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evcc-io
Epic: Heating improvements
Recently, we have added more and more heating devices: https://github.com/evcc-io/evcc/pulls?q=is%3Apr+is%3Aclosed+label%3Aheating. To simplify implementation we've provided two basic abstractions that allow quickly prototyping new models on top: heatpump(power-controller) and sgready(2-wire controlled).
Heating devices, especially heatpumps, are different than the usual EV charger in a couple of aspects:
- they are, typically continuously, controlled by power, not current
- operate independently of a given desired power envelope
- power consumption is not predictable
- behaviour does not easily map to enabled/disabled
- hence energy is also consumed when "disabled" and users want it to be logged
- charging status detection is not reliable (https://github.com/evcc-io/evcc/issues/19481#issuecomment-2705693911)
- spezifische Ladeplanlogik (unabhängig Soc)
This epic serves to collect ideas how to improve the current functionality.
I would like to add my ideas from #19677 for calculating the PV surplus with heatpumps :)
Das Thema Heizstab sollte dabei mitgedacht werden. Dieser kann entgegen der Wärmepumpe als reiner Überschusslader eingebunden werden und über modbus oder 0-10V Signal angesteuert werden.
Bei Wärmepumpen ist ja auch immer darauf zu achten, dass diese nicht ständig ein/aus gehen und haben ja auch primär die Aufgabe, ein Haus zu heizen. Eine Funktionalität könnte sein, bei PV-Überschuss eine höhere Leistung/Puffertemperatur zu erzeugen, wenn so etwas im jeweiligen Einsatzfall möglich ist.
Ich fände es gut, wenn in der Oberfläche der aktuelle SG-Ready Status angezeigt werden könnte. Dieser sollte im Optimalfall vom Gerät gezogen werden. Bei Stiebel-Eltron wäre es z. B. die Modbus-Adresse: 35001. Daher Visualisierung von
- Bereitschaftsbetrieb
- Automatikbetrieb
- Forcierter Betrieb
- Maximalbetrieb
Ggf. auch nur ein Symbol für Forcierter Betrieb und ggf. Bereitschaftsbetrieb.
Ich fände es gut, wenn in der Oberfläche der aktuelle SG-Ready Status angezeigt werden könnte. Dieser sollte im Optimalfall vom Gerät gezogen werden. Bei Stiebel-Eltron wäre es z. B. die Modbus-Adresse: 35001. Daher Visualisierung von
- Bereitschaftsbetrieb
- Automatikbetrieb
- Forcierter Betrieb
- Maximalbetrieb
Ggf. auch nur ein Symbol für Forcierter Betrieb und ggf. Bereitschaftsbetrieb.
Alternativ wäre es dazu ggf. gut, wenn ich diesen Modus als mqtt value abrufen könnte, da wir bei Viessmann WP die Werte entweder aus der HA Viessmann Integration auf mqtt leiten (via nodered) bzw. die Viessmann API über nodered abfragen und in mqtt speichern.
Für Leute die nicht mehrere SG Ready Stati schalten, sondern wie in unserem Fall nur den Modus 4 (erzwungener Betrieb Warmwasser + Heizwasser Anhebung), müsste es den Status dann auch als einfachen aktiv/inaktiv geben. Aktuell wird Status (4) siehe Ende Screenshot, über ein Shelly 1 mit evcc realisiert. Ein 3EM gibt die Leistung von der Wärmepumpe-Außeneinheit, ein weiteres 3EM die Leistung des integrierten Heizstabes zurück, addiert diese in einen Sensor den wir via nodered als mqtt meter dann an evcc geben.
Problem ist: Wenn ohne das evcc das "heizen" aktiviert trotzdem regelgeheizt wird, wird die Leistung trotzdem in evcc angezeigt.
Ich würde es auch gut finden wenn alle 4 Modi unterstützt werden, gerne auch mit Wahl welcher Modus bei PV Überschuss aktiviert werden soll
Alternativ wäre es dazu ggf. gut, wenn ich diesen Modus als mqtt value abrufen könnte, da wir bei Viessmann WP die Werte entweder aus der HA Viessmann Integration auf mqtt leiten (via nodered) bzw. die Viessmann API über nodered abfragen und in mqtt speichern.
