hast dann ist der Umstieg auf das Auslesen der IR-Schnittstelle des Stromzählers keine riesen Sache.

Die IR-Leseköpfe bekommst du für ca. 10Eur als DIY Teile. Arduino C-Code gibt es auch im WWW.

Hier ein paar Links

Und wenn du weiter nach SML suchst wirst du noch mehr finden.

Der absolute Vorteil den Stromzähler auszulesen ist du hast genau die Daten (ohne Abweichung) auf die du Regeln must und das alle 1 Sekunde

A: für jede Phase getrennt und

B: auch noch saldiert

Ich denke wenn du mit einem Arduino das Eine Kannst klappt auch das Andere

Genau. So hätte ich das gerne.

Es wird sehr schwierig für mich. Inzwischen haben wir ja KI die mir helfen kann da die Softwareballast raus zu schneiden, dass nur übrig bleibt, was ich brauche. Also die Leistung aller Phasen saldiert in Watt als int.
Danke für den link zu Ploesch.

Das ist nicht schwierig. Das ist größtenteils nur Fleiß.

Und ehrlich gesagt meine Anfragen an KI haben weder bei SW noch bei HW weitergeholfen.

Wesentlich mehr hilft im WWW direkt zu suchen und in dem Bereich wurde schon viel gemacht und veröffentlicht. Gut das ist meist nicht direkt das was bei einem zu 100% passt aber eine recht ordentliche Basis um auf sein eigenes Problem anzupassen. Kostet Zeit und macht Mühe.

Ich löte lieber als Software zu tippen.

Es ist nicht so, dass ich das vor einigen Jahren nicht mal versucht hatte. Bin aber nicht zum Ziel gekommen. Das ist schwierig.

Die KI ist so programmiert, dass sie Dir Lösungen mit Fehlern anbietet. Das haben die Nerds absichtlich so programmiert, damit sie noch eine Daseinsberechtigung haben.
Ab einem gewissen Wissensstand, wo man die Fehler erkennt, ist die KI sehr hilfreich.
Ich werde sie einfach mal fragen.

Meistens muss man beides machen für sein DIY-Projekt.

Mit dem Löten wird es immer schwieriger da das SMD-Zeug immer kleiner wird.

Vieles was vor 10 Jahren noch selbst gelötete HW bedurfte kannst du heute mit einem käuflichen Modul und SW abfrühstücken.

Hier noch ein Link direkt für Arduino. Schau mal ob es für die passt

Ganz ehrlich: Ich verstehe noch nicht mal das Beispiel. Trotz lib so viel Code? Und die Leistung finde ich dort auch nicht.

Das wird schon seinen Grund haben, weshalb BluEngine da lieber einen Shelly verwendet.
Mit meiner Lösung liege ich maximal 20W daneben. Da kann ich mit leben. Dafür habe ich eine Nulleinspeisung die ich verstehe und selbst reparieren oder erweitern kann.

Hi, es ist nicht so ganz leicht alles nachzuvollziehen was du hier schreibst, bzw. zu verstehen wie es gemeint ist.

Der Shelly im Sicherungskasten merkt sofort wenn es eine Änderung beim Bezug oder der Einspeisung gibt und das System reagiert sofort und gleicht es aus.

Ich weiß auch nicht so genau was du mit “liegt über dem versprochen Maximalwert von 600W bzw 800W” meinst. Der Wechselrichter liefert maximal 710 Watt.

Ich denke die Problematik, die du versuchst zu beschreiben, besteht so nicht. Danke