PV-Überschuss ermitteln

Mit dem cFos Charging Manager und einer Solaranlage können Sie dafür sorgen, dass Ihr Auto (fast ^(*)) nur dann geladen wird, wenn solare Überschussleistung zur Verfügung steht. Hier die Anleitung dafür.

Als erstes müssen Sie dafür sorgen, dass der cFos Charging Manager den PV-Überschuss messen kann. Überschuss berechnet der Charging Manager standardmäßig als Netzbezug minus Ladeleistung der E-Autos (mit umgekehrtem Vorzeichen). D.h. vom aktuellen Netzbezug wird die aktuelle Ladeleistung der Elektroautos abgezogen. Bleibt dann ein negativer Wert übrig, gilt der (positive) Betrag davon als Überschuss. Mit anderen Worten: PV-Überschuss ist das, was ins Netz eingespeist worden wäre, wenn kein Auto laden würde. Für PV-Überschuss betrachtet der cFos Charging Manager die Wirkleistung über alle Phasen. Denn am Zweirichtungszähler wird bilanziell gerechnet, d.h. wenn auf einer Phase Strom bezogen und auf anderen eingespeist wird, verrechnet der Zweirichtungszähler die Ströme, sodass nur betrachtet wird, ob und wieviel Leistung insgesamt bezogen oder eingespeist wird. Wenn Sie den PV-Überschuss anders berechnen wollen, können Sie eine Formel unter den allgemeinen Charging Manager Einstellungen einstellen.

Die PV-Überschuss-Wirkleistung legt der Charging Manager dann auf die tatsächlich verwendeten oder vorhergesagten Phasen um, um zu entscheiden, ob ein Auto laden darf. Für jede Wallbox gilt der dort in den Einstellungen festgelegte minimale Ladestrom, typischerweise 6 A, bei manchen Autos auch mehr. Es kann also nur ab diesem minimalen Strom mit PV-Überschuss geladen werden. Das bedeutet, dass für einphasiges Laden mindestens 6 A × 230 V = 1,4 kW zur Verfügung stehen muss, bei dreiphasigem Laden entsprechend ca. 4,2 kW. Ist dies der Fall, kann der Charging Manager das PV-Überschussladen starten.

^(*) Aufgrund von Mess- und Rechenungenaugigkeiten kann im Grenzbereich ein leichter Netzbezug bzw. eine leichte Einspeisung entstehen.

PV-Überschuss messen

Damit der cFos Charging Manager den PV-Überschuss ermitteln kann, muss er wissen, welche Leistung am Netzübergabepunkt, d.h. am Zweirichtungszähler fließt und zusätzlich die aktuell genutzte Ladeleistung kennen. Die große Mehrheit der PV-Anlagen wird mit einem "Smart Meter" installiert, das den Netzbezug bzw. die Einspeisung misst. Sie müssen also im cFos Charging Manager diesen Zähler als Kachel mit Rolle "Netzbezug" einrichten. Außerdem benötigen Sie eine Wallbox mit Zähler oder Sie können einen separaten Zähler installieren und diesen an die Wallbox-Kachel anheften.
Hinweis: Falls Sie den Netzbezug nicht aus Ihrer Solaranlage auslesen können, haben Sie die Möglichkeit, einen externen bidirektionalen Zähler nahe des Zweirichtungszählers zu installieren und diesen mit dem cFos Charging Manager auszulesen.

Alternativ können Sie auch alle Erzeuger und alle Verbraucher (ohne Elektroauto) messen. Dann kann der cFos Charging Manager den PV-Überschuss auch als Erzeugung minus Verbrauch ermitteln. Hier die beiden möglichen Messkonzepte:

Damit das PV-Überschussladen gelingt, müssen Sie folgende Schritte durchführen:

1. Entscheiden Sie sich für eines der beiden Messkonzepte und richten die entsprechenden Zähler als Geräte (Kacheln) im cFos Charging Manager ein. Hier können Sie zusätzlich Ihre Wechselrichter mit Rolle "Erzeugung" und Ihre Batteriespeicher mit der entsprechenden Rolle einrichten.
2. Prüfen Sie, ob in den Zählerkacheln plausible Werte angezeigt werden. Im Dashboard des Charging Managers wird der ausgerechnete oder von Ihnen per Formel vorgegebene PV-Überschuss angezeigt. Stellen Sie sicher, dass die dort angezeigten Werte stimmen.
3. Konfigurieren Sie eine Laderegel für PV-Überschuss, siehe unten.
4. Überprüfen Sie, ob die Phasen für Ihr Auto korrekt eingestellt sind.

