Übersicht Block Energie Manager

Als Präsentation: Energiemanagement - Überblick auf wenigen Folien, auch für Schulungen geeignet (Pfeiltasten zum Blättern, F für Vollbild).



Funktionsbaustein für das Energiemanagement eines Hauses mit Photovoltaik. Hauptverbraucher sind die Wärmepumpe (Heizung), die Ladestation (Wallbox) und ein stufenlos geregelter Heizstab für die Warmwasserbereitung. Der Baustein gehört zum Bedienelement Block Energie Manager und muss mit diesem verknüpft werden.

Der erzeugte bzw. ins Netz exportierte PV-Überschuss wird in folgender Prioritätenreihenfolge verteilt:
  1. Heizung über die Wärmepumpe (höchste Priorität)
  2. Ladestation (Wallbox)
  3. PV-Heizstab für die Warmwasserbereitung
Heizung (Wärmepumpe): Die Heizung hat immer Vorrang und wird über die Ausgänge Heizung Freigabe und Heizung Absenkung gesteuert. Bei aktiver Absenkung hält die Heizung die am Eingang vorgegebene (niedrigere) Solltemperatur. Steht genügend erzeugte PV-Leistung zur Verfügung (Sollwert PV-Schwelle Heizung, Default 2 kW), wird die Wärmepumpe freigegeben. Wird tatsächlich ins Netz exportiert, wird die Absenkung aufgehoben, sodass das Haus mit dem Überschuss leicht überheizt wird. Sinkt die Raumtemperatur unter die Mindesttemperatur Raum (Default 21 °C), wird die Heizung immer – mit Absenkung – freigegeben, auch ohne PV. Erreicht die Raumtemperatur die Maximaltemperatur Raum (Default 24 °C), wird die Absenkung wieder eingeschaltet und das Überheizen beendet.

Ladestation (Wallbox): Die Ladestation wird freigegeben, sobald mehr als der Sollwert Ladeleistung Minimum (Default 4 kW) ins Netz exportiert wird. Danach werden die Ausgänge Wallbox Freigabe und Wallbox Leistung kW ausgegeben und die Ladeleistung so geregelt, dass der Überschuss aufgebraucht wird, begrenzt auf Ladeleistung Minimum/Maximum (Default 4 / 15 kW). Die Heizung behält Vorrang, da der Netzexport den Verbrauch der Wärmepumpe bereits berücksichtigt.

PV-Heizstab Warmwasser: Der stufenlos geregelte Heizstab nutzt den verbleibenden Export für die Warmwasserbereitung, solange die Warmwassertemperatur unter der Solltemperatur PV (Default 65 °C) liegt. Er wird so geregelt, dass eine kleine Export-Reserve (Sollwert Netz Minimum, Default 0,8 kW) erhalten bleibt, damit Heizung und Wallbox Vorrang behalten. Im Handbetrieb (Ein) wird auf die Solltemperatur Hand (Default 45 °C) geheizt. Sinkt die Warmwassertemperatur unter die Mindesttemperatur (Default 40 °C), wird unabhängig vom PV-Überschuss mit 100 % geheizt (Frostschutz).

Einschaltverzögerung: Alle drei Verbraucher haben eine Einschaltverzögerung von 5 Minuten: Die jeweilige Freigabebedingung muss durchgehend so lange anstehen, bevor freigegeben wird. Damit wird häufiges Ein-/Ausschalten bei kurzen Lastwechseln oder Wolkenfenstern vermieden. Der Kälteschutz der Heizung (Raumtemperatur unter Mindesttemperatur) überbrückt die Verzögerung und gibt sofort frei.

Die Sollwerte und die Betriebsart je Verbraucher (Automatik / Ein / Aus) werden in den Einstellungen des Bedienelements festgelegt (siehe Sollwerte).

Tipp: An den verwendeten Ein- und Ausgängen müssen Adressen verknüpft werden, da diese zur Regelung und zur Anzeige am Bedienelement benötigt werden.


Eingänge

BA
 Betriebsart
 Optional. Gemeinsame Betriebsart für alle Verbraucher (Wärmepumpe, Wallbox, Heizstab), wirkt bei jeder Wertänderung: 0 = es gelten die im Bedienelement eingestellten Betriebsarten, 1 = alle Verbraucher Ein, 2 = alle Verbraucher Aus. Nicht verknüpft: es gelten die im Bedienelement eingestellten Betriebsarten.
LN
 Netz Leistung kW
 Netzleistung. Positiv bedeutet Bezug aus dem Netz, negativ bedeutet Einspeisung (Export). Dieser Wert ist die Grundlage für die Freigabe der Wallbox, die Regelung des Heizstabs und das Aufheben der Heizungs-Absenkung.
LP
 PV Leistung kW
 Aktuell erzeugte PV-Leistung. Wird für die Freigabe der Wärmepumpe verwendet (nicht der Export).
LP
 Ladestation Leistung kW
 Aktuelle Ladeleistung der Ladestation. Dient als Rückführung für die Leistungsregelung der Wallbox.
BL
 Batterie Leistung kW
 Optional falls Batterie vorhanden. Wird für die Berechnung von Verbrauch und Autarkie herangezogen. Abhängig vom Eingang Batterie Status beim Laden subtrahiert und beim Entladen addiert.
BA
 Batterie Ladung %
 Optional falls Batterie vorhanden. Aktueller Ladezustand der Batterie in Prozent (Anzeige am Bedienelement).
BS
 Batterie Status
 Optional falls Batterie vorhanden. Legt fest, ob die Batterie lädt oder entlädt. Welcher Wert dem Laden bzw. Entladen entspricht, wird in den Parametern Batterie Status Laden/Entladen eingestellt.
TR
 Temperatur Raum
 Aktuelle Raumtemperatur. Steuert die Freigabe der Wärmepumpe (Kälteschutz) und die Absenkung (Mindest-/Maximaltemperatur Raum).
TW
 Temperatur Warmwasser
 Aktuelle Warmwassertemperatur. Steuert den PV-Heizstab (Soll-, Hand- und Mindesttemperatur).

Ausgänge
VB
 Verbrauch kW
 Aktueller Verbrauch. Wird intern aus PV-Leistung und Netzleistung berechnet (bei vorhandener Batterie inklusive Batterieleistung).
AT
 Autarkie %
 Autarkie in Prozent. Anteil der selbst erzeugten an der insgesamt verbrauchten Energie.
HF
 Heizung Freigabe
 Freigabe der Wärmepumpe. 1, wenn genügend erzeugte PV-Leistung vorhanden ist oder die Raumtemperatur unter der Mindesttemperatur liegt (Kälteschutz). Es gilt eine Einschaltverzögerung von 5 Minuten, die vom Kälteschutz überbrückt wird. Betriebsart Ein: immer 1, auch ohne PV; Betriebsart Aus: immer 0.
HA
 Heizung Absenkung
 Absenkung der Heizung. 1 = Absenkung aktiv, die Heizung hält die am Eingang vorgegebene Solltemperatur. 0 = Absenkung aufgehoben, das Haus wird mit dem PV-Überschuss leicht überheizt. Die Absenkung wird nur aufgehoben, solange ins Netz exportiert wird; ab der Maximaltemperatur Raum bzw. unter der Mindesttemperatur Raum ist die Absenkung immer aktiv.
HW
 Heizung Warmwasser
 Warmwasserbereitung über die Wärmepumpe. 1, sobald die erzeugte PV-Leistung die PV-Schwelle Warmwasser WP erreicht. Ein- und Ausschalten sind jeweils um 5 Minuten verzögert. Steht die Schwelle auf 0, bleibt der Ausgang immer 0; ebenso bei Betriebsart Wärmepumpe Aus.
WZ
 Warmwasser Zusatzheizung
 Stufenloser Sollwert 0-100 % für den PV-Heizstab. Verbraucht den verbleibenden PV-Überschuss, solange die Warmwassertemperatur unter der Solltemperatur liegt. Mit Mindesttemperatur-Schutz (Frostschutz) und Handbetrieb. Es gilt eine Einschaltverzögerung von 5 Minuten.
WF
 Wallbox Freigabe
 Freigabe der Ladestation. 1, wenn länger als die Einschaltverzögerung (5 Minuten) mehr als die Ladeleistung Minimum (Default 4 kW) ins Netz exportiert wird. Betriebsart Ein: immer 1; Betriebsart Aus: immer 0.
WL
 Wallbox Leistung kW
 Sollwert der Ladeleistung. Wird so geregelt, dass der PV-Überschuss aufgebraucht wird, begrenzt auf Ladeleistung Minimum/Maximum. In der Betriebsart Ein wird mit der Ladeleistung Maximum geladen, unabhängig vom Überschuss.

Parameter
Batterie Status Laden
 Wert am Eingang Batterie Status, wenn die Batterie geladen wird.
Batterie Status Entladen
 Wert am Eingang Batterie Status, wenn die Batterie entladen wird.

Sollwerte (Einstellungen im Bedienelement)
Betriebsart Wärmepumpe / Heizstab / Wallbox
 Betriebsart je Verbraucher: Automatik, Ein oder Aus. Ein gibt die Wärmepumpe immer frei (auch ohne PV) bzw. lädt an der Wallbox mit der Ladeleistung Maximum; beim Heizstab wird auf die Solltemperatur Hand geheizt. Aus hält den Verbraucher aus. Der Eingang BA kann alle Betriebsarten gemeinsam übersteuern. Default Automatik.
Mindesttemperatur Raum
 Unter dieser Raumtemperatur wird die Heizung immer mit Absenkung freigegeben (Kälteschutz). Default 21 °C.
Maximaltemperatur Raum
 Ab dieser Raumtemperatur wird die Absenkung immer eingeschaltet, das Überheizen wird beendet. Default 24 °C.
PV-Schwelle Heizung
 Erzeugte PV-Leistung, ab der die Wärmepumpe freigegeben wird. Default 2000 W.
PV-Schwelle Warmwasser WP
 Erzeugte PV-Leistung, ab der der Ausgang Heizung Warmwasser gesetzt wird. Ein- und Ausschalten jeweils um 5 Minuten verzögert. 0 = nie. Default 3000 W.
Solltemperatur PV (Warmwasser)
 Maximaltemperatur Warmwasser für den PV-Heizstab. Default 65 °C.
Solltemperatur Hand (Warmwasser)
 Solltemperatur des Heizstabs im Handbetrieb (Ein). Default 45 °C.
Mindesttemperatur Warmwasser
 Unter dieser Warmwassertemperatur wird der Heizstab unabhängig vom PV-Überschuss mit 100 % betrieben (Frostschutz, 1 °C Hysterese). Default 40 °C.
Ladeleistung Minimum
 Export-Schwelle zur Freigabe der Wallbox und gleichzeitig minimale Ladeleistung. Default 4000 W.
Ladeleistung Maximum
 Maximale Ladeleistung der Wallbox. Default 15000 W.
Netz Minimum (Export-Reserve)
 Export-Reserve, die der Heizstab erhält, damit Heizung und Wallbox Vorrang behalten. Dient zugleich als Schwelle zum Aufheben der Heizungs-Absenkung. Default 800 W.

Siehe auch allgemeine Parameter aller Funktionsbausteine.