In einer kleinen Serie zeige ich derzeit, wie ich mein Smarthome aufgebaut habe und welche Lösungen sich bei mir im Alltag bewährt haben. Dabei geht es nicht darum, ein technisch perfektes Musterhaus zu präsentieren, sondern um praxiserprobte Systeme, die möglichst zuverlässig und mit vertretbarem Aufwand funktionieren. Im ersten Teil ging es um meine go-e Wallbox. Diesmal geht es um das Thema „Wallbox intelligent steuern mit Clever-PV“, also wie ich das Laden meines Elektroautos mit Berücksichtigung von PV-Überschuss smart steuere – und warum ich dafür weiterhin Clever-PV verwende, obwohl bei mir auch Home Assistant läuft.
Die Ausgangslage: PV-Anlage ohne direkten Erzeugungszähler
Meine Photovoltaikanlage verfügt über keinen eigenen lokalen Energiezähler, dessen Messwerte direkt an die Wallbox weitergegeben werden könnten. Die Wallbox weiß daher nicht automatisch, wie viel Strom die PV-Anlage gerade erzeugt und wie viel davon im Haus verbraucht wird.
Vorhanden sind jedoch Messwerte für:
- den aktuellen Netzbezug,
- die Einspeisung ins öffentliche Netz,
- den Ladezustand des Batteriespeichers,
- die Leistung verschiedener Komponenten.
Diese Informationen müssen zusammengeführt werden, damit das Elektroauto möglichst dann geladen wird, wenn tatsächlich überschüssiger Solarstrom vorhanden ist.
Genau diese Aufgabe übernimmt bei mir Clever-PV.
Die Erzeugungsdaten meiner Huawei-PV-Anlage werden dabei über eine Schnittstelle eingebunden. Es handelt sich daher nicht um einen direkt im Haus gemessenen Echtzeitwert, sondern um einen über das Herstellersystem bereitgestellten Wert. Zusätzlich sind mein Victron-Energiesystem, der Batteriespeicher und die go-e Wallbox eingebunden.
Warum nicht einfach Home Assistant?
Grundsätzlich könnte ich die gesamte Ladesteuerung auch mit Home Assistant umsetzen. Home Assistant verwende ich bereits für zahlreiche andere Automatisierungen im Haus.
Eine wirklich gute Ladesteuerung selbst zu entwickeln, ist jedoch nicht ganz trivial. Sie muss unter anderem berücksichtigen:
- den aktuellen PV-Überschuss,
- kurzfristige Leistungsschwankungen,
- den Ladezustand des Heimspeichers,
- dynamische Strompreise,
- geplante Abfahrtszeiten,
- Mindestladeleistungen,
- ein-, zwei- oder dreiphasiges Laden.
Natürlich ließen sich dafür Automatisierungen, Sensoren und Regelmechanismen in Home Assistant erstellen. Clever-PV bietet diese Funktionen allerdings bereits fertig an und lässt sich vergleichsweise einfach konfigurieren.
Die Vollversion kostet mich rund 80 Euro pro Jahr. Angesichts des Funktionsumfangs und der eingesparten Entwicklungs- und Wartungsarbeit war mir das bisher den Preis wert.
Möglichst viel Solarstrom ins Auto laden
Das wichtigste Ziel meiner Steuerung ist, möglichst viel selbst erzeugten PV-Strom für das Elektroauto zu verwenden.
In Clever-PV habe ich deshalb einen gewünschten Solarstromanteil von 100 Prozent eingestellt. Das bedeutet: Solange keine andere Ladeplanung aktiv ist, soll das Fahrzeug möglichst nur mit echtem Überschuss geladen werden.
Das Laden beginnt bei mir ab ungefähr 1.380 Watt Überschuss. Dieser Wert entspricht in etwa der geringsten sinnvollen Ladeleistung beim einphasigen Laden mit sechs Ampere.
Ist nicht genügend Solarstrom vorhanden, pausiert der Ladevorgang normalerweise wieder. Damit das Auto bei jeder vorbeiziehenden Wolke nicht im Minutentakt zu laden beginnt und wieder aufhört, habe ich zusätzlich Mindestlauf- und Pausenzeiten eingestellt.
Bei mir läuft ein gestarteter Ladevorgang mindestens 15 Minuten weiter. Nach einem Ladestopp wartet das System zwei Minuten, bevor es erneut startet.
Dadurch reagiert die Steuerung nicht auf jede kurzfristige Schwankung, sondern arbeitet wesentlich ruhiger.
Dynamische Strompreise berücksichtigen
Neben dem PV-Überschuss kann Clever-PV auch Strompreise berücksichtigen. Das ist besonders für Haushalte mit einem dynamischen Stromtarif interessant.
Dabei lässt sich beispielsweise ein maximaler Strompreis festlegen. Liegt der aktuelle Preis darunter, darf das Auto auch mit Netzstrom geladen werden. Liegt er darüber, wird – sofern keine zwingende Ladeplanung besteht – auf günstigere Stunden oder auf Solarstrom gewartet.
Die beiden Strategien können miteinander kombiniert werden:
- Vorrangig wird eigener PV-Strom genutzt.
- Reicht dieser nicht aus, kann in besonders günstigen Stunden Netzstrom bezogen werden.
- Teure Netzbezugszeiten werden möglichst vermieden.
Gerade im Winter, wenn kaum ausreichender PV-Überschuss vorhanden ist, kann diese Funktion sinnvoll sein.
Den Heimspeicher in die Ladesteuerung einbeziehen
Auch der Ladezustand des Batteriespeichers kann berücksichtigt werden.
Bei mir ist die Steuerung so eingestellt, dass der Speicher bis zu einem Ladezustand von 50 Prozent für das Auto mitgenutzt werden darf. Fällt der Speicher darunter, erhält die Hausbatterie wieder Vorrang.
Das Elektroauto wird anschließend erst wieder stärker berücksichtigt, wenn der Speicher einen deutlich höheren Ladezustand erreicht hat. Bei mir liegt diese Wiedereinschaltschwelle bei 95 Prozent.
Die Logik sieht vereinfacht folgendermaßen aus:
- Der Batteriespeicher darf bis auf 50 Prozent entladen werden.
- Unterhalb dieser Grenze wird das Laden des Autos eingeschränkt oder gestoppt.
- Der vorhandene Solarstrom lädt zunächst wieder den Heimspeicher.
- Ab 95 Prozent Speicherstand darf erneut verstärkt das Auto geladen werden.
Dadurch bleibt ausreichend Energie für den Haushalt verfügbar, ohne dass überschüssiger Solarstrom ungenutzt ins Netz fließt.
Besonders praktisch: die Ladeplanung
Eine der nützlichsten Funktionen ist für mich die Ladeplanung.
Ich kann beispielsweise festlegen:
Am Samstag um 15 Uhr möchte ich abfahren und bis dahin sollen mindestens 20 Kilowattstunden geladen sein.
Clever-PV plant daraufhin den Ladevorgang. Dabei werden – je nach Konfiguration – die erwartete Solarproduktion und die Strompreise berücksichtigt.
Das System wartet möglichst lange auf günstigen Netzstrom oder zusätzlichen Solarstrom. Gleichzeitig stellt es sicher, dass die gewünschte Energiemenge bis zur festgelegten Abfahrtszeit im Fahrzeug angekommen ist.
Natürlich sind Prognosen nie vollkommen exakt. Die Steuerung wird jedoch laufend angepasst. Ändert sich die Sonneneinstrahlung oder der Verbrauch im Haushalt, wird die Ladestrategie entsprechend neu berechnet.
Sofortladen und Zeitfenster
Neben der intelligenten Optimierung gibt es auch einfachere Betriebsarten.
Beim Sofortladen beginnt die Wallbox unmittelbar nach dem Anschließen des Fahrzeugs zu laden. Das ist sinnvoll, wenn das Auto rasch benötigt wird und weder Strompreis noch PV-Anteil im Vordergrund stehen.
Zusätzlich lassen sich feste Zeitfenster definieren. Damit kann beispielsweise festgelegt werden, dass ausschließlich während bestimmter Nachtstunden oder zu Zeiten eines günstigen Tarifs geladen wird.
Automatischer Phasenwechsel
Meine Wallbox kann ein-, zwei- oder dreiphasig laden. In Clever-PV habe ich die automatische Auswahl aktiviert.
Bei geringem PV-Überschuss wird meistens einphasig geladen. Das ist bei meiner Anlage mit rund fünf Kilowattpeak besonders sinnvoll, weil die erforderliche Mindestleistung dadurch relativ niedrig bleibt.
Steht mehr Leistung zur Verfügung oder wird zusätzlich Netzstrom verwendet, kann auf dreiphasiges Laden gewechselt werden. Damit sind bei meinem Fahrzeug bis zu elf Kilowatt Ladeleistung möglich.
Der automatische Phasenwechsel ermöglicht daher einen guten Kompromiss:
- geringe Mindestleistung bei reinem PV-Laden,
- höhere Ladeleistung bei ausreichend Energie oder Netzbezug.
Fahrzeugdaten verbessern die Planung
Für eine realistischere Ladeplanung lassen sich außerdem Fahrzeugdaten hinterlegen. Dazu gehören beispielsweise:
- die nutzbare Batteriekapazität,
- der durchschnittliche Stromverbrauch,
- die maximale Ladeleistung.
Bei mir sind die Daten meines Fiat 600e eingetragen. Dadurch kann Clever-PV besser abschätzen, welche Energiemenge für eine bestimmte Reichweite benötigt wird und wie lange ein Ladevorgang ungefähr dauern wird.
Clever-PV kann mehr als Wallboxen steuern
Clever-PV ist nicht ausschließlich für Elektroautos gedacht. Es lassen sich auch andere steuerbare Verbraucher einbinden, zum Beispiel:
- Heizstäbe zur Warmwasserbereitung,
- Wärmepumpen,
- Batteriespeicher,
- intelligente Steckdosen,
- sonstige flexible elektrische Verbraucher.
Einige dieser Aufgaben habe ich früher ebenfalls mit Clever-PV erledigt. Heute laufen viele meiner übrigen Automatisierungen über Home Assistant.
Für Menschen, die sich nicht intensiv mit Home Assistant, YAML-Konfigurationen, Automatisierungen oder selbst entwickelten Regelalgorithmen beschäftigen möchten, bleibt Clever-PV jedoch eine relativ einfache Möglichkeit, den Eigenverbrauch einer PV-Anlage zu erhöhen.
Mein Fazit
Die go-e Wallbox und Clever-PV sind bei mir seit mehreren Jahren ein gut funktionierendes Team.
Die Wallbox bringt die notwendigen technischen Schnittstellen und den automatischen Phasenwechsel mit. Clever-PV übernimmt die übergeordnete Steuerung anhand von PV-Überschuss, Strompreis, Speicherstand und Ladeplanung.
Die wesentlichen Vorteile sind für mich:
- hoher Anteil an eigenem Solarstrom,
- Berücksichtigung dynamischer Strompreise,
- Einbindung des Heimspeichers,
- automatische Planung bis zur Abfahrtszeit,
- automatische Wahl der passenden Phasen,
- relativ geringer Einrichtungsaufwand.
Langfristig könnte ich die Steuerung vollständig in Home Assistant abbilden. Derzeit sehe ich dafür allerdings keinen zwingenden Grund. Clever-PV funktioniert zuverlässig und erspart mir einiges an Entwicklungs- und Wartungsarbeit.
Im nächsten Teil meiner Smarthome-Serie geht es voraussichtlich um Home Assistant und darum, wie ich meine Klimaanlagen beim Heizen und Kühlen möglichst energieeffizient steuere.