Hallo zusammen.
Ich habe mir vor einiger Zeit schon mal Gedanken darüber gemacht, wie man seinen Eigenbedarf am Balkonkraftwerk (oder auch an jeder anderen Solaranlage) halbwegs sinnvoll erhöhen, oder gar auch nahezu 100% bringen kann.
Was ich bisher schon mache ist, meinen aktuellen Energielevel (Bezug / Einspeisung) abzugreifen. Ich mache das über Discovergy, meinen Messstellenberteiber. Es gibt aber auch zig andere Möglichkeiten, an die aktuellen Werte heranzukommen. In der Regel geht das über die optische Schnittstelle des Zählers.
Ich habe ein kleines 12V Netzwerk, und immer dann, wenn die Einspeisung auf 50 Watt geht, springt mein Ladegerät an und lädt meinen Akku mit knapp 80 Watt auf. Außerdem springt ein Netzteil an und versorgt das 12V Netzwerk mit Strom. Das alles mache ich mit einem selbstgebastelten Pythonscript das auf dem Raspberry Pi läuft.
Später ist mir noch die Idee gekommen, immer dann noch ein IR-Heizpanel anzuschalten, wenn ich trotzdem noch über 260 Watt Einspeisung liege.
Die richtig zündende Idee ist mir aber gekommen, als ich bei “The Shop” regelbare IR-Heizpanes gefunden habe, die man sich unter die Tischplatte kleben kann. Kurz nachgedacht: Sollte das nicht mit allen IR.Heizpaneelen gehen? Im Prinzip sind das nur Widerstände, die zum Aufwärmen gebracht werden. Denen sollte egal sein, wie warm sie werden, Hauptsache nicht mehr als 100%.
Idee also: das IR-Heizpanel passgenau der Einspeisung nach steuern. Und zwar mit einem Dimming-Modul.
Wie das geht in z.B. in diesem Video beschrieben:
Ich habe das hier genommen:
https://www.amazon.de/gp/product/B08Q44CH2Y/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1
(Verbraucher links, Netzanschluss rechts am Modul!)
Ich habe allerdings einen anderen Source Code verwendet (siehe unten). Damit habe ich erst mal mit einem handelüblichen Leistungsmesser den tatsächlichen Verbrauch meines IR-Panels in 5%-Schritten ermittelt. Herausgekommen ist eben eine Kennlinie.
Um jetzt zu wissen, auf wie viel Prozent wir den Dimmer einstellen müssen, um auf x Prozent Leistung zu kommen, müssen wir die Kurve allerdings umdrehen. Somit ist die Prozentzahl jetzt eine Funktion über der Leistungen von 0 bis 281 Watt. Die Funktion gibt mir Excel (oder Libre-Office, indem ich eine polynomische Trendlinie einfüge und mir deren Formel zeigen lasse.
Leider weiss ich nicht, wie ich hier Bilder hochlade, sonst hätte ich mal einen Screenshot eingebaut.
So, um jetzt auf die Ziel-Prozente zu kommen muss ich noch vom aktuellen Energielevel den schon gesetzten prozentualen Dimm-Wert abziehen und zum Ergebnis den berechneten Wert hinzufügen.
Somit hangeln wir uns beim Verbrauch immer um die NUll-Linie herum. Es kommt eben darauf an, wie viel IR-Power ich zur Verfügung habe und wie groß das Solarkraftwerk ist.
Und: das Ganze macht natürlich nur in der Übergangszeit Sinn. Im Sommer speise ich den Strom natürlich lieber ins Netz als ihn in Heizwäreme zu vergeuden. Im Winter sieht's bei mir mit Überschussstrom eh mau aus. Aber bei großen PV-Anlagen...
Meinen Python-Code für die Steuerung überarbeite ich gerade. Aber falls Interesse besteht, dann werde ich ihn hier gerne posten.
Ok, viel Spaß bei der Null-Einspeisung! 
Hier der Code zum Bestimmen der Kennlinie (Blöcke ggf. selbst einrücken):
import time
import RPi.GPIO as GPIO
ledPin = 33
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)
GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
p = GPIO.PWM(ledPin, 50) # frequency=50Hz
p.start(0)
try:
while 1:
print("Power (%): ")
dc = input()
dc = int(dc)
if dc < 0 : dc = 0
if dc > 100: dc = 100
p.ChangeDutyCycle(dc)
except KeyboardInterrupt:
pass
p.stop()
GPIO.cleanup()
PS. Wenn wir schon mit Python arbeiten, dann sollten wir es auch gleich richtig machen. Excel ist ja eh doof und wollen wir nicht. Hier der schlauere Ansatz, um zielgenau die gewünschte Leistung am Dimmer einzustellen:
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Gewünschte Leistungsaufnahme in Watt
Leistung = 200
#Meine ermittelte Kennlinie
# x: Eingestellter Dimm-Wert
x = np.array([0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80,85,90,95,100])
# y: Mit Leistungsmessgerät ermittelte Leistung zu den jeweiligen Einstellungen
y = np.array([0,4,9,17,29,44,62,83,104,126,148,170,190,211,231,245,260,269,276,278,281])
#Male den Plot, aber y auf x aufgetragen
plt.scatter(y, x)
#Regression einer Formel 8'ten Grades:
z = np.polyfit(y, x, 8)
p = np.poly1d(z)
print("nUnsere Faktoren der ploynomischen Gleichung:")
print(z)
print("nUnsere ploynomische Formel:")
print(p)
#Füge die Trendlinie der Formel dem Plot hinzu
plt.plot(y, p(y),'g')
print("nProzentuales Dimming für die gewünschte Leistung von " + str(Leistung) + " Watt:")
Prozent = p(Leistung)
print (Prozent)
#Male den Plot, aber y auf x aufgetragen
plt.scatter(y, x)
Und wie sieht das dann aus? 😉
Sehr gut! 😛
Leider scheint es mir so, als könnte man hier im Forum keine Bilder hochladen. Ich müsste wohl die Grafik online stellen und verlinken. Da muss ich mal experimentieren.