Also ich habe mir das bisher über mqtt und nodered abgebildet (Daikin) was dann zwei SGReady Relais an der WP steuert. Wenn man die Stati abbilden könnte wäre super. Und stimmt eine steuerung via Leistung wäre geschickter als Stromstärke. Was aber berücksichtigt werden sollte ist, das manche WPs SGReady im Winter nur auf das WW beziehen, da die WP nur Heizen oder WW machen kann. D.h. wenn man häufig zwischen normalbetrieb und Boost hin und her schaltet, schaltet man den Kompressor ein/aus. Sprich man takted unnötig viel und es braucht dann auch immer eine mehrminütige hochlaufphase. Daher habe ich zwar alle Modi implementiert, aber wirklich schalten tu ich aktuell nur normal und aus. Wenn ich noch einen check implementieren würde ob gerade WW oder Heizen ein ist, kann man das boosten bei WW noch implementieren ohne eine Taktung zu forcieren.
Und stimmt eine steuerung via Leistung wäre geschickter als Stromstärke.
@endurance1968 das gibts bereits, nennt sich dann heatpump und hat mit sgready nichts zu tun.
D.h. wenn man häufig zwischen normalbetrieb und Boost hin und her schaltet, schaltet man den Kompressor ein/aus. Sprich man takted unnötig viel und es braucht dann auch immer eine mehrminütige hochlaufphase.
Genau das sollte nicht der Fall sein da die WP das selbst entscheidet. Boost ist nur als Empfehlung zu verstehen, nichts anderes. Zudem sollte das- selbst bei einer dummen WP- keine große Rolle spielen wenn sie denn modulieren kann.
aber wirklich schalten tu ich aktuell nur normal und aus
Ausschalten halte ich für komplett falsch, ist hier aber OT.
Dieser sollte im Optimalfall vom Gerät gezogen werden. Bei Stiebel-Eltron wäre es z. B. die Modbus-Adresse: 35001.
@Tombra1889 der wird bereits vom Gerät gezogen.
Ich würde es auch gut finden wenn alle 4 Modi unterstützt werden, gerne auch mit Wahl welcher Modus bei PV Überschuss aktiviert werden soll
@Tihmann d.h. du willst zwischen forciert und maximal statisch wählen können? Was ist dein UC?
Dieser sollte im Optimalfall vom Gerät gezogen werden. Bei Stiebel-Eltron wäre es z. B. die Modbus-Adresse: 35001.
@Tombra1889 der wird bereits vom Gerät gezogen.
Es ging mir hier primär um die Visualisierung in der Oberfläche. Also wahrscheinlich etwas für @naltatis
Ich kann das nur nochmal seitens VIESSMANN Vitocal 200 in "einfacherer Sprache" erklären, wie dort bei Schalten des potentialfreien Kontaktes der Ablauf ist und was das Ziel ist - wie ihr das umsetzt (en könnt), bleibt bei euch :)
Beispiel Schaltung Modus 4 (siehe Viessmann Bild oben, Kontakt 1+2 geschlossen): Es wird zuerst das WW auf die Max-Wassertemp. gebracht: Dabei wird in der in der WP integrierte Heizstab nicht genutzt, sodass mit einer Leistung bis 5kW max. (je nach WP-Ausführung ggf. mehr) gerechnet werden muss. Ist WW-Max. erreicht, geht die WP in Pause oder defrost für ein paar Minuten. Danach startet die HW (Heizwasser) Erwärmung - dabei liegen Erfahrungsgemäß erst 3-4 kW der WP an, danach schaltet der Heizstab in Stufen von 3,6 und am Ende 9 kW hinzu - auch abhängig von Außentemperatur. D.h. im Zweifel zieht sich die WP für 1-2 Stunden dann 13 kw. Man kann die max-Leistung des Heizstabes aber auch in den WP Settings begrenzen. Danach würde Raumsoll-Heiz/Kühl-Erhöhung folgen, die habe ich mit 0 angegeben, daher hört die WP danach auf.
