PV/Akku/Netz Stromverbrauch auf vier Unterzähler/-verbraucher verrechnen (HUIII)

[E-J-D]

Hallo zusammen,

ich knobel schon seit Wochen an einem Thema und stecke leider fest  . Worum geht es? Man stelle sich eine Immobilie vor, die auf dem Dach eine PV Anlage und im Energieraum einen Akku/Stromspeicher hat. In dem Gebäude gibt es vier Verbrauchseinheiten (quasi Wohnungen). Diese werden mit dem Sonnenstrom vom Dach, mit Strom aus dem Speicher und natürlich auch mit Strom aus dem Netz versorgt.

Das Ziel ist nun für die vier Verbrauchseinheiten eine tägliche/wöchentliche/monatliche/quartals/jährliche Abrechnung zu erstellen, aus der hervorgeht wie viel Strom vom Dach, aus dem Akku und aus dem Netz in die Einheiten geflossen ist. Das hört sich auf der einen Seite zwar ganz logisch und einfach an, aber... PUH... bringt mich das an meine Grenze.

Welche Technik und Datensammlung ist vorhanden?
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+ SENEC.Home V3 Akku/Stromspeicher
++ dieser liefert dank des senec.py von Patrick Horbach per MQTT folgende Daten an FHEM
  +++ BatCurrent
  +++ BatEnergyCharge
  +++ BatEnergyDischarge
  +++ BatPower
  +++ BatVoltage
  +++ Current_L1
  +++ Current_L2
  +++ Current_L3
  +++ GridEnergyIn
  +++ GridEnergyOut
  +++ GridFreq
  +++ GridLimit
  +++ GridPower
  +++ HouseEnergy
  +++ HousePower
  +++ OpHours
  +++ Power_L1
  +++ Power_L2
  +++ Power_L3
  +++ SOC
  +++ SolarEnergy
  +++ SolarPower
  +++ SystemStatus
  +++ TimeStamp
  +++ UpdateIntervall
  +++ Voltage_L1
  +++ Voltage_L2
  +++ Voltage_L3
++ damit spare ich mir jeglichen Datenabgriff vom SMA Wechselrichter (denke ich)


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+ Stromzähler Netzversorger mit digitaler S0 Schnittstelle
++ Zähler für Netzbezug und Netzeinspeisung des ganzen Gebäudes
++ dieser liefert dank ESP8266 mit HICHI IR ttl Lesekopf per OBIS folgende Daten an FHEM
  +++ current_L1
  +++ current_L2
  +++ current_L3
  +++ power
  +++ total_consumption
  +++ total_feed
  +++ voltage_L1
  +++ voltage_L2
  +++ voltage_L3


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+ 4x Zwischenzähler mit S0 Schnittstelle (je Verbrauchseinheit)
++ diese liefern dank ESP8266 mit ArduCounter folgende Daten an FHEM
  +++ calcCounter (Gesamtzählerstand des Zwischenzählers)
  +++ power (aktueller Stromverbrauch)


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+ FHEM auf aktuellem Stand mit MariaDB per DBLog
++ loggt alle o.g. Readings der "Datensammler"


Was stelle ich mir vor? Eine möglichst genaue Aussage welche der Verbrauchseinheiten pro Tag, Woche, Monat, Quartal, Jahr wie viel Strom aus der PV Anlage, aus dem Akku und aus dem Netz verbraucht hat. Würde man sekündlich gucken wie viel Sonnenstrom auf dem Dach entsteht, wie der Akku geladen oder entladen wird und wie viel Strom in das Netz eingespeist oder entnommen wird, sollte man den jeweiligen Stromverbrauch in der betrachteten Sekunde je Verbrauchseinheit entsprechend aufsplitten können, denke ich. Nur geht das natürlich nicht jede Sekunde, sondern vielleicht jede 15min - oder wie ist eure Meinung?

Ich habe mit DBRep rumexperiementiert, konnte aber keinen Ansatz für meine Aufgabenstellung finden. Ein anderer Ansatz könnte natürlich sein das Thema außerhalb von FHEM und alleine mit den DB Werten zu lösen. Das möchte ich aber gerne vermeiden und suche daher in FHEM nach einer Lösung.

