Mini PV Anlage
30. Juli, 2019 in: Allgemein, Elektronik, Hausbau
Schon länger habe ich mit der Anschaffung einer Mini PV Anlage zur teilweisen Deckung meines Eigenstrombedarfs geliegäugelt. Allerdings waren die rechtlichen Rahmenbedingungen noch nicht ganz klar. Seit inkraftreten der neuen VDE4105 Ende April 2019 ist dies klar geregelt. Und es dürfen Kleinanlagen von bis zu einer Leistung von 600W unter bestimmten Bedingungen ans Stromnetz angeschlossen werden, wobei ein vereinfachtes Anmeldeverfahren beim EVU genügt. Weitere Informationen hierzu können im Netz gefunden werden.
Mitte Mai habe ich bei mir schließlich eine Mini PV Anlage auf das Flachdach der Garage installiert. Die Anlage besteht aus lediglich zwei PV Modulen mit einer Leistung von insgesamt 600Wp. Die beiden Module werden an einem Wechselrichter (Envertech EVT540) mit einer Nennleistung von 540W betrieben. Der Wechselrichter hat zwei unabhängige MPPT Regelungen, sodass beide Module optimal genutzt werden können.
Die derzeitige Elektroinstallation hat jedoch nur einen Anschluss am Stromkreis der Garage zugelassen, sodass ich um die erzeugte Energie genau erfassen zu können, direkt am Anschlusspunkt der PV ansetzen musste und nicht erst in der Verteilung. Der einphasige Stromzähler mit S0 Ausgang, ein DRS155D, sitzt direkt in einer größeren Verteilerdose, zusammen mit einem 5V Netzteil und einem WeMos D1 Mini mit dem „bekannten“ ESP8266. Das WeMos Board sitzt diesmal wieder im gleichen Hammond Gehäuse wie schon eines bei der Türklingel zum Einsatz kam.
Der ESP8266 ist direkt mit dem S0 Ausgang verbunden, ich habe sogar den externen Pullup eingespart und nutze nur den internen Pullup des Controllers. Der S0 Ausgang des Zählers benötigt lt. Datenblatt mindestens 5V zum Betrieb, es geht aber wohl geradeso auch noch mit den 3,3V des ESP. Alternativ könnte ein einfacher Spannungsteiler aufgebaut werden, darauf hatte ich bei einem ersten Test allerdings verzichtet und da es funktionierte, blieb es dann auch dabei ¯\_(ツ)_/¯
Mein Sketch vom Ferraris Stromzähler musste ich hier etwas anpassen, aber ansonsten läuft alles identisch ab. Der ESP misst die zeitlichen Abstände zwischen zwei Pulsen und bestimmt daraus die „aktuelle“ Leistung. Der ESP sendet im 1 Minuten Interval Messwerte der aktuellen Leistung und der in der letzten Minute erzeugten Energie an ein PHP Skript, welches die Werte in eine MySQL Datenbank schreibt. Da der S0 Ausgang eine Auflösung von 1Wh/Impuls besitzt, bedeutet dies im Umkehrschluss, dass bei einer Leistung kleiner 60W nicht jede Minute 1 Impuls kommt. Daher erfolgt in diesem Fall erst eine Weiterleitung des Messwertes, sobald der nächste Impuls auftritt. Werden mehrere Impulse pro Minute erfasst, wird für die aktuelle Leistung ein Mittelwert gebildet.
Das Endergebnis sieht in der einfachen Visualisierung aktuell an einem sonnigen Tag so aus:
Allerdings setzt leider teilweise der Empfang des ESP aus, sodass ich Lücken in der Aufzeichnung habe, evtl. werde ich das Board etwas anders Platzieren, oder versuchen eine externe Antenne anzubringen. Der WLAN Accesspoint sitzt aktuell im 1. OG und auf direkter Verbindung zwischen ESP und Accesspoint befinden sich mehrere Wände.
Nachtrag 02.2020: Der WLAN Empfang lässt leider immernoch etwas zu wünschen übrig, sodass nicht die komplette erzeugte Energie aufgezeichnet wurde. Zudem bin ich auch noch nicht dazu gekommen die vom Haus verbrauchte Energie zu erfassen, sodass ich das echte Einsparpotential derzeit nicht in Zahlen darstellen kann. Was ich sagen kann ist, das die PV Anlage letztes Jahr (ab Mitte Juni) rund 260kWh erzeugt hat, laut meinem lückenhaften Datenlogger.