Mit wievielen Phasen soll geladen werden?

Wenn Sie immer das gleiche Auto laden, können Sie in den Einstellungen der Wallbox-Kachel die genutzten Phasen fest einstellen, ansonsten stellen Sie die Phasen auf "Ermitteln". Bei "Ermitteln" geht der Charging Manager nach dem Einstecken des Autos von einphasigem Laden aus. Erfährt er durch den Zähler der Wallbox, dass weitere Phasen genutzt werden, merkt er sich dies bis zum Ausstecken für den gesamten Ladevorgang. So kann er, wie oben erläutert, die zum PV-Überschussladen benötigte minimale Leistung bestimmen und das Laden starten, sobald diese Leistung erreicht ist.
Hinweis: Wenn Sie mit verschiedenen Autos laden und deshalb die Phasen-Nutzung auf "Ermitteln" stellen, kann wegen der zunächst einphasigen Prognose das Laden für ein paar Sekunden schon bei 1,4 kW beginnen. Der Charging Manager schaltet das Laden dann nach kurzer Zeit wieder ab und startet es erst dann wieder, wenn genug Überschussleistung für die tatsächlich genutzten Phasen vorhanden ist.
Wenn Sie eine Wallbox mit Phasenumschaltung haben, können Sie diese Funktion nutzen, um in Zeiten, in denen die Solaranlage nicht immer ausreichend Leistung für dreiphasiges Laden erzeugen kann, die genutzten Phasen umzuschalten und so mit weniger Solarleistung einphasig zu laden. Hier dazu unsere Anleitung zur Phasenumschaltung und unsere Dokumentation zum automatischen Phasenumschalten.

Stationäre Batteriespeicher

Die in einen häuslichen Batteriespeicher eingebaute Steuerung versucht immer, den Netzbezug und die Einspeisung zu minimieren. D.h., bevor Strom aus dem Netz bezogen wird, entlädt sich der Speicher und bevor eingespeist wird, lädt sich der Speicher auf. Die aktuelle Lade- und Entladeleistung können Sie dem cFos Charging Manager mitteilen, indem Sie eine Zählerkachel mit Rolle "Speicher" einrichten. Hier können Sie die aktuelle Leistung des Speichers aus Ihrem Gerät auslesen. Sollte Ihr Speicher nicht über einen Zähler verfügen, können Sie einen separaten bidirektionalen Zähler nachrüsten. Die Zählerkachel muss beim Aufladen des Speichers positive Werte anzeigen und bei Entladung negative.
Die Rolle der entsprechenden Zählerkachel muss entweder auf "Speicher Home" oder auf "Speicher Alles" gesetzt werden. In beiden Fällen ignoriert der cFos Charging Manager, wenn sich der Speicher auflädt, d.h. er betrachtet das Aufladen des Speichers nicht als Verbrauch, da der Speicher sofort mit dem Aufladen aufhört, sobald Netzbezug entsteht. Der cFos Charging Manager betrachtet nur bei einem Speicher mit Rolle "Speicher Alles" die Entladeleistung als Erzeugung, d.h., nur dann wird sie als Überschuss herangezogen. Einige unserer Kunden haben ihre Speicher mit der Absicht gekauft, diese auch zum Laden von Elektroautos zu verwenden, d.h., sie verwenden die Rolle "Speicher Alles". Die meisten unserer Kunden möchten Ladezyklen des Batteriespeichers durch Laden des Elektroautos vermeiden und wählen deshalb die Rolle "Speicher Home". Die Entladeleistung soll also nur für den restlichen Hausverbrauch verwendet werden und nicht zum Überschussladen des Elektroautos. Bei Rolle "Speicher Home" ignoriert also der cFos Charging Manager die Entladeleistung beim Überschuss.
Neuere Versionen des cFos Charging Managers unterstützen eine genaue Steuerung des Batteriespeichers mittels Laderegeln für Batteriespeicher. Wenn Sie über einen steuerbaren Batteriespeicher verfügen, können Sie hiermit das Laden noch weiter optimieren.

Laderegeln für PV-Überschuss

Laderegeln für Wallboxen, die Sie entweder für die Wallbox, für den Benutzer oder für eine bestimmte RFID einrichten können, haben die Option "PV-Überschuss". Wenn der cFos Charging Manager die Ladeleistung verteilt, berücksichtigt er im ersten Schritt den errechneten PV-Überschuss und alle Laderegeln, bei denen diese Option gesetzt ist. Erst in einem zweiten Schritt verteilt er die Ladeleistung an Autos, die kein PV-Überschussladen "wollen". Bei Überschussladen setzen sie in der Laderegel die Bedingung "PV-Überschuss >= x", typischerweise also PV-Überschuss ≥ 6500 mA. Als Aktion konfigurieren Sie die Regel so, dass sie den zur Verfügung stehenden PV-Überschuss liefert. Zusätzlich können Sie noch einstellen, wie lange die Bedingung unterschritten sein darf und die Regel trotzdem ausgeführt wird. Empfohlen sind 300 Sekunden. D.h., wenn beim Überschussladen für maximal 5 Minuten eine Wolke die Solarleistung verringert, wird mit minimalem Ladestrom für 5 Minuten auch mit Netzbezug geladen. Dadurch vermieden sie bei wechselhaftem Wetter häufiges Stoppen des Ladens.

Hinweise und Tipps

Auslesen der Werte aus der Solaranlage: Viele Wechselrichter und Smart Meter der Solaranlage lassen sich mit dem Zähler "SunSpec Solar Inverter / Meter" auslesen. Bei SMA ist typischerweise der SMA Homemanager verbaut. Hierfür hat der cFos Charging Manager einen eigenen Zählertyp. Fronius und Kostal haben gute SunSpec Unterstützung. Für das Kostal Powermeter (Netzbezugszähler) gibt es eine eigene Zählerdefinition. Ältere Kostal Wechselrichter können Sie versuchen mit einer HTTP-basierten Zählerdefinition auszulesen. Auf unserer Seite der vom cFos Charging Manager unterstützten Geräte können Sie diverse Zählerdefinitionen herunterladen. Für viele chinesische Geräte bieten wir Zählerdefinitionen für den Netzbezugszähler, den Wechselrichter und den Batteriespeicher an. Bei Hybrid-Wechselrichtern mit SunSpec müssen Sie kontrollieren, ob bei der Leistung des Wechselrichters die Batterieleistung mit eingerechnet ist. Erzeugungs- und Batterieleistung müssen getrennt ausgelesen werden. Hier helfen unsere Anleitungen für einige Zähler und Wechselrichter.

Hinweis: Damit Laderegeln beachtet werden, muss das Lastmanagement aktiv sein, d.h., der Modus muss auf "Lastverteilung", nicht auf "beobachten" stehen.
Tipp: Falls Ihre PV-Anlage im Winter oder in der Übergangszeit nicht mehr die zum Laden benötigte Mindestleistung erzeugt, können Sie als Startstromlimit auch einen Wert unterhalb von 6000 mA angeben. Dann wird mit solarem Überschuss bei teilweisem Netzbezug geladen.

Tipp: Um sicherzustellen, dass Ihr Auto am nächsten morgen geladen ist, können Sie zusätzlich zur Überschussregel eine zeitbasierte Regel angeben: Zeit, Start: 21:00, Ende 6:00, Strom 6000. D.h., wenn nachts das Auto noch Strom benötigt, um voll geladen zu werden, können Sie entweder aus dem Netz oder aus einem Speicher laden.

Schritt für Schritt Anleitung zum Einrichten des PV-Überschussladens (solaren Überschussladens)

Benutzerbericht zum Überschussladen mit Shelly 3EM (PDF)

Benutzerbericht zum Überschussladen mit Solaredge