Chargebot – Überschussladen selbst gemacht

Für alle Glücklichen, die eine eigene Photovoltaikanlage und mindestens ein E-Auto nutzen, ist das sog. Überschussladen eine interessante Optimierung: Der eigene überschüssige Solarstrom soll bevorzugt genutzt werden, um das Auto zu laden, anstatt für eine nur noch geringe Vergütung verkauft zu werden.

Doch zugleich steigt mit der leistungshungrigen E-Auto-Ladung die Wahrscheinlichkeit, dass der Solarstrom nicht genügt und relativ teurer Netzstrom zu einem mehr oder weniger großen Anteil hinzugekauft werden muss, um die Ladung fortzusetzen.

Verschiedenste Faktoren nehmen Einfluss auf eine optimierte Ladestrategie:

  • Wieviel Energie kommt momentan vom Dach?
  • Wieviel Energie benötigt der sonstige Haushalt momentan?
  • Welche kurzfristige Prognose des erwarteten Solarstroms ist möglich?
  • Welche kurzfristige Prognose für den Haushaultsbedarf ist möglich?
  • Wieviel Energie ist derzeit in der Hausbatterie verfügbar?
  • Wieviel Entladeleistung aus der Hausbatterie ist möglich?
  • Wieviel Leistung kann der Wechselrichter maximal für Haushalt und Autoladung gemeinsam erbringen?
  • Wie dringend muss das Auto derzeit geladen werden?
  • Wieviel Energie im Hauspeicher sollte bis zu einer nächsten solarreichen Tagesphase dem Haushaltsverbrauch vorbehalten bleiben?

Außerdem ist entscheidend, welche Steuerungsmöglichkeiten es überhaupt gibt. In der Regel wird der Wechselrichter so konfiguriert sein, dass er Solarstrom primär zur Deckung des momentanen Verbrauchs nutzt, sekundär in den Hausspeicher lädt und überschüssige Energie ansonsten ins Netz einspeist.

Bei der Steuerung der Autoladung gibt es konkret für mich mit einer “dummen” Wallbox aber einem per API steuerbaren Auto die folgenden Möglichkeiten:

  • Das Laden kann bei verbundenem Ladekabel gestartet und gestoppt werden.
  • Der Ladestrom kann voraussichtlich bald im Bereich von 5 bis 16 A und damit zwischen 3,45 und 11,04 kW eingestellt werden.

Die Ladung erfolgt bei mir immer dreiphasig. Ein Umschalten auf einphasiges Laden ist mir zur Zeit nicht möglich.

Mit diesen Gedanken habe ich einen Controller entwickelt, der nun nach ein paar Wochen seinen Dienst schon recht tut. Er besteht lediglich aus Software, einem Stück Python-Code. Genutzt werden:

  • die Fronius API, um Daten zum Solarertrag, Speicherstand, und ggf. später auch aus angeschlossenen Smartmetern auszulesen,
  • die Tesla API, um Status, Standort und Ladezustand des Auto auszulesen und das Laden zu steuern,
  • die Openweathermap API, um Vorhersagen zur solaren Einstrahlung zu gewinnen.

Die unteren Kurven zeigen blau den Stand des Hausspeichers und weiß den des Autos. Da das Auto tagsüber oft unterwegs ist, wird nur am späten Nachmittag noch kurze Zeit geladen. So sinkt der Hausspeicherstand meist bis zum nächsten Morgen nicht bis zur Vollständigen Leerung, bis er wieder geladen wird. Ist gibt fast keinen Netzbezug.

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