Nulleinspeisung mit FRITZ! Smart Energy 250 und Anker Solix in Home Assistant

Viele Besitzer eines Balkonkraftwerks mit Speicher wünschen sich eine möglichst geringe Einspeisung ins öffentliche Stromnetz. Idealerweise wird nur so viel Leistung abgegeben, wie im Haushalt tatsächlich benötigt wird. Aktuelle Systeme nutzen dafür häufig spezielle Smart Meter, die den Stromverbrauch nahezu in Echtzeit erfassen und die Ausgangsleistung des Wechselrichters entsprechend anpassen. Dies erfordert aber die Installation durch einen Elektriker und die damit verbunden Kosten wollte ich mir erstmal ersparen.

Daher habe ich einen anderen Weg genutzt und die bereits vorhanden Geräte miteinander verbunden. Mithilfe des FRITZ! Smart Energy 250*, einer Anker SOLIX Solarbank* und Home Assistant* habe ich eine funktionierende Nulleinspeisung realisieren und dies ganz ohne ein zusätzliches Smart Meter im Sicherungskasten.

Die Ausgangssituation

Bereits seit einiger Zeit nutze ich den FRITZ! Smart Energy 250 zur Auslesung meines digitalen Stromzählers. Der Sensor wird direkt auf die optische D0-Schnittstelle des Stromzählers aufgesetzt und überträgt die Messwerte per DECT an die FRITZ!Box*.

Über die FRITZ!SmartHome stehen die Daten anschließend in Home Assistant zur Verfügung und können sowohl im Energie Dashboard visualisiert als auch für Automatisierungen genutzt werden.

Zur Stromerzeugung verwende ich ein Balkonkraftwerk mit integriertem Speicher und einer maximalen Einspeiseleistung von 800 Watt. In meinem Fall kommt eine Anker SOLIX Solarbank 2 E1600 Pro* zum Einsatz. Die Anker Solix Integration für Home Assistant unterstützt inzwischen auch weitere Modelle wie die Anker Solarbank 2 E1600 AC* sowie die Anker Solarbank 3 E2700*. Die Liste der unterstützten Geräte wird kontinuierlich erweitert und die aktuellen Modelle wie die Anker SOLIX Solarbank 4 Pro* werden ebenfalls in kurze unterstützt.

Vor der Umsetzung mit Home Assistant habe ich die Solarbank im benutzerdefinierten Modus der Anker App betrieben. Dabei wird ein Zeitplan mit festen Einspeisewerten für verschiedene Tageszeiten hinterlegt. Die Einspeisekurve habe ich anhand mehrerer Messungen über den Tagesverlauf erstellt und versucht, möglichst gut auf die Grundlast meines Haushalts abzustimmen. So konnte die Solarbank beispielsweise tagsüber einen Großteil der dauerhaft laufenden Verbraucher wie den Kühlschrank, Home Office und Internetrouter abdecken.

Funktionsprinzip der Nulleinspeisung in Home Assistant

Die gesamte Regelung erfolgt über eine Automation in Home Assistant. Der FRITZ! Smart Energy 250 dient dabei als Sensor für den aktuellen Leistungsfluss am Netzanschlusspunkt.

sensor.fritz_smart_energy_250_leistung

Die vom Stromzähler gemessene Leistung wird mit der aktuell eingestellten Einspeiseleistung des Balkonkraftwerks verglichen.

sensor.solarbank_2_e1600_pro_ac_hausabgabe

Aus dieser Differenz berechnet Home Assistant einen neuen Sollwert, der anschließend an die Anker SOLIX Solarbank übertragen wird.

number.solarbank_2_e1600_pro_system_einspeisevorgabe

Die