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Optimierung und Speicherung der Energie planen

Jean-Nicolas Turlier 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 beachten Sie bitte die Links am Ende des Artikels.

Das Energiemanagementsystem (Energy Management System, EMS) von Climkit steuert bestimmte Geräte in Abhängigkeit von der Solarproduktion und verwaltet eine Speicherbatterie, um den Überschuss beispielsweise nachts zu nutzen.

Der lokal erzeugte Solarstrom wird besser genutzt: Der Autarkiegrad und der Eigenverbrauch steigen, der Netzbezug sinkt und das Gebäude gewinnt an Unabhängigkeit. Es ist auch möglich, Zeitschaltuhren zu programmieren, um bestimmte Geräte zu verschiedenen Tageszeiten systematisch einzuschalten.

Dieser Artikel ist in zwei Teile gegliedert: die Gerätesteuerung und die Speicherbatterie.

1. Gerätesteuerung

Das EMS-System von Climkit steuert Geräte über ein Relais oder ein Kommunikationsprotokoll basierend auf dem PV-Überschuss (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 auf Basis des PV-Überschusses. Die Leistung des Heizstabs wird im Climkit-EMS-System 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 kostengünstig und sehr reaktionsschnell. Er ist oft bereits im Speicher vorhanden, als Hauptwarmwasserbereiter oder als Zusatzheizung einer Wärmepumpe. Dies ist eine gute Möglichkeit, Solarenergie in Form von Warmwasser zu speichern.

Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe kann ebenfalls in Abhängigkeit von der Solarproduktion gesteuert werden. Einige Wärmepumpen verfügen über einen potentialfreien SG-Ready-Kontakt, den das Climkit Gateway nach demselben Prinzip wie den Heizstab steuert, beispielsweise indem der Heizsollwert angehoben wird, wenn Solarstrom verfügbar ist.

Um den Eigenverbrauch zu maximieren, wird empfohlen, die Wärmepumpe so zu programmieren, dass sie zwischen 9:00 und 17:00 Uhr läuft, zumindest von März bis Oktober, und im Winter, wenn der erzeugte Puffer die Nacht abdecken kann. Der Einfluss von Hoch-/Niedertarifzeiten ist zudem immer weniger ausschlaggebend, da die EW/VNB abends mittlerweile oft einen hohen Tarif anwenden.

Steuerung der Ladestationen

Die 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 Infrastruktur hinaus (siehe Planen der Verwaltung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge).

Nutzer, die ihr Fahrzeug unabhängig von diesem Modus laden möchten, können den entsprechenden Lademodus über die mobile Climkit-App aktivieren.

Climkit-Angebot

Hier sind die zusätzlichen Produkte zur Steuerung der Geräte:

  • Hardware:
    • Relais-I/O-Modul
  • Softwarefunktionen:
    • Optimierung des Eigenverbrauchs
  • Inbetriebnahmedienstleistung:
    • Technische Koordination und Konfiguration

Alle diese Produkte werden direkt bei Climkit bestellt. In der Regel ist der Einsatz eines Climkit-Technikers vor Ort für die Inbetriebnahme nicht erforderlich. Die Komponenten werden vorkonfiguriert geliefert, sodass der Installateur die Inbetriebnahme problemlos durchführen kann – bei Bedarf mit telefonischer Unterstützung durch den technischen Support von Climkit.

Details zu den verwendeten Geräten

Relais-I/O-Modul

Das von Climkit gelieferte I/O-Modul WP8024 verfügt über 4 Relais.

Module I/O WP8024 4 relais

Es wird mit einem 24V-DC-Hutschienennetzteil geliefert und über RS485-Modbus an das Climkit Gateway angeschlossen (wie die Stromzähler).

2. Speicherbatterie

Eine Batterie ermöglicht es, den an einem Standort überschüssig produzierten Photovoltaikstrom zu speichern, um ihn zu nutzen, wenn die PV Produktion unter den Verbrauch sinkt.

Das Climkit Gateway kann mit der Batterie verbunden werden, um:

  • nur die Batteriedaten auszulesen: geladene und entladene Energiemengen sowie den Ladezustand
  • das Laden und Entladen in Abhängigkeit vom PV-Überschuss direkt 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 einen eigenen Wechselrichter unabhängig vom Photovoltaik-Wechselrichter an die Elektroverteilung angeschlossen.
  • DC-Kopplung: Die Batterie wird direkt an den Photovoltaik-Wechselrichter (sogenannter Hybrid-Wechselrichter) angeschlossen.

AC-Kopplung

Die AC-Kopplung wird für mittlere und grosse Anlagen empfohlen oder wenn bereits ein standardmässiger Photovoltaik-Wechselrichter installiert ist.

Die mit einem eigenen Wechselrichter ausgestattete Batterie wird als separater Abgang an die Elektroverteilung angeschlossen. Ein dedizierter privater Climkit-Zähler wird an diesem Anschluss 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 auf der Gleichstromseite direkt an den Photovoltaik-Hybrid-Wechselrichter angeschlossen. Diese Konfiguration eignet sich für Anlagen mit einem Hybrid-Wechselrichter, typischerweise kleiner bis mittlerer Grösse. Da sich die Batterie hinter dem 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 Batterieflüssen.

Climkit-Angebot

Hier sind die zusätzlichen Produkte zur Verwaltung der Batterie:

  • Hardware:
    • Ethernet-Switch, falls für den Anschluss der Batterie erforderlich
  • Softwarefunktionen:
    • Batteriemanagement
  • Inbetriebnahmedienstleistung:
    • Technische Koordination und Konfiguration

Alle diese Produkte werden direkt bei Climkit bestellt. In der Regel ist der Einsatz eines Climkit-Technikers vor Ort für die Inbetriebnahme nicht erforderlich. Die Komponenten werden vorkonfiguriert geliefert, sodass der Installateur die Inbetriebnahme problemlos durchführen kann – bei Bedarf mit telefonischer Unterstützung durch den technischen Support von Climkit.

3. Nächste Schritte

Gerätesteuerung:

Speicherbatterie:

Wie haben wir abgeschnitten?

Strommanagement planen (ZEV, vZEV und LEG)

Verwaltung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge planen

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