Ansonsten: einfach mal Python3 installieren. Ich habe z.B. den Spyder Editor installiert. Wenn ich mich recht erinnere, dann installiert er Python gleich mit. Zumindest unter Linux. Falls er meckert, ggf. anschließend noch mit
pip3 install numpy
und
pip3 install matplotlib
ergänzen.
Dann den Code mit copy/paste einfügen und die "Play" Taste drücken. Schon sollte der Code durchlaufen und die Grafik anzeigen. Insgesamt ist es eine leicht geschwungene S-Kurve. Das hängt natürlich vom dimmbaren Gerät ab das man da vor sich hat.
Einfach linear zu interpolieren wäre mit ein Bisschen zu ungenau. Und da wir diese Lösung nun schon mal haben...
Ich sähe auf Anhieb auch keine Problem darin, zwei dimmbare Verbraucher (die man dann entsprechend eingemessen hat) parallel zu betreiben. Allerdings verträgt der o.g. Dimmer nur so bis knapp 600W. Aber der Pi hat ja zur Not auch mehr als einen PWM-fähigen GPIO Ausgang.
PS:
Hier mal die Grafik der normal aufgetragen Funktion y = f(x)
https://drive.google.com/file/d/1UO-baFzmVQTqp4WNNjZwWJRfW_Z1lJbz/view?usp=sharing
Hier dann die invers aufgetragen Funktion x = f(y)
Diese ist die die wir brauchen.
https://drive.google.com/file/d/1XXi2la4oTW657bbOmgI1MtfGoviQrxe6/view?usp=sharing
Danke fürs Zeigen!
Vielleicht musst du mehr Beiträge verfassen, damit du hochladen darfst.
Ansonsten unter dem Texteingabebereich: "Dateiahänge" und dort "Dateien hinzufügen"
Oha!
Na, da hast Du Dir ja auch was cleveres zusammengebastelt! :thumbup: Als Mieter bleibe ich da eher etwas bescheidener.
Allerdings: mit dem oben Beschriebenem kann man natürlich auch noch einen draufsetzen und nicht IR-Panels steuern, sondern:
Panel -> Ladegerät -> Lastausgang -> DC-Dimmer -> Spannungsgleichrichter -> BKW-Wechselrichter.
Der Spannungsgleichrichter wird z.B. auf 50V eingestellt. Die Leistung regelt sich eben nach der Dimmung. Auch hierfür brauchen wir eine vorher ermittelte Kennlinie.
Ist ziemlich einfach, aber voila, da hätten wir unser Hauskraftwerk. Die Energie vom Dach (oder vom Balkon) wird erst an die Verbraucher und dann an die Batterie abgegeben. Reicht die Kraft nicht aus, wird direkt die Batterie angezapft.
Je nachdem wie groß man den Akku dimensionieren will reicht dafür ein 600W WR schon für den Großteil des verbrauchten Stromes aus. Ich würde vermutlich immer so bei 20-30 Watt Bezug bleiben um kleine Schwankungen nicht in die Netzeinspeisung zu schieben.
Naja, aber so richtig wird das im Winter nichts bringen, da von deiner Balkonanlage kaum Strom kommen wird.
Hier gibts Leute mit 15KWp PV und mehr, da reicht der Strom nur in der Übergangszeit für die WP.
Wenn du einen Nutzen von der Balkonanlage im Winter haben möchtest, dann hängst du da eher einen Laderegler dran und lädst eine Batterie mit 4-5KWh.
Wenn dann ausreichend was drin ist, kannst du deine Panels dran hängen und hast zumindest mal ne Weile ordentlich Leistung.
9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ
Stimmt.
Deswegen ja auch der Hinweis, dass das nur etwas für die Übergangszeit wäre. Bei mir hat übrigens auch das Laden einer 12V LiFePO Batterie Vorrang. Erst dann wird das IR-Panel bedient.
Diese Lösung ist aber eben extrem günstig. Wer an seine Zählerdaten schon heran kommt und auch noch nen Pi herumliegen hat, der bracht nur noch das IR-Panel für vielleicht 50-80€ und 'n Stück Draht.
Allerings, die Lösung
Panel -> Ladegerät -> Lastausgang -> DC-Dimmer (pi-gesteuert) -> Spannungsgleichrichter -> BKW-Wechselrichter -> Steckdose
setzt sich bei mir gerade fest. Aber erst mal müssen die Solarpaneele dafür auf's Dach...