Eine reine WW Aufheizung oder reine HZ Aufheizung bietet das SG Ready Schema von Viessmann nicht, auch nicht im Modus 3. Modus 1 ist normal, Modus 2 ist EVU abschaltung und (hier) ireelevant.
Eine reine WW Aufheizung könnte man per MQTT Set an die Viessmann API senden bzw. wenn man die Viessmann HA Integration nutzt triggern.
Aktuell macht es die sinnvolle Steuerung dahingehend schwierig, als das gerade beim HZ Aufwärmen in der Regel jede Durchschnitts-PV-Anlage den Überschuss nicht leisten kann - bei uns geht dann für 1 Stunde halt was aus dem Akku (freigegeben in evcc). Taktung zu vermeiden ist sicherlich das größte Problem - ich habe in der evvc config halt mitgegeben, das die thresholds recht hoch sind bzw. die delays recht lang sind - im Zweifel zieht es dann ein paar W aus dem Netz - aktuell sehe ich in der WP/evcc/Shelly Variante aber keine Bessere Lösung.
Ich kann gerne mithelfen mit der WP zu testen.
Beispiel Schaltung Modus 4 (siehe Viessmann Bild oben, Kontakt 1+2 geschlossen)
Aus meiner Sicht sollte der Modus 3 der primäre Modus sein, der für SG-Ready bei einem PV Überschuss verwendet werden sollte. Dieser führt je nach Einstellung (zumindest bei Stiebel Eltron) zu einer Erhöhung der Werte - aber halt nicht zu einer Maximalleistung wie im Modus 4. Ich denke bei Viessmann ist es analog. Die Leistungsaufnahme kann von Wärmepumpe zu Wärmepumpe sehr unterschiedlich sein. Bei mir z. B. für Warmwasser zwischen 1,2-2,5 KW und für den Heizkreis zwischen 0,6 und 2 KW. Die Maximalwerte wurden bei mir noch nie abgerufen, die Heizstäbe sind auch noch nie eingeschaltet worden.
...das würde heissen dass es nicht eine Modusauswahl bräuchte sondern eine automatische Ansteuerung je nach Überschuss. Dafür müssten die Überschussgrenzen bekannt sein. Klingt nach relativ viel WP-spezifischer Magie. Besser wäre da in jedem Fall die Ansteuerung mittels verfügbarem Überschuss.
...das würde heissen dass es nicht eine Modusauswahl bräuchte sondern eine automatische Ansteuerung je nach Überschuss. Dafür müssten die Überschussgrenzen bekannt sein. Klingt nach relativ viel WP-spezifischer Magie. Besser wäre da in jedem Fall die Ansteuerung mittels verfügbarem Überschuss.
Ja - außer man will 2 Modi schalten können (im Fall von Viessmann zb 2 Shelly 1) dann sollte man zumindest, wenn auch ggf. manuell, denn Standard Modus wählen können, den man nutzen will. Denke das ist umsetzbar, wenn beide Shelly in der config untergebracht sind.
Die aktuelle Leistung der WP und des heizstabes kommt ja derzeit bei unserer Vitocal aus zwei addierten (ggf. auch einzeln) Shelly 3EM Smart Metern.
...das würde heissen dass es nicht eine Modusauswahl bräuchte sondern eine automatische Ansteuerung je nach Überschuss. Dafür müssten die Überschussgrenzen bekannt sein. Klingt nach relativ viel WP-spezifischer Magie. Besser wäre da in jedem Fall die Ansteuerung mittels verfügbarem Überschuss.
