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Optimierung und Speicherung der Energie planen
Aktualisiert
von Jean-Nicolas Turlier
Dieser Artikel beschreibt die Planung der Installation. Für die Umsetzung vor Ort und die Konfiguration der Geräte auf der Climkit Plattform siehe die Links am Ende des Artikels.
Das Energiemanagementsystem (Energy Management System, EMS) von Climkit steuert bestimmte Geräte in Abhängigkeit von der Solarstromproduktion und verwaltet eine Speicherbatterie, um den Überschuss beispielsweise nachts zu nutzen.
Der lokal erzeugte Solarstrom wird besser verwertet: Der Eigenverbrauchsgrad steigt, der Strombezug aus dem Netz sinkt und das Gebäude gewinnt an Autonomie. Es ist auch möglich, Zeitschaltuhren zu programmieren, um bestimmte Geräte zu verschiedenen Tageszeiten systematisch einzuschalten.
Dieser Artikel gliedert sich in zwei Teile: die Gerätesteuerung und die Speicherbatterie.
1. Gerätesteuerung
Das EMS-System von Climkit steuert Geräte über ein Relais oder ein Kommunikationsprotokoll basierend auf der überschüssigen Solarproduktion (Einspeisung ins Netz) oder nach programmierten Zeitschaltuhren. Die Hauptanwendungsfälle sind die Warmwassererzeugung, die Wärmepumpe und das Laden von Elektrofahrzeugen.
Warmwassererzeugung
Das EMS-System steuert einen im Warmwasserspeicher installierten Heizstab (elektrischer Widerstand) ausschliesslich basierend auf der überschüssigen Solarproduktion. Die Leistung des Heizstabs wird im EMS-System von Climkit parametriert; wenn eine gleichwertige oder höhere Solarleistung ins Netz eingespeist wird, schaltet das Relais den Heizstab ein, der Warmwasser für die Raumheizung oder das Brauchwarmwasser erzeugt.
Der Heizstab ist in der Anschaffung günstig und sehr reaktionsschnell. Er ist oft bereits im Speicher als Haupterwärmer oder als Zusatzheizung einer Wärmepumpe vorhanden. Er ist eine gute Möglichkeit, Solarenergie in Form von Warmwasser zu speichern.

Wärmepumpe
Wärmepumpen (WP) erzeugen ebenfalls Warmwasser, sowohl für die Raumheizung als auch für das Brauchwarmwasser.
Im Gegensatz zu einem einfachen Heizstab muss eine Wärmepumpe über Relaiskontakte namens SG-Ready gesteuert werden. Dieses Signal signalisiert der Wärmepumpe, dass ein Solarstromüberschuss verfügbar ist. Sie kann dann gemäss ihrer eigenen Programmierung reagieren, beispielsweise indem sie ihre Solltemperatur erhöht, um mehr Warmwasser zu speichern.
Das Climkit Gateway kann diese SG-Ready-Kontakte auf die gleiche Weise steuern wie einen Heizstab. Bitte beachten Sie jedoch, dass das Gateway nur das Signal für den Solarüberschuss an das Managementsystem der Wärmepumpe übermittelt, dieses jedoch nicht ersetzt.
Um den solaren Eigenverbrauch zu maximieren, empfehlen wir, die Wärmepumpe so zu programmieren, dass sie hauptsächlich zwischen 9:00 und 18:00 Uhr einschaltet. Wenn die Wärmepumpe nachts läuft und ihren Warmwasserspeicher maximal füllt, schaltet sie tagsüber selbst bei hoher Solarstromproduktion nicht ein. Die Einstellungen müssen jedoch stets so angepasst werden, dass am Morgen ein ausreichender Warmwasserstand gewährleistet ist!
Steuerung der Ladestationen
Ladestationen können so konfiguriert werden, dass angeschlossene Fahrzeuge ausschliesslich mit Solarenergie geladen werden. Diese Funktion erfordert keine zusätzliche Hardware über die für die Ladestationen vorgesehene Grundinfrastruktur hinaus (siehe Planung des Managements von Ladestationen für Elektrofahrzeuge).
Nutzer, die ihr Fahrzeug unabhängig von diesem Modus laden möchten, können den entsprechenden Lademodus über die Climkit Mobile App aktivieren.
Climkit Angebot
Hier sind die zusätzlichen Produkte für die Gerätesteuerung:
- Hardware:
- I/O-Relaismodul
- Softwarefunktionen:
- Optimierung des Eigenverbrauchs
- Inbetriebnahmedienstleistung:
- Technische Koordination und Konfiguration
Alle diese Produkte werden direkt bei Climkit bestellt. In der Regel ist für die Inbetriebnahme kein Einsatz eines Climkit Technikers vor Ort erforderlich. Die Komponenten werden vorkonfiguriert geliefert, sodass der Installateur die Inbetriebnahme einfach durchführen kann – bei Bedarf mit telefonischer Unterstützung des technischen Supports von Climkit.
Details zu den verwendeten Geräten
I/O-Relaismodul
Das von Climkit gelieferte I/O-Modul WP8024 verfügt über 4 Relais.

