Hier beschreibe ich das Zusammenspiel zwischen dem Heimspeichersystem Marstek Venus E 3.0 und dem BitShake SMR Air. Bei letzterem handelt es sich um einen Micro-Computer, der die aktuellen Daten aus dem Stromzähler über die IR-Schnittstelle ausliest und anderen Anwendungen bereit stellt. Die Installation des SMR habe ich bereits beschrieben in Heim-Solaranlage Und Speicher hier geht es um die Kopplung der Anwendungen mit dem Ziel der Nulleinspeisung, also der optimalen Nutzung von PV-Produktion und Speicher.

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Das Speichersystem Marstek Venus E unterstützt eine kleine Auswahl von Messeinrichtungen, hier CT (current transformer) genannt. Neben dem hauseigenen Marstek CT003 werden unter anderem auch den everHome EcoTracker und den Shelly Pro 3EM. Der BitShake SMR Air wird nicht direkt unterstützt. Durch die Möglichkeit, den SMR mit einem Script anzupassen ist es auch möglich, einen Shelly Pro 3EM zu emulieren. Das heißt, der SMR verhält sich wie ein Shelly Pro 3EM und wird vom Marstek Speicher als solcher erkannt.

Im Lieferumfang von BitShake war allerdings ein entsprechendes Script noch nicht vorhanden. In Anfrage an den Support von BitShake wurde ein entsprechendes Skript erstellt und die ersten Versionen zum Einsatz gebracht. Vermutlich war der Support von BitShake auch darum so gut, weil es nicht nur um meinen persönlichen Bedarf ging, sondern weil BitShake dieses Skript auch für andere Kunden bereitstellen will und somit den SMR attraktiver macht.

Die ersten Eindrücke von der Integration waren vielversprechend, aber aber in den ersten Versionen noch nicht völlig befriedigend. Aber nun Schritt für Schritt:

Nach der Vorbereitung des Zählers (PIN Eingabe etc. siehe Heim-Solaranlage Und Speicher) und einrichten des SMR konnten die Daten auf dem PC und in der BitShake App auf dem Smartphone angezeigt werden. Hier die Anzeige auf dem PC im Browser:

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Die Werte werden sekundengenau aus dem Zähler Landis + Gyr E320 ausgelesen und bereit gestellt. Die Werte E320 akt. Leistung und Netzbezug-Einspeis zeigen an:
Verbrauch - PV Ertrag - Batterieeinspeisung

Das Skript SHELLY EMULATION 21106 - das mir der BitShake Support bereitgestellt hat - wird eingespielt mit -> Werkzeuge -> Skript konfigurieren
und dann mit Copy & Paste

In der BitShake App unter Android sieht es dann so aus:

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Man sieht darin, dass noch 854 W ins Netz eingespeist wird, während der Marstek Speicher mit etwa 2500 W geladen wird. Das hier aber nur die Messpunkte dargestellt werden und keine vollständige Übersicht über die Energieflüsse im Haus, kann man in der SMA App sehen.

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Aber auch aus SMA-Sicht ist das Bild nicht vollständig, denn es kann den Speicher nicht vom Hausverbrauch unterscheiden. Eine vollständige Integration in das SMA-Netz würde hier sicher noch etwas informativer aussehen.

Wäre die Anzeige in der BitShake App zum exakt gleichen Zeitpunkt, würde diese -4048 W anzeigen. Allerdings hinkt die SMA Anzeige immer etwas nach, und bei Wolken und wechselnden Verbräuchen ist diese Übereinstimmung kaum herzustellen.

Nachdem nun die Einstellungen und Ansichten im BitShake SMR vollständig sind, werden wir uns der Darstellung in der Marstek-App des Speichers ansehen.

Marstek Venus E

So sieht der Startbildschirm nach vollständiger Aufladung aus:

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Man sieht darin, dass der Speicher mit 5,12 kWh zu 100 % geladen ist und wie viel seit 0:00 aus dem Speicher gezogen wurde und wie viel geladen wurde. Die Differenz sind die Ladungsverluste. Dass CT - für die Strommessung - hier grün angezeigt wird. Das heißt, die Verbindung zur Messeinrichtung den BitShake SMR, alias Shelly Pro 3EM ist aktiv. Der Eigenverbrauchsmosdus, nicht der Manuell-Modus ist aktiv. Mit klick auf CT wird die Messung angezeigt (hier aber zu anderen Zeitpunkten im Entladeprozess)

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Hier sieht man, dass die rote Linie (der Netzbezug-Einspeisung) und die grüne Linie (Speicher laden/entladen) immer ein wenig schwingt. Zuletzt wurde der Speicher mit 181 W entladen um die Einspeisung und Verbrauch bei nahe null zu halten.

Bei größeren Laständerungen kann es allerdings kurzzeitig zu stärkeren Schwingungen kommen:

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Nach wenigen Sekunden mit größeren Stromentladung und Netzbezügen hatte sich dann aber wieder die erwünschte Lage eingestellt.

Optimierungspotential der Steuerung

Seitens der Nulleinspeisungssteuerung - hier seitens Marstek - gibt es erhebliches Optimierungspotential. So lässt sich zwar ein Schwingen um den 'Nullpunkt' nicht völlig vermeiden, aber eine intelligentere Steuerung könnte noch deutliche Verbesserungen erreichen, denn es wird noch immer mehr Netzbezug geschaltet als erforderlich. Zudem arbeiten die Wechselrichter gerade im kleinen Teillast-Bereich besonders ineffizient. Das wird erkennbar zwischen der Batterieladung und der benötigten Ladestrom-Menge.

Eine Idee wäre, die Steuerung des Marstek Speichers mit manipulierten Daten aus dem Messgerät zu besseren Verhalten zu bewegen. Die Versuche durch Skriptanpassungen zeigten jedoch nicht den erhofften Erfolg. Zwar konnten die Daten, die an das Speichersystem gesendet wurden, manipuliert werden, aber die Speichersteuerung reagierte anders als erwartet. Wenn z.B. bei geringem Stromüberschuss vorgegulkelt wurde, dass nur 0 oder 1 W überschuss vorhanden wäre, um einen Speicherbetrieb zu verhindern, so versuchte die Steuerung, mit einer Entladung von 2400 W dennoch eine Wirkung (die hier nicht erwünscht war) zu erreichen.

Einige Vorschläge, die allerdings noch nicht von Marstek umgesetzt wurden :

1. Automatischer Offset

Im Ladebetrieb könnte bei einem Offset von z.B. 100 bis 300 Watt der Nullpunkt verschoben werden, so dass eine kleine Netzeinspeisung immer auch dann gegeben ist, selbst wenn der Speicher nicht ganz voll ist. Das würde verhindern, dass im Schwingen um den Nullpunkt überhaupt ein Netzbezug statt findet. Da ohnehin meist im Tagesverlauf ein erhebliches Überangebot da ist, könnten ein Netzbezug von bis zu 0,5 kWh/Tag vermieden werden.

In der Entlade-Phase würde entsprechend weniger entladen werden, aber da ohnehin meist die verfügbare Kapazität den Tagesbedarf nicht erreicht wäre dies kein Verlust. Ergänzend könnte man für das Entladen ein anderes Offset erfassen: Hier wäre der Offset ggf. bei 0 oder -100 Watt anzugeben: Im letzteren Fall würde die Nulleinspeisung unterschritten und in keinem Fall eingespeist werden, wenn die Steuerung ansonsten um den verschobenen Nullpunkt schwingen würde. Allerdings löst dies nicht das Problem der Ineffizienz im Teillast-Bereich.

2. Ladedämpfung

Alternativ oder ergänzend könnte der mögliche Ladestrom auf einen Prozentsatz, z.B. 40% des möglichen Ladestroms reduziert werden. Wäre z.B. ein Überschuss von 2000 Watt seitens der PV gegeben, würden in diesem Fall nur 1200 Watt geladen. Das würde ebenso das Schwingverhalten deutlich reduzieren.

Wenn aber ein großer Überschuss, z.B. 5 KW gemessen wird, würde automatisch die maximale Ladeleistung von 2500 W genutzt werden. Auch das löst nicht das Problem der Ineffizienz im Teillast-Bereich.

Auch hier brachten manipulierte Daten vom Messgerät, hier der SMR, nicht den erwarteten Erfolg.

3. Tageslaufsteuerung

An sonnigen Tagen wird der Speicher bereit vor Mittag voll. Dies ist für den privaten Nutzer kein Problem und verschafft ihm zusätzliche marginale Sicherheit im Fall eines Stromsaufalls.

Für das Netz ist es jedoch fatal, denn plötzlich fällt die Last des Ladestrom weg und gerade zur zeit höchster Stromproduktion kommt eine zusätzliche unerwünschte Netzeinspeisung hinzu. Wünschenswert wäre darum, dass gerade an Ertragsspitzen der PV Strom gespeichert werden könnte.

So wäre es hilfreich, wenn einstellbar wäre, wann überhaupt geladen werden kann. Z.B 12:00 bis 18:00. Das würde auch weitgehend die oben genannten Optionen ersetzen, denn die genannten Probleme existieren vor allem morgens, wenn die PV-Produktion nur teilweise den möglichen Ladestrom begrenzt. Dies löst auch das Problem der Ineffizienz im Teillast-Bereich.

4. Ladeschwelle

Die einfachste Lösung, die zudem auch die Probleme des Teillast-Betriebes adressiert, wäre die Umsetzung, das ein kleiner Stromüberschuss bis zu einem konfigurierbaren Schwellwert - z.B. 2600 W - nicht zum Laden des Speichers führt. Das hätte zur Folge, dass es kein Laden im Teillast-Bereich geben würde und das entsprechendes Schwingen um den Nullpunkt vermieden würde. Zudem verschiebt sich die Ladezeit automatisch Richtung Mittag bis Nachmittag. Da ohnehin ein großer Überschuss an PV-Strom erwartet werden kann, würde das eien spürbare Verbesserung darstellen.

Schlussbemerkung

Auch wenn der Integrationsaufwand nicht ganz unerheblich war, konnte doch das erhoffte Ziel kostengünstig erreicht werden. Wer Ähnliches bei sich möchte, kann durch diese Erfahrungen den Weg deutlich abkürzen.

Besonders zu loben ist der Support bei BitShake. Nach einer anfänglich instabilen Skriptversion wurde sehr rasch eine Lösung bereit gestellt, die nun robust zu sein schein. Vielleicht kommen ja noch weitere Optimierungen, aber der aktuelle zustand ist nun bereits sehr gut. Künftige Anwender können darauf aufbauen.