Ja, es wird nicht so einfach werden. Da eine Wärmepumpe ja ggf. auch schon läuft und daher der aktuelle Verbrauch aus der benötigten Überschusserzeugung ausgerechnet werden müsste. Eine Idee wäre entsprechende "Operating Ranges" für Warmwasser und Heizung zu implementieren. Die meisten Wärmepumpen konzentrieren sich im Modus 3 dann zunächst auf Warmwasser. Hierfür müsste aber dann noch eine Abweichungsgrenze in K definiert werden um zu unterscheiden ob jetzt von der Wärmepumpe zunächst Warmwasser gemacht werden würde. Daher z. B. zu meinem Beispiel:
Warmwasser zwischen 1,2-2,5 KW Heizkreis zwischen 0,6 und 2 KW
Delta 5 Grad K
Beispiel 1:
Aktuelle Warmwassertemperatur 56 Grad SG Ready Temperatur 60 Grad. Daher Abweichung kleiner als 5 K. Die Wärmepumpe würde den Heizkreis erhöhen. Zwischen 0,6 und 2 KW erforderlich. Wenn die Wärmepumpe schon mit 800 Watt heizt, wäre nur noch eine Überschuss von 1,2 KW erforderlich.
Beispiel 2:
Aktuelle Warmwassertemperatur 48 Grad SG Ready Temperatur 60 Grad. Daher Abweichung größer als 5 K. Die Wärmepumpe würde Warmwasser erhöhen. Zwischen 1,2 und 2,5 KW erforderlich. Wenn die Wärmepumpe schon mit 800 Watt heizt, wäre nur noch eine Überschuss von 1,7 KW erforderlich.
@andig Bei Daikin (zumindest Altherma 3) ohne spezielles Raumthermostat (z:b. Vorlauftemp gesteuert) bezieht sich SGready nur auf WW Modus. D.h. schalte ich den Boost modus, wird nur WW erhitzt. Um das zu tun wird ein Mehrwegeventil geschaltet (wenn man im Heizungsmodus ist) und dafür geht der Inverter temporär aus. Keine Ahnung ob das auch andere WPs so machen - ist Mist, aber ich wollte die Info mal weitergeben bevor hier getaktet wird weil der Boostmodus wegen sehr kurzfristigen Überschuss aktiviert wird.
Das Ausschalten (also nicht komplett nur den Heizbetrieb) habe ich nur für den Fall implementiert, dass mir gesagt wird ich sollte <6A Strom ziehen, was in der Regel nicht vorkommt.
WP-Installationen können sehr unterschiedlich sein, die SG-Ready Implementierungen der Hersteller ebenso.
Meine WP z.B. hat im Gegensatz zu den Beispielen oben weder eine Trinkwassererwärmung noch einen anderen Pufferspeicher oder einen Mischer aber 100% FBH in einem Heizkreis. Der Nachbar hat nur eine Brauchwasser-WP und heizt mit Holzpellets.
Was genau bei welcher Kontaktkombination konkret passiert muss man ausprobieren und kann man häufig auch irgendwie in Grenzen konfigurieren an den Gerätschaften.
Thema Ladeplan Wärmepumpe: @storkio
Wärmepumpen unterscheiden sich ja als Dauerverbraucher von klassischen Wallboxen. Trotzdem wäre es gut, wenn auch für Wärmepumpen die Möglichkeit besteht einen "Ladeplan" zu erstellen. Dieser Ladeplan gilt dauerhaft. Zwei Use Cases:
Preis-/CO2 optimierte Aktivierung der Wärmepumpe bei dynamischen Preismodellen: Bei niedrigem Strompreis / CO2 Wert wird die Wärmepumpe über SG Ready in einen höheren Betriebsmodus aktiviert (SG Ready Betriebszustand 3 oder 4), bei hohem Strompreis /CO2 Wert wird die Wärmepumpe über SG Ready in den blockierenden Betriebsmodus gesetzt (SG Ready Betriebszustand 1, evcc Dimm). Niedrige bzw. hohe Strompreise / CO2 Werte können z.B. in Prozent vom Tagesdurchschnitt angegeben werden. Im Ladeplan wird höherer Betriebsmodus grün und blockierender Modus rot dargestellt.