Es wird mit einem 24V-DC-Hutschienen-Netzteil geliefert und über RS485-Modbus an das Climkit Gateway angeschlossen (wie die Stromzähler).
2. Speicherbatterie
Eine Batterie ermöglicht die Speicherung von überschüssigem Solarstrom an einem Standort, um ihn zu nutzen, wenn die Produktion unter den Verbrauch sinkt.
Das Climkit Gateway kann sich mit der Batterie verbinden, um:
- nur die Daten der Batterie abzulesen: geladene und entladene Energiemengen sowie den Ladezustand (State of Charge, SoC)
- das Laden und Entladen direkt in Abhängigkeit von der Überschussproduktion zu steuern
Die Kommunikation zwischen der Batterie und dem Gateway erfolgt über Modbus TCP.
Eine Batterie kann auf zwei Arten angeschlossen werden:
- AC-Kopplung: Die Batterie wird über ihren eigenen Wechselrichter unabhängig vom Photovoltaik-Wechselrichter an die Elektroverteilung angeschlossen.
- DC-Kopplung: Die Batterie wird direkt an den Photovoltaik-Wechselrichter angeschlossen, der als Hybrid-Wechselrichter bezeichnet wird.
AC-Kopplung
Die AC-Kopplung wird für mittlere und grosse Anlagen empfohlen oder wenn bereits ein Standard-Photovoltaik-Wechselrichter installiert ist.
Die mit einem eigenen Wechselrichter ausgestattete Batterie wird als unabhängiger Abgang an die Elektroverteilung angeschlossen. An diesem Anschluss wird ein dedizierter privater Climkit Zähler installiert und auf der Plattform im Modus «Batterie» konfiguriert, um die geladenen und entladenen Mengen zu messen und korrekt in die Zählung des Standorts zu integrieren.

DC-Kopplung
Bei der DC-Kopplung wird die Batterie direkt an den Hybrid-Photovoltaik-Wechselrichter auf der Gleichstromseite angeschlossen. Diese Konfiguration eignet sich für Anlagen (in der Regel kleiner bis mittlerer Grösse), die mit einem Hybrid-Wechselrichter ausgestattet sind. Da sich die Batterie hinter dem PV-Produktionszähler befindet, wird kein dedizierter Batteriezähler installiert. Wenn das Climkit Gateway den Hybrid-Wechselrichter über Modbus TCP auslesen kann, unterscheidet die Plattform die Solarproduktion von den Flüssen der Batterie.

Climkit Angebot
Hier sind die zusätzlichen Produkte für die Batterieverwaltung:
- Hardware:
- Ethernet-Switch, falls für den Anschluss der Batterie erforderlich
- Softwarefunktionen:
- Batterieverwaltung
- Inbetriebnahmedienstleistung:
- Technische Koordination und Konfiguration
Alle diese Produkte werden direkt bei Climkit bestellt. In der Regel ist für die Inbetriebnahme kein Einsatz eines Climkit Technikers vor Ort erforderlich. Die Komponenten werden vorkonfiguriert geliefert, sodass der Installateur die Inbetriebnahme einfach durchführen kann – bei Bedarf mit telefonischer Unterstützung des technischen Supports von Climkit.
3. Nächste Schritte
Gerätesteuerung:
Speicherbatterie: