homeESS verbindet Photovoltaik-Erzeugung, Stromverbrauch, Hausakku, Wetterprognosen und steuerbare Verbraucher zu einem zentralen Energiemanagement.

Dabei geht es nicht nur darum, aktuelle Energiewerte anzuzeigen. homeESS wertet verfügbare Messdaten aus, erstellt Prognosen, lernt typische Verbrauchsmuster und kann Verbraucher anhand der erwarteten Energiesituation automatisch freigeben oder steuern.

Das Energiemanagement läuft lokal auf dem eigenen homeESS-System und lässt sich mit individuellen Automationen, Adaptern und eigenen Geräten erweitern.

Photovoltaik-Erzeugung, Netzbezug und Stromverbrauch zentral überwachen

homeESS führt die wichtigsten Energiedaten eines Haushalts in einer gemeinsamen Oberfläche zusammen.

Dazu gehören unter anderem:

• aktuelle Photovoltaik-Leistung
• aktueller Stromverbrauch
• Eigenverbrauch
• Netzbezug
• Netzeinspeisung
• Tagesverbrauch
• Wochenverbrauch
• Jahresverbrauch
• PV-Ertrag
• Batterieleistung
• Ladezustand des Hausakkus

Dadurch entsteht eine zentrale Übersicht über die aktuelle Energieverteilung im Gebäude.

Mehrere Photovoltaikanlagen und Wechselrichter verwalten

homeESS kann mehrere Photovoltaikanlagen beziehungsweise getrennte PV-Erzeuger parallel verwalten.

Je nach angebundenem System können für einzelne Anlagen unter anderem folgende Werte verarbeitet werden:

• aktuelle Leistung
• Energieertrag
• Wechselrichterdaten
• Konverterdaten
• Zell- und Anlagenmetadaten
• anlagenspezifische Prognosedaten
• Clear-Sky-Referenzleistung

Damit eignet sich homeESS auch für Installationen mit mehreren Dachflächen, getrennten Wechselrichtern oder nachträglich erweiterten PV-Anlagen.

PV-Ertragsprognose mit Open-Meteo

Für die vorausschauende Energieplanung verwendet homeESS Wetterdaten von Open-Meteo.

Aus den verfügbaren Wetter- und Anlagendaten wird eine Photovoltaik-Prognose für den aktuellen und die folgenden drei Tage erstellt.

Die Prognose arbeitet in 15-Minuten-Zeitfenstern und stellt damit eine ausreichend fein aufgelöste Grundlage für die Laststeuerung bereit.

Statt lediglich einen Tagesertrag vorherzusagen, kann homeESS abschätzen, zu welchen Tageszeiten voraussichtlich Energie zur Verfügung steht.

Das ermöglicht beispielsweise Entscheidungen wie:

• Verbraucher erst bei erwartetem PV-Überschuss starten
• flexible Lasten auf sonnenreiche Zeiträume verschieben
• Hausakku gezielt als Reserve berücksichtigen
• Verbraucher bei schlechter Ertragsprognose zurückstellen
• Ladeprozesse über mehrere Stunden planen

PV-Prognose automatisch an die eigene Anlage anpassen

Eine allgemeine Wetterprognose allein bildet eine konkrete Photovoltaikanlage nur begrenzt ab.

Ausrichtung, Verschattung, Wechselrichter, Modulleistung und lokale Bedingungen führen dazu, dass zwei Anlagen bei identischem Wetter unterschiedliche Erträge liefern können.

homeESS kann deshalb seine PV-Prognose anhand der tatsächlich gemessenen Anlagenleistung anlagenspezifisch selbst kalibrieren.

Die berechnete Prognose wird dabei mit realen Ertragsdaten verglichen und für zukünftige Berechnungen angepasst.

Dadurch entsteht mit der Zeit ein Modell, das stärker auf die tatsächlichen Eigenschaften der eigenen Photovoltaikanlage abgestimmt ist.

Clear-Sky-Modell als Referenz für die mögliche PV-Leistung

Zusätzlich zur Wetterprognose verwendet homeESS eine Clear-Sky-Referenzleistung.

Das Clear-Sky-Modell beschreibt vereinfacht, welche Photovoltaikleistung bei weitgehend wolkenfreiem Himmel und der aktuellen Sonnenposition theoretisch erreichbar wäre.

Diese Referenz kann mit der real gemessenen Anlagenleistung verglichen werden.

Damit lässt sich beispielsweise erkennen, ob:

• die Anlage aktuell annähernd ihre erwartbare Leistung erreicht
• Wolken die PV-Leistung deutlich reduzieren
• direkte Sonneneinstrahlung vorhanden ist
• die tatsächliche Erzeugung deutlich unter der Referenz liegt

Die Clear-Sky-Leistung dient damit nicht als Ersatz für reale Messwerte, sondern als zusätzliche Referenz für die Bewertung der aktuellen PV-Situation.

Sonnenstand und direkte Sonneneinstrahlung bestimmen

homeESS berechnet den Sonnenstand anhand der tatsächlichen Ortssonnenzeit.

Die Sonnenposition kann gemeinsam mit konfigurierbaren Referenzschwellen und der gemessenen PV-Leistung verwendet werden, um direkte Sonneneinstrahlung zu erkennen.

Diese Information kann wiederum innerhalb des Energiemanagements oder in individuellen Automationen verwendet werden.

So kann homeESS beispielsweise unterscheiden, ob eine geringe PV-Leistung durch den Sonnenstand oder durch eine aktuelle Bewölkung verursacht wird.

Hausakku und Batteriespeicher intelligent einbinden

Ladezustand und Leistung des Hausakkus überwachen

Ein Batteriespeicher kann als zentraler Bestandteil in das homeESS-Energiemanagement integriert werden.

Je nach angebundenem Batteriesystem stehen unter anderem folgende Werte zur Verfügung:

• Ladezustand
• Ladeleistung
• Entladeleistung
• Batteriespannung
• Batterietemperatur
• Kapazität
• Lade- und Entladewirkungsgrad
• Betriebszustand
• Mindest-Ladezustand

Diese Werte können sowohl angezeigt als auch innerhalb von Prognosen und Automationen verwendet werden.

Mindest-Ladezustand und Energiereserve berücksichtigen

Der vollständige Energieinhalt eines Hausakkus sollte nicht zwangsläufig für flexible Verbraucher zur Verfügung stehen.

homeESS kann deshalb einen konfigurierbaren Mindest-Ladezustand beziehungsweise eine Energiereserve berücksichtigen.

Die Energieplanung behandelt diesen Anteil als Reserve und gibt Verbraucher nur dann frei, wenn darüber hinaus ausreichend Energie zur Verfügung steht.

Damit können beispielsweise Reserven für Nachtbetrieb, Notstrom oder einen erwarteten höheren Verbrauch erhalten bleiben.

Energiebedarf für mehrere Tage prognostizieren

Viertägige Energiebilanz aus PV, Verbrauch und Batteriespeicher

homeESS kombiniert die erwartete Photovoltaik-Erzeugung mit dem prognostizierten Energieverbrauch und dem verfügbaren Batteriespeicher.

Daraus entsteht eine viertägige Energiebilanz.

In die Berechnung können unter anderem einfließen:

• PV-Prognose
• gelernter Grundverbrauch
• Verbrauchsprofile nach Wochentag
• Batteriespeicher
• Mindest-Ladezustand
• konfigurierbare Energiereserven
• geplante Verbraucher
• flexible Lasten
• temperaturabhängiger Energiebedarf

Damit betrachtet homeESS nicht ausschließlich den aktuellen Energieüberschuss, sondern auch die voraussichtliche Entwicklung der kommenden Stunden und Tage.

Stromverbrauch automatisch lernen

Der Energiebedarf eines Haushalts ist nicht jeden Tag identisch.

homeESS kann deshalb typische Verbrauchsmuster aus historischen Messwerten lernen.

Dazu gehören unter anderem:

• durchschnittliche Grundlast
• unterschiedliche Profile für einzelne Wochentage
• typische Verbrauchszeiten
• temperaturabhängiger Heizbedarf
• temperaturabhängiger Kühlbedarf

Diese Daten verbessern die Einschätzung des voraussichtlichen Energiebedarfs.

Statt mit einem pauschalen Verbrauchswert zu arbeiten, kann homeESS dadurch berücksichtigen, dass beispielsweise ein Werktag ein anderes Verbrauchsprofil besitzt als ein Wochenende.

Wallbox-Verbrauch getrennt vom normalen Hausverbrauch lernen

Das Laden eines Elektrofahrzeugs kann den Energieverbrauch eines Haushalts massiv verändern.

Würde dieser Verbrauch ungefiltert in die normale Grundlastberechnung einfließen, könnte die Prognose zukünftiger Tage deutlich verfälscht werden.

homeESS verwendet deshalb getrennte Verbrauchsmodelle für Wallboxen.

Dadurch kann der normale Hausverbrauch unabhängig vom Energiebedarf eines Elektrofahrzeugs betrachtet werden.

Verbraucher intelligent nach verfügbarer Energie steuern

Zentraler Betriebslevel für prioritätsbasierte Laststeuerung

Ein Kernbestandteil des homeESS-Energiemanagements ist der zentrale Betriebslevel-Handler.

Verbraucher können unterschiedlichen Prioritäten zugeordnet werden.

Der aktuelle Betriebslevel entscheidet anschließend, welche Verbraucher entsprechend der verfügbaren und erwarteten Energie freigegeben werden.

Dadurch muss nicht für jeden Verbraucher eine vollständig eigene Energieregel programmiert werden.

Ein Verbraucher kann beispielsweise lediglich festlegen:

• welche Priorität er besitzt
• ab welchem Betriebslevel er betrieben werden darf

Die zentrale Energiestrategie entscheidet anschließend, ob dieser Betriebslevel aktuell erreicht wird.

Verbraucher nach Priorität freigeben

Die Priorisierung ermöglicht eine gestaffelte Nutzung verfügbarer Energie.

Beispielsweise können Verbraucher in Gruppen wie folgt behandelt werden:

• wichtige Verbraucher mit hoher Priorität
• normale flexible Verbraucher
• Komfortverbraucher
• Verbraucher, die ausschließlich bei hohem PV-Überschuss laufen sollen

Sinkt die verfügbare Energie, können Verbraucher mit niedriger Priorität zuerst gesperrt werden.

Steigt die verfügbare Energie wieder, werden sie entsprechend ihrer Priorität erneut freigegeben.

Hysteresen verhindern ständiges Ein- und Ausschalten

Photovoltaikleistung kann sich durch wechselnde Bewölkung innerhalb kurzer Zeit stark verändern.

Eine reine Schaltschwelle würde dadurch dazu führen, dass Verbraucher ständig ein- und ausgeschaltet werden.

homeESS verwendet deshalb Hysteresen und persistente Betriebszustände.

Dadurch kann zwischen Einschalt- und Ausschaltschwellen unterschieden werden.

Kurze Leistungsschwankungen führen somit nicht unmittelbar zu einem Wechsel des Betriebszustands.

Zustände auch nach einem Neustart sicher fortsetzen

Für zentrale Energiesteuerungen ist es wichtig, dass ein Neustart nicht automatisch zu unkontrollierten Schaltvorgängen führt.

homeESS speichert relevante Betriebszustände persistent.

Nach einem Neustart können vorhandene Zustände wiederhergestellt und Messwerte zunächst geprüft werden, bevor Verbraucher erneut freigegeben werden.

Autarkie- und Notstromzustände berücksichtigen

homeESS kann unterschiedliche Betriebszustände für besondere Energiesituationen berücksichtigen.

Dazu gehören beispielsweise:

• normaler Netzbetrieb
• hoher Eigenversorgungsanteil
• Autarkiebetrieb
• Notstrombetrieb

Dadurch lassen sich Verbraucher abhängig vom aktuellen Energiezustand unterschiedlich behandeln.

Nicht notwendige Lasten können beispielsweise im Notstrombetrieb gesperrt werden, während wichtige Verbraucher weiterhin freigegeben bleiben.

PV-Überschuss intelligent nutzen

Verbraucher nicht nur nach aktuellem PV-Überschuss schalten

Einfache PV-Überschusssteuerungen betrachten häufig ausschließlich den aktuellen Messwert.

Ist gerade genügend Überschuss vorhanden, wird ein Verbraucher eingeschaltet. Fällt die Leistung wieder, wird er abgeschaltet.

homeESS kann darüber hinaus auch Prognose, Batteriespeicher, Energiereserve, erwarteten Verbrauch und Verbraucherpriorität berücksichtigen.

Dadurch kann eine Entscheidung beispielsweise davon abhängen, ob:

• aktuell PV-Überschuss vorhanden ist
• in den nächsten Stunden weiterer PV-Ertrag erwartet wird
• der Hausakku ausreichend geladen ist
• für den Abend eine Energiereserve benötigt wird
• ein anderer Verbraucher höhere Priorität besitzt
• der heutige Energiebedarf voraussichtlich bereits gedeckt ist

Damit wird aus einer einfachen Überschusssteuerung eine vorausschauende Betriebsstrategie.

Individuelle Energieautomationen erstellen

Energiemanagement mit frei definierbaren Wenn-Dann-Regeln erweitern

Nicht jede Energieanlage und nicht jeder Haushalt benötigt dieselbe Strategie.

Zusätzlich zur zentralen Betriebslevel-Steuerung können deshalb individuelle Automationen erstellt werden.

Automationen können beliebig viele Trigger, Prüfungen und Aktionen kombinieren.

Damit lassen sich eigene Regeln erstellen, die genau auf die jeweilige Installation abgestimmt sind.

PV-Leistung, Batteriestand und Verbrauch als Bedingungen verwenden

Jeder verfügbare State kann grundsätzlich innerhalb einer Automation verwendet werden.

Dadurch lassen sich beispielsweise Bedingungen erstellen wie:

• PV-Leistung größer als 3000 Watt
• Batterieladestand größer als 80 Prozent
• Netzbezug kleiner als 100 Watt
• Einspeisung größer als 1500 Watt
• aktuelle Uhrzeit innerhalb eines Zeitfensters
• Betriebslevel mindestens Stufe 3
• bestimmter Verbraucher aktuell ausgeschaltet

Mehrere Bedingungen können miteinander kombiniert werden.

Automationen auf Wertänderungen und State-Ereignisse auslösen

Automationen müssen nicht ausschließlich in festen Zeitintervallen ausgeführt werden.

Als Trigger können unter anderem verwendet werden:

• regelmäßige Intervalle
• Wochenzeitpläne
• Änderungen eines Messwertes
• Änderungen eines States
• konkrete State-Ereignisse

Dadurch können Energieregeln unmittelbar auf Veränderungen reagieren.

Werte dynamisch berechnen

Zielwerte einer Automation können aus vorhandenen States berechnet werden.

Unterstützt werden unter anderem:

• Addition
• Subtraktion
• Multiplikation
• Division
• Restwert
• kleinerer Wert
• größerer Wert
• Rundung

Dadurch können beispielsweise Sollwerte dynamisch aus aktueller PV-Leistung, Verbrauch oder verfügbaren Reserven erzeugt werden.

Wallbox und Elektroauto in das Energiemanagement integrieren

homeESS kann mehrere Wallboxen verwalten und deren Energiebedarf in die zentrale Energieplanung einbeziehen.

Unterstützt werden unterschiedliche Ladestrategien wie:

• Privat
• Beruflich
• Immer voll

Zusätzlich können unter anderem berücksichtigt werden:

• Fahrzeug-Ladezustand
• Energieprognose
• Verbraucherpriorität
• Zählerwerte
• erwartete PV-Erzeugung

Dadurch kann das Laden eines Elektroautos gemeinsam mit anderen flexiblen Verbrauchern geplant werden.

Pool, Heizung und andere flexible Verbraucher mit PV-Energie betreiben

Das Energiemanagement ist nicht auf einzelne Gerätetypen beschränkt.

Flexible Verbraucher können in die zentrale Lastplanung eingebunden oder über eigene Automationen gesteuert werden.

Typische Anwendungen sind beispielsweise:

• Poolpumpen
• Solarthermie-Pumpen
• Warmwasserbereitung
• Heizstäbe
• Wärmepumpen
• Ladegeräte
• Klimatisierung
• Werkstattgeräte
• Haushaltsgeräte

Für die Poolsteuerung besitzt homeESS zusätzlich ein optionales Modul, das Zeitpläne, Temperaturen, Sonnenbedingungen, Prioritäten und den gelernten Energiebedarf berücksichtigen kann.

Netz- und Wechselrichtersteuerung mit Grid-Control

Für Installationen mit erweiterten Anforderungen steht optional Grid-Control zur Verfügung.

Das Modul kann Netz- und Wechselrichterpfade anhand definierter Bedingungen schalten.

Dabei werden unter anderem unterstützt:

• verifizierte Rückmeldungen
• konfigurierbare Schaltschwellen
• Hysteresen
• Audit-Protokollierung
• phasenspezifischer Lastabwurf
• gestuftes Abschalten
• verzögerte Wiederfreigabe

Damit können auch komplexere Energieanlagen in die zentrale Betriebsstrategie eingebunden werden.

Energiefluss für PV, Netz, Batterie und Verbraucher visualisieren

Ein animiertes Energieflussdiagramm zeigt die aktuelle Energieverteilung zwischen den zentralen Komponenten.

Dargestellt werden können:

• Photovoltaikanlage
• Stromnetz
• Batteriespeicher
• Eigenverbrauch
• einzelne Verbraucher
• Verbrauchergruppen
• verschachtelte Verbrauchergruppen

Dadurch ist auf einen Blick erkennbar, wo aktuell Energie erzeugt, gespeichert oder verbraucht wird.

Lokales Energiemanagement ohne verpflichtende Cloud

homeESS wird lokal auf eigener Hardware betrieben.

Messwerte, Automationen und die zentrale Energiestrategie bleiben damit innerhalb des eigenen Systems.

Externe Dienste wie Open-Meteo werden gezielt für Daten verwendet, die für die Prognose benötigt werden. Die eigentliche Verarbeitung, Speicherung und Steuerungslogik läuft jedoch innerhalb von homeESS.

Der optionale Fernzugriff ist vom lokalen Betrieb getrennt und für die eigentliche Funktion des Energiemanagements nicht erforderlich.

Energiemanagement mit homeESS im Überblick

homeESS verbindet:

• Photovoltaik-Monitoring
• Stromverbrauchsmessung
• Netzbezug und Einspeisung
• mehrere PV-Anlagen
• Open-Meteo-Wetterdaten
• PV-Ertragsprognosen
• Clear-Sky-Referenzmodell
• Sonnenstandsberechnung
• automatische Prognosekalibrierung
• Hausakku und Batteriespeicher
• Mindest-Ladezustand und Energiereserven
• viertägige Energiebilanz
• gelernte Grundlast
• Wochentagsprofile
• temperaturabhängigen Energiebedarf
• Wallbox-Verbrauchsmodelle
• prioritätsbasierte Betriebslevel
• Hysteresen und persistente Zustände
• Autarkie- und Notstromstrategien
• individuelle Wenn-Dann-Automationen
• Grid-Control
• Poolsteuerung
• Wallboxsteuerung
• Energieflussvisualisierung

Damit verbindet homeESS Energiemonitoring und aktive Energiesteuerung in einem gemeinsamen System. Statt einzelne Komponenten isoliert zu betrachten, können Erzeugung, Speicher, Verbrauch, Prognosen und Automationen gemeinsam ausgewertet und gesteuert werden.

<< zurück zur Preise- und Funktionsübersicht