Das Balkonkraftwerk ist nun schon eine Weile installiert und eingebunden. Jetzt kommen wir zu meinen weiteren Schritten die ich zur Optimierung des Eigenverbrauchs unternommen habe. Dazu müssen wir wissen wann wir mehr Energie erzeugen als wir verbrauchen und diese Energie dann sinnvoll nutzen. Deswegen habe ich es erst einmal in mein Smart Home eingebunden.
Smart Home Konfiguration
Zur Integration ins Smart Home habe ich mir einen Shelly 3EM gekauft und installiert, dieser misst auf allen Phasen den Stromverbrauch in meiner Wohnung. So sehe ich zumindest wann ich mehr Strom erzeuge als ich verbrauche, bzw. wie viel Strom ich aktuell verbrauche. Zusätzlich habe ich eine AVM FRITZ!DECT 210 genutzt um die Produktion zu überwachen.
Den Shelly 3EM habe ich dann in Home Assistant und mit folgender Config in dessen Energie Dashboard eingebunden. => Ihr müsst die sensor IDs auf eure Installation anpassen.
# Configure a default setup of Home Assistant (frontend, api, etc)
default_config:
sensor:
- platform: template
sensors:
energy_total:
friendly_name: 'Total Energy'
entity_id:
- sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power
- sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power
- sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power
value_template: "{{ (states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power')|float)|round(3) }}"
unit_of_measurement: "W"
# Shelly 3EM templates for 3-phase Net Import, Export and Consumption(if you have solar generation details)
# This uses the shelly instantaneous power sensors to achieve the best possible accuracy.
# Shelly Sensors are sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power, sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power, sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power for the three phases
# Solar generation in W is used to calculate consumption via sensor.power_solargen
# V1.0 Initial release by Uksa007
# V1.1 add float(0) to Consumption template to stop log warnings.
# V1.2 add Friendly names to Utility Meter sensors
# V1.3 remove negative spikes from power consumption due to different update timing of solar sensor
# V1.4 change round: 2 for small value users.
sensor:
- platform: template
sensors:
# Template sensor for values of power import (active_power > 0)
power_import:
friendly_name: "Power Import"
unit_of_measurement: 'W'
value_template: >-
{% if (states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power')|float) > 0 %}
{{ states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power')|float }}
{% else %}
{{ 0 }}
{% endif %}
availability_template: "{{
[ states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power'),
states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power'),
states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power')
] | map('is_number') | min
}}"
# Template sensor for values of power export (active_power < 0)
power_export:
friendly_name: "Power Export"
unit_of_measurement: 'W'
value_template: >-
{% if (states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power')|float) < 0 %}
{{ (states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power')|float + states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power')|float) * -1 }}
{% else %}
{{ 0 }}
{% endif %}
availability_template: "{{
[ states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_a_power'),
states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_b_power'),
states('sensor.shellyem3_3494546ece35_channel_c_power')
] | map('is_number') | min
}}"
# Template sensor for values of power consumption
power_consumption:
friendly_name: "Power Consumption"
unit_of_measurement: 'W'
value_template: >-
{% if (states('sensor.power_export')|float(0)) > 0 and (states('sensor.power_solargen')|float(0) - states('sensor.power_export')|float(0)) < 0 %}
{% elif (states('sensor.power_export')|float(0)) > 0 and (states('sensor.power_solargen')|float(0) - states('sensor.power_export')|float(0)) > 0 %}
{{ (states('sensor.power_solargen')|float(0)) - states('sensor.power_export')|float(0) }}
{% else %}
{{ states('sensor.power_import')|float(0) + states('sensor.power_solargen')|float(0) }}
{% endif %}
# Sensor for Riemann sum of energy import (W -> Wh)
- platform: integration
source: sensor.power_import
name: energy_import_sum
unit_prefix: k
round: 2
method: left
# Sensor for Riemann sum of energy export (W -> Wh)
- platform: integration
source: sensor.power_export
name: energy_export_sum
unit_prefix: k
round: 2
method: left
# Sensor for Riemann sum of energy consumption (W -> Wh)
- platform: integration
source: sensor.power_consumption
name: energy_consumption_sum
unit_prefix: k
round: 2
method: left
utility_meter:
energy_import_daily:
source: sensor.energy_import_sum
name: Energy Import Daily
cycle: daily
energy_import_monthly:
source: sensor.energy_import_sum
name: Energy Import Monthly
cycle: monthly
energy_export_daily:
source: sensor.energy_export_sum
name: Energy Export Daily
cycle: daily
energy_export_monthly:
source: sensor.energy_export_sum
name: Energy Export Monthly
cycle: monthly
energy_consumption_daily:
source: sensor.energy_consumption_sum
name: Energy Consumption Daily
cycle: daily
energy_consumption_monthly:
source: sensor.energy_consumption_sum
name: Energy Consumption Monthly
cycle: monthlyhttps://community.home-assistant.io/t/shelly-3em-3-phases-energy-sensor/328166
Anschließend noch die Datenquellen ins Dashboard einbinden
Und schon hat man eine super Anzeige des Energieflusses.
Optimierung des Eigenverbrauchs
Wenn man sich die Tabelle zum Standbyverbrauch anschaut habe ich rund um die Uhr einen Verbrauch von ca. 200 W (für die einfachere Rechnung aufgerundet), das bedeutet wenn meine Solarpaneele voll Produzieren habe ich einen Überschuss von 400 W. Wie plane ich diese zu verbrauchen um sie nicht zu verschenken? Dafür habe ich meine Geräte nochmal in Betrieb gemessen und folgende Tabelle erstellt:
| Gerät / Gruppe | Verbrauch ∅ in W |
| Computer & Monitore | 190-450 |
| TV & HiFi | 150 |
| 3D Drucker | 150 |
| Waschmaschine | 2200 (Aufheizen ca. 10 Minuten), 180 (Waschen restliche ca. 200 Minuten) |
| Trockner | 500 |
Wenn ich also den Trockner anschmeißen würde, würde ich die übrigen 400 W direkt mit einem Gerät verbrauchen. Da ich den Trockner aber nicht jeden Tag brauche ist das nur eine Möglichkeit.
Um die überschüssige Energie nicht zu verschenken habe ich mir einen kleinen Batteriespeicher geholt. Hier kann ich die Ladeleistung von 200W bis 900W regulieren. Meine Ladereglung sieht nun also so aus:
Wenn ich mehr als 100W Überschuss habe, dann fängt der Speicher mit 200W an zu laden.
Wenn die Solarpaneele für eine gewisse Zeit weniger als 200W erzeugen, dann wird die Ladung gestoppt und die Stromzufuhr zur Batterie getrennt. Somit werden die angeschlossenen Geräte nur durch den Batteriestrom gespeist.
Dies geht so lange bis die Batterie einen Ladezustand von 30% erreicht hat, dann wird die Stromzufuhr wieder aktiviert jedoch das Ladelimit auf 30% gesetzt. Damit leitet die Batterie nur den benötigten Strom für die angeschlossenen Geräte weiter.
Sollte der Strom mal ausfallen werden bei 10% Batterieladung alle Geräte ausgeschaltet.
Im Sommer und Herbst hatte ich immer genug Energie um die Batterie vollständig zu laden, jetzt im Winter bei keinem bis wenig Sonnenschein sieht das natürlich anders aus.
Auswertung
Also das Balkonkraftwerk läuft nun seit Juli und hat im Jahr 2022 257 kWh erzeugt, dies entspricht laut Solarman Smart App eine CO2 Reduktion von 0.15T , 14.63 gepflanzten Bäumen oder 0.10T eingesparte Kohle. Wenn sich die erste Jahreshälfte nun genauso verhält wie die zweite ergibt das 514 kWh Stromerzeugung auf ein Jahr, das entspricht in etwa der Kalkulation von https://solar.htw-berlin.de/rechner/stecker-solar-simulator/ die mir 480 kWh vorausgesagt haben.
In meiner ersten Kalkulation habe ich eine Nutzung von 68% der erzeugten Energie gerechnet, durch den Speicher erhöht sich das ganze noch. Aber dieser hat ja auch etwas gekostet und verschleißt auch.
Weite Interessante Artikel
Seit meiner Umsetzung und gerade in den letzten Wochen hat sich einiges getan in Sachen Balkonkraftwerk.
Es kann mittlerweile bei Netto bestellt werden und ist dort immer wieder verfügbar.
https://www.heise.de/news/Balkonkraftwerk-bei-Netto-Mini-Solaranlage-wieder-erhaeltlich-7455102.html
https://www.heise.de/news/Balkonkraftwerk-mit-selbstgebauten-Wandhaltern-montieren-7473546.html
Der VDE & Chef der Bundesnetzagentur sind für eine Erlaubnis des Schukosteckers. Hier wird aktuell auf einen Wielandstecker gesetzt weil es bei diesem nicht möglich is an offene Kontakte zu greifen. Allerdings schalten Zugelassene Wechselrichter direkt den Ausgang ab sobald sie keine Netzspannung mehr registrieren. Also auch hier ist es nicht möglich einen Stromschlag zu bekommen.