Für Ideen und Ratschläge bin ich sehr dankbar.

Beste Grüße aus Fulda
E-J-D

[ch.eick]

Moin,
das wird so nicht gehen, da Du nicht messen kannst, welche Leistung (PV oder Netz) in welche Wohnung geht.
Schau Dir dazu mal als erstes Beispiel eine Zähler Kaskade mit zwei Zweirichtungszählern an, bei der eine Wohnung und eine Wärmepumpe beide mit PV Leistung und unterschiedlichen Tarifen versorgt werden. Dabei kann man berechnen, wieviel Leistung vom Haushalt oder der Wärmepumpe (mit einem Heizungstarif) aus dem Netz verbraucht wurde und wieviel jeder an PV Leistung verbraucht hat.

Das ganze klappt so aber nicht für vier Haushalte, da Du bei den drei Haushalten - der eine hat die PV Anlage mit dem zweiten Zweirichtungszähler - dann nicht mehr unterscheiden kannst.

hier mal Linkd, die ich gefunden habe:
- Hier wurde darüber diskutiert https://www.photovoltaikforum.com/thread/45910-eigenverbrauch-einspeisung-in-mehrere-stromkreise/ aber ohne Lösung.
- eine allgemeine Information für Eigentümergemeinschaften https://www.rechnerphotovoltaik.de/photovoltaik/fragen-antworten/eigenverbrauch-mit-einer-pv-anlage-fuer-mehrere-wohnungen
- Hier werden drei Modelle kurz angedeutet https://www.solaranlagen-abc.de/solaranlage-mehrfamilienhaeuser/


Um es einfach zu halten könnte ich mir ein Verteilungssystem vorstellen, dasss die aus der Kaskade ermittelte PV-Leistung auf die restlichen drei Wohnungen im Verhältnis verteilt.
- das bedeutet aber auch, dass die aus dem Netz gekaufte Leistung auch im Verhältnis verteilt.

Annahme: ein Haushalt wird durch die Kaskade exakt berechnet, das ist der Betreiber und über den geht die gesamte Abrechnung.

Nun zu den verbleibenden drei Haushalten. Es kann hier nicht mehr nach PV Direktverbrauch oder aus dem Speicher unterschieden werden.
- Variante 1
  Jeder bekommt 1/3 der nicht ins Netz eingespeisen PV-Leistung
- Variante 2
  Es wird nach der höhe der verbrauchten Leistung aufgeteilt.
- Variante 3
  Mit einem umgekehrten Verhältnis bekommt der mit dem niedrigsten Verbrauch den höchsten Anteil der PV-Leistung als Belohnung.
- Variante 4
  Es wird ein vergünstigter Strompreis berechnet aus allen Werten. Das wäre aus dem gesamtem Netzbezug, der Einspeisevergütung und den Gestehungskosten für die PV-Leistung.
  Das ist dann der gemeinsame Preis pro kWh, der für alle angeschlossenen Haushalte gilt. Hierbei abder bitte die verlinkten Modelle beachten. Das Finanzamt spielt dabei auch noch
  mit und der Betreiber wird zum Energieversorger, was eventuell innerhalb der selben Familie noch klappen könnte.


Das alles berücksichtigt nun nicht den Speicher im besonderen.
Da könnte man eventuell noch die Nachtzeit mit rein bringen, da dort die PV Leistung nur aus dem Speicher kommt, also wird nach reiner Speicher Zeit in der Nacht separiert.

Zu den Messmethoden bei Mieterstrom habe ich noch keine Zählerschaltung gefunden. Da machen sich wohl die gewerblichen Abrechnungsfirmen breit

Wie groß ist den die Anlage, dass sich der Aufwand und die Abrechnung wirklich lohnen würde. Bitte lies dazu auch die Links.

VG
   Christian

[E-J-D]

Moin Christian,

danke für deinen Input! Ich habe mir die Links duchgelesen und gebe vielen Kommentaren darin recht. Auch wenn die Verbrauchseinheiten im Vertrauensverhältnis/familiär genutzt werden, muss das ordentlich und transparent laufen. Von der steuerlichen Thematik ganz abgesehen.