PV optimierte Aktivierung der Wärmepumpe Im Sommer wird in einem definierten Zeitraum (tagsüber) die Preis-/CO2 optimierte Aktivierung pausiert, damit PV Vorrang hat. Bei niedriger PV Vorhersage (Grenzwert festlegbar) gilt die Preis-/CO2 optimierte Aktivierung den ganzen Tag
Für Wärmepumpen gibt es in evcc drei Zustände: Normal, Boost & Dimm. Normal & Boost lassen sich im Ladeplan abbilden, Dimm noch nicht. Dimm macht bei hohen Preisen / CO2 durchaus Sinn, das Haus hat ja eine gewisse Trägheit / Speicherfähigkeit und hält eine gewisse Zeit im Dimm Modus gut aus.
@Tihmann das ändert nichts an
spezifische Ladeplanlogik (unabhängig Soc)
Der eigentliche Unterschied ist, dass der Energiebedarf von WP mangels Capacity, aber auch Soc, nicht vorhersagbar ist. Die Frage für jeden Plan ist also was da geplant werden soll. Deine beiden UC- Preisschwellen und PV Leistung sind einfach und auch heute schon möglich. Daran ist nichts Neu.
Was nicht möglich ist ist die Planung einer konkreten Energiemenge, also die Nutzung des Planners. Dafür bräuchte es eine Idee (...oder Planner ist eben nicht anwendbar).
Nochmal aus der kalten raus:
Wenn ich zwei SOC's hätte, einen für Warmwasser und einen für Heizwasser Puffer, dann könnte ich dort einfach SOC Limits setzen und danach steuern. Bis jetzt gibt es aber (logischerweise beim Thema EV, nur einen SOC). Habe ich diese zwei SOC's, dann steuere ich das ganze wie in https://github.com/evcc-io/evcc/issues/19481#issuecomment-2703919472 - das eigentliche Limit wird sowieso durch die Einstellung der Max-Werte der WP gesteuert (ähnlich MY-PV). Für die SOC's würde mir ein custom mqtt reichen.
Es bleibt dann nur sicherzustellen das die delays/thresholds sauber gesetzt sind, da die Wärmepumpen alle recht räge sind und garnicht mögen, 20x die Stunde getaktet zu werden.
Oder?
Wenn ich zwei SOC's hätte ... einfach ... danach steuern
Dann hast du immer noch keine Kapazität und damit unklare Energiemenge. Damit fehlt dem Planner dir Grundvoraussetzung. Was soll also "einfach steuern" konkret bedeuten?
Wenn ich zwei SOC's hätte ... einfach ... danach steuern
Dann hast du immer noch keine Kapazität und damit unklare Energiemenge. Damit fehlt dem Planner dir Grundvoraussetzung. Was soll also "einfach steuern" konkret bedeuten?
Bevor ich das beantworten kann, was ist mit Kapazität konkret gemeint? Wenn ich das richtige auf Wärme/Wasser übertrage, ist meine Kapazität die Max-Temp die der entsprechende Puffer haben soll. Wenn WW-Max 55 Grad und HW-Max 60 Grad, dann ist das doch wie meine Akku Kapazität von meinetwegen 10 kW. Über den SOC-Regler , z.B. 100%, stelle ich dann ein, was dort die zu ladenden Limits sind.
Beispiel für Kapazität bei Wärmepumpe 300 Liter x 100 Grad x 1,16 Wh / 3,5 COP = 10kWh
Eine Heizung bedient aber einen Speicher mit unendlicher Kapazität, da er während der Beladung bereits wieder mit einer unbekannter Leistung entladen wird. Wassereimer mit Löchern im Boden.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778824008491
Hier wird ein Kontrollsystem zur netzdienlichen Steuerung der Heizung eines Hauses vorgeschlagen. Statt nur des Warmwasserspeichers wird das gesamte Haus als Speicher/Verbraucher angesehen. Mit so ein paar Eingabewerten, Prognose Solar/Temperatur und Hausenergieverbrauch (Daten aus dem Energieausweis zb), wird der Energiebedarf für die nächsten 48h prognostiziert.
Für mich klingt das wie eine Ideallösung, die auch ganz gut zum netzdienlichen Laden von Elektroautos passt. Das Problem ist ja vor allem bisher die Kombination aus Wärme- und Strombedarfsregelung.
Ich möchte ja kein Spielverderber sein, aber es gibt so viele Wärmepumpen auf dem Markt und damit ebenso viele Regelverhalten und Parameter, dass die Integration zu erst einmal einfach sein sollte. Der SGready-Port hat vier Schaltzustände, die bei jeder Wärmepumpe individuell mit einem shelly angesprochen werden können. Bei der einen WP ist 0/1 der Vorzugsbetrieb und bei der anderen 1/0 - so what, kann ja individuell und sehr einfach verkabelt werden. shelly schaltet halt bei der einen WP den Port2 und bei der anderen WP den Port1. Dann brauche ich doch nur noch den Verbrauch (im Zweifel wieder shelly, oder modbus, oder....) der Wärmepumpe und kann diesen mit dem Überschuss (eventuell plus treshold) vergleichen. Abhängig vom Ergebnis bleibt dann der Vorzugsbetrieb oder er wird wieder ausgeschaltet. Alles weitere sollte in der Wärmepumpe geregelt werden. Eine Priorisierung wäre natürlich nützlich, so dass zum Beispiel der Vorzugsbetrieb beendet wird, sobald ein Fahrzeug mit höherer Priorität eingestöpselt wird.
Abschließend: vielen Dank an die EVCC-Gemeinschaft für die tolle Arbeit 🥇
Für mich wäre ein Kombination aus PV-Überschuss-"Forciertes Heizen" und abhängig vom dynamischen Strompreis Heizen über SG-Ready ideal.
Da im Winter meist kein PV-Überschuss vorhanden ist finde ich das Strompreisabhängige Heizen sehr interessant. 1.) Normalbetrieb: Strompreis "normal", kein PV-Überschuss 2.) Boost: Strompreis "günstig" (meist 2:00-5:00) oder PV-Überschuss 3.) Dimm-Betrieb: Strompreis "hoch", kein PV-Überschuss 4.) Sperrbetrieb: Strompreis "sehr hoch", kein PV-Überschuss, jedoch begrenzt auf 1-2h (damit der Komfort nicht leidet); hier müsste z.b. die 1-2h Preis-peak ermittelt werden
Wäre klasse wenn so etwas realisiert werden könnte. :)
Ich fände es gut, wenn in der Oberfläche der aktuelle SG-Ready Status angezeigt werden könnte. Dieser sollte im Optimalfall vom Gerät gezogen werden. Bei Stiebel-Eltron wäre es z. B. die Modbus-Adresse: 35001. Daher Visualisierung von
- Bereitschaftsbetrieb
- Automatikbetrieb
- Forcierter Betrieb
- Maximalbetrieb
Ggf. auch nur ein Symbol für Forcierter Betrieb und ggf. Bereitschaftsbetrieb.
Ich habe gestern versucht auf das sgready-Template zu wechseln. Technisch ist mir dies auch soweit geglückt. Allerdings passt es mir bzgl. der Visualisierung noch nicht. Im Standby wird leider kein Verbrauch aufgezeichnet. --> Daher für Wärmepumpen wäre eine 24 Std. Aufzeichnung eigentlich optimal.
Zudem ist zu dem Zeitpunkt ja auch fraglich, was genau Standby ist.
Standby = Verdichtet läuft nicht - es wird aber trotzdem Strom durch die Heizkreispumpe Steuerung etc. verbraucht. Heizbetrieb Heizbetrieb (forciert) Heizbetrieb (max) Warmwasser Warmwasser (forciert) Warmwasser (max)
Bzgl. der Status bin ich mir selbst noch nicht so sicher, was sinnvoll sein könnte. Daher vielleicht ein möglichst allgemeines Attribut z. B. OperatingStatus zusätzlich zum sgreadyStatus.
Abgeleitet würde dies drei Anforderungen bedeuten:
- 24 Std. Aufzeichung
- Umsetzung und Visualisierung des OperatingStatus anstatt des heutigen Status
- ggf. Visualisierung des getmode bzgl. sgready