Zu tun haben wir es mit 30kWp auf dem Dach und 10kWh Speicher.

Wenn meine Annahmen stimmen, kann man dann nicht ein zumindest mathematisches Modell erstellen?
+ Annahme: Der Akku wird nur geladen, wenn PV Strom nirgends im Haus gebraucht wird.
+ Annahme: Es wird nur ins öffentliche Netz eingespeist, wenn der Akku voll ist und PV Strom nirgends im Haus gebraucht wird.
+ Annahme: Es wird erst Strom aus dem öffentlichen Netz gezogen, wenn der Akku leer ist.

Ist dann meine Theorie bei folgendem Beispiel richtig?
+ Theorie 1: In logischer (milli)Sekunde a werden 2.500 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist voll und die Verbrauchseinheiten brauchen 250W, 500W, 600W, 400W - in Summe also 1.750W. Eingespeist werden 750W. Dabei wäre eine klare Zuordnung von PV/Akku/Netzstrom doch möglich.
+ Theorie 2: In logischer (milli)Sekunde b werden 0 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist voll und die Verbrauchseinheiten brauchen 250W, 500W, 600W, 400W - in Summe also 1.750W, welche komplett aus dem Akku bedient werden. Auch hier wäre eine klare Zuordnung von PV/Akku/Netzstrom doch möglich.
+ Theorie 3: In logischer (milli)Sekunde c werden 15.000 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist leer, wird mit 5kW geladen und die Verbrauchseinheiten brauchen 250W, 500W, 600W, 400W - in Summe also 1.750W. Ins öffentliche Netz werden 8,25kW eingespeist. Wieder müsste eine Zuordnung möglich sein.
+ Theorie 4: In logischer (milli)Sekunde c werden 0 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist 50% voll, die Verbrauchseinheiten brauchen 2kW, 5kW, 6kW, 4kW - in Summe also 17kW, wovon 5kW aus dem Akku kommen und 12kW aus dem öffentlichen Netz bezogen werden. Annahme hier: die 5kW aus dem Akku werden im Verhältnis den Verbrauchseinheiten angerechnet - also 2/17, 5/17, 6/17 und 4/17 der 5kW. Dies ist dann zwar nicht technisch gemessen, würde aber sicher Akzeptanz finden.

Ich sehe ein, dass wir es nicht mit einer technischen Messung im Sinne von "wie viel PV Strom fließt in Verbrauchseinheit a, b, c oder d" aber als gerecht würde ich das empfinden.

Was meinst du?

VG,
E-J-D

[ch.eick]

Moin Christian,

danke für deinen Input! Ich habe mir die Links duchgelesen und gebe vielen Kommentaren darin recht. Auch wenn die Verbrauchseinheiten im Vertrauensverhältnis/familiär genutzt werden, muss das ordentlich und transparent laufen. Von der steuerlichen Thematik ganz abgesehen.

Zu tun haben wir es mit 30kWp auf dem Dach und 10kWh Speicher.

Wenn meine Annahmen stimmen, kann man dann nicht ein zumindest mathematisches Modell erstellen?

+ Annahme: Der Akku wird nur geladen, wenn PV Strom nirgends im Haus gebraucht wird.

Dazu muss die Messeinheit natürlich direkt am Hausanschluss hinter dem ersten Zähler sitzen.

+ Annahme: Es wird nur ins öffentliche Netz eingespeist, wenn der Akku voll ist und PV Strom nirgends im Haus gebraucht wird.

Das sollte immer so sein, wobei ich ein inteligenteres Speicher Management verwende, um nicht in die 70 % Kappung zu kommen und den Speicher nich morgens schon zu 100% zu laden, sondern über den Tag verteilt. Da Du aber nicht weißt wann der Speicher auch tagsüber benötigt wird sollte er schon morgens voll geladen werden.

+ Annahme: Es wird erst Strom aus dem öffentlichen Netz gezogen, wenn der Akku leer ist.

Das hängt auch von anderen Faktoren ab.
1) wie schnell reagiert der Speicher bei Lastwechseln
2) ab welcher Verbrauchsschwelle soll er aktiv werden
3) wie hoch ist die gesamt Leistung des Speichers, damit er auch alle Haushalte bei Vollast beliefern kann.
   z.B. 4x Kochen mit je 3 kW sind 12 kW + das Grundrauschen aller Haushalte von rund 500 W sind nochmals 2 kW , dann muss der Speicher mindestens 14 kW liefern können,
         was er nicht schaffen wird. Also wird auch dann aus dem Netz verbraucht.

Ist dann meine Theorie bei folgendem Beispiel richtig?
+ Theorie 1: In logischer (milli)Sekunde a werden 2.500 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist voll und die Verbrauchseinheiten brauchen 250W, 500W, 600W, 400W - in Summe also 1.750W. Eingespeist werden 750W. Dabei wäre eine klare Zuordnung von PV/Akku/Netzstrom doch möglich.
+ Theorie 2: In logischer (milli)Sekunde b werden 0 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist voll und die Verbrauchseinheiten brauchen 250W, 500W, 600W, 400W - in Summe also 1.750W, welche komplett aus dem Akku bedient werden. Auch hier wäre eine klare Zuordnung von PV/Akku/Netzstrom doch möglich.
+ Theorie 3: In logischer (milli)Sekunde c werden 15.000 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist leer, wird mit 5kW geladen und die Verbrauchseinheiten brauchen 250W, 500W, 600W, 400W - in Summe also 1.750W. Ins öffentliche Netz werden 8,25kW eingespeist. Wieder müsste eine Zuordnung möglich sein.
+ Theorie 4: In logischer (milli)Sekunde c werden 0 Watt von der PV erzeugt, der Akku ist 50% voll, die Verbrauchseinheiten brauchen 2kW, 5kW, 6kW, 4kW - in Summe also 17kW, wovon 5kW aus dem Akku kommen und 12kW aus dem öffentlichen Netz bezogen werden. Annahme hier: die 5kW aus dem Akku werden im Verhältnis den Verbrauchseinheiten angerechnet - also 2/17, 5/17, 6/17 und 4/17 der 5kW. Dies ist dann zwar nicht technisch gemessen, würde aber sicher Akzeptanz finden.

Ich sehe ein, dass wir es nicht mit einer technischen Messung im Sinne von "wie viel PV Strom fließt in Verbrauchseinheit a, b, c oder d" aber als gerecht würde ich das empfinden.

Das entspricht meinen Beispielen mit der Verteilung. Welche Variante Du da wählst bleibt Euch überlassen.

Grundlage sollte eine Kaskade mit zwei Zweirichtungszählern sein. Somit bekommt der Betreiber seine optimale und korrekte Abrechnung.
Die anderen könnten ein mathematisches Verteilmodel bekommen.
Ob Speicher Nutzung ja oder neim wäre erstmal egal, der Betreiber könnte es für sich ablesen, bei den anderen könnte man die Nachtzeit, also nur Speicher noch im Verteilverhältnis noch direkt zuordnen (siehe Deine Theorien, die die einfachen Fälle noch abfangen).

Variante 1 da bekommt jeder etwas, egal ob er spart oder nicht
Variante 2 belohnt hierbei den, der am meisten verbraucht, was keine Motivation zum Sparen gibt.
Varinate 3 belohnt den, der am meisten einspart, was einen sportlichen anreiz bietet

Variante 4 Der Betreiber ist Energieversorger und berechnet einen niedrigen Preis als Mischkalkulation. Das wird das einfachste sein und alle haben einen Vorteil davon. Dieser Preis muss natürlich jedes Jahr neu berechnet werden, denn wenn es einen Verschwender gibt, wird der Bezug aus dem Netz steigen und somit die teurere Komponente.
Wie oben bereits angesprochen würde ich den Betreiber als Belohnung korrekt abrechnen und den niedrigen Preis für alle anderen berechnen. Dann braucht man nur anhand der Zwischenzähler den niedrigen Preis ab zu rechnen. Hierbei müsste natürlich für jeden eine Abschlagzahlung und Jahresabrechnung erstellt werden. Über FHEM könnte man jedem zu beliebigen Zeitpunkten eine Information zum Verbrauch und den angelaufenen Kosten schicken, damit es keine Überaschungen gibt.
Wichtig ist ebenfalls, dass man Positionen wie Zähler Grundgebühr, Wartungs- und Betriebskosten, sowie Rücklagen für eine Geräte Tausch direkt mit in den Hausinternen Strom Tarif einrechnet. Ansonsten gibt es direkt Streit, wenn der WR oder Module getauscht werden müssen. Auch die Wahl des Energieversorgers sollte transparent gemacht werden. Daraus ergibt sich eine beliebig komplexe Jahresabrechnung, die auch nicht wenig Zeit in Anspruch nimmt.

Achtung, sollte eine Wallbox dazu kommen, dann müsste diese eine Abrechnung von mehreren Benutzern unterstützen, oder z.B. über eine Verriegelung von mehreren Ladepunkten, wenn jeder Ladepunkt am Zwischenzähler der jeweiligen Wohnung hängt.

Sollte jemand nicht mitmachen wollen, würde für den Haushalt ein eigener EVU Zähler gesetzt werden.

VG   Christian

[MadMax]

Hallo,

Das klingt nach einen typischen Miterstrom Projekt.

Es gibt die Variante wie schon gesagt das eine mischkalkulation für den Strompreis angesetzt wird. Dann zahlen alle das gleiche egal wann sie Strom verbrauchen.

Bei einem Projekt war das so das jeder Mieter einenen geeichten Lastganzähler mit 15min Taktung und die PV und der EVU Zähler auch einen solchen Zähler hatten.

Dort wurden dann quasi alle Mieter und die Erzeugung sowie der Bezug mit jeweils den 15min Werten Zeitenwende nebeneinander gelegt.
Dann wirde für diese 15min der prozentual Anteil PV und Netz ermittelt. Bsp. 70/30 also wurde dann der Bezug für die Mieter in diesem Zeitraum zu 70% mit PV Strom und 30% Netzstrom berechnet.

Das lief da automatisch mit jeweils 30 Wohnungen.

Denke so in der Art könntest du das auch machen?
Also jeder Verbraucher bekommt ein Zähler wo du dir 15min Werte bildest und speicherst. Dazu noch dien Bezug,  PV und Batterie als 15min Werte Speichern und am Ende das für alle 15min Taktung abbrechen und summieren.

Hoffe das ist verständlich.

Beispiel: innerhalb von 15min wurden 7kwh PV, 1kwh Batterie und 2kwh Bezug erfasst.  70% 10% 20%

Verbraucher 1: 1kwh
Also 0,7 PV 0,1 Batterie 0,2 Netz
Verbraucher 2: 5kwh
3,5 PV 0,5Bat 1 Netz
Verbraucher 3: 3khh
2,1 Pv 0,3 Bat 0,6 Netz
Verbraucher 4: 2kwh
1,4 PV 0,2 Bat 0,4 Netz

Du kannst die Taktung auch auf 5min oder 1min aufbauen wenn du so viele Daten speichern möchtest.

Außerdem wollte ich anmerken bei 30kwp gibt es keine 70% Regelung mehr, diese war nur bis 25kwp zugelassen.
Und im neuen EEG soll diese 70% Regelung scheinbar abgeschafft werden. Ob dies Rückwirkend geht weiß ich nicht.


Gruß Max

[E-J-D]

Hallo zusammen,

besten Dank für euren Input! Das bringt mehr Licht ins Dunkel. Darüber mache ich mir Gedanken.

Habt ihr auch Ansätze wie ich die Berechnungen in FHEM anstellen könnte? Die Werte werden heute ja bereits per DBLog alle in eine MariaDB geschrieben. Oder wie würdet ihr vorgehen?

VG

[ch.eick]

Habt ihr auch Ansätze wie ich die Berechnungen in FHEM anstellen könnte? Die Werte werden heute ja bereits per DBLog alle in eine MariaDB geschrieben. Oder wie würdet ihr vorgehen?

Hallo.

1.1) Du kannst z.B. in den jeweiligen Devices mit einem DOIF im 15 Minuten Takt die Zählerstände als zusätzliche
       readings festhalten und auch gleichzeitig die Verbräuche berechnen.
1.2) Das DOIF von 1.1) schreibt alle Werte ins eigene Device, wodurch Du quasi ein Statistik bzw Abrechnungs Device bekommst.
       Hieraus können zyklisch E-Mails versendet werden, was ich für mein EVU verwende, um monatlich die Zählerstände zu schicken.

2.1) Du könntest mit MySQL entsprechende Reports aus der Datenbank ziehen. Das kann aber auch etwas umfangreicher werden
       Ich mach das für Jahres- und Quartalsauswertungen, wobei ich die entstehenden readings aus dem DbRep Device dann in einem
       Anderen Device als Statistik einblende. Siehe Bild im Anhang.
2.2) Die Ergebnisse von 2.1) könnten auch in Grafana visualisiert werden, was dann alle betroffenen dort anschauen können.

VG
   Christian
   

[MadMax]

Genau, ich würde über eine at jede 15min den Zählerstand auslesen, die Differenz zu den letzten vor 15min ermittel und den neuen Zählerstand sowie die Differenz in ein reading schreiben.
Dieses Reading wird in der DB Gelogt und du hast erstmal alle Werte in der DB.
Gleichzeitig berechnet du für den Zeitraum die anteiligen Werte für PV, Netz und Batterie schreibst die ebenfalls für jeden Verbraucher in ein Reading.
Dann kannst du alle mit sumValue mit dem DBrep monatlich oder Täglich summieren.

Gruß Max

[ch.eick]

Genau, ich würde über eine at jede 15min den Zählerstand auslesen, die Differenz zu den letzten vor 15min ermittel und den neuen Zählerstand sowie die Differenz in ein reading schreiben.
Dieses Reading wird in der DB Gelogt und du hast erstmal alle Werte in der DB.
Gleichzeitig berechnet du für den Zeitraum die anteiligen Werte für PV, Netz und Batterie schreibst die ebenfalls für jeden Verbraucher in ein Reading.
Dann kannst du alle mit sumValue mit dem DBrep monatlich oder Täglich summieren.

Ich persönlich stehe ja auf DOIF im Perl Modus mit uiTable, dann kann man alles schön anzeigen und auch mit Menüs bedienbar machen

[MadMax]

Wie würde eine solche Definition aussehen? Mit DOIF habe ich noch nix gemacht

[ch.eick]

Wie würde eine solche Definition aussehen? Mit DOIF habe ich noch nix gemacht

Hallo Max,

hier ist ein komplexeres Beispiel meines WR_1_Speicher_1_ExternControl Devices. Da ist so ziemlich alles drin:
- Buttons
- Pulldown Menüs, die die DOIF Blöcke auf Anforderung starten
- Mehrere Pulldown Menüs sind hierbei unabhängig von ein ander
- Zeit Steuerung von/bis
- Zeitsteuerung indirekt über readings, auch aus einem anderen Device
- Reset nach Sonnenstand am Abend
- Einstellungen mit Vorschlagsliste
- Konfigurierbare readings werden im DOIF Device abgelegt, anstatt in einem Dummy Device
- grafische Batteriestands Anzeige
- Farbige Formatierung von Ausgabe Werten mit "x < Y > z" in drei Farben und mit wählbaren Ausgabe Text oder für Zahlen Werte
- Verschiedene Werte werden über mehrere andere Devices zusammen getragen, oder stellen dort auch Werte ein
- Logmeldungen sind auf verbose einstellbar, also verbose 0 unterdrückt alle Meldungen im Log
Andere sagen, dass es eigentlich ein Modul sein könnte

VG
   Christian

[E-J-D]

Danke euch . Damit habe ich erstmal genug Hausaufgaben... haha.

LG,
Eike

[MadMax]

@Christian,
Ich sollte mich wirklich mal mit DOIF beschäftigen.
Respekt 

[ch.eick]

@Christian,
Ich sollte mich wirklich mal mit DOIF beschäftigen.
Respekt 

Zusammenarbeit ist auch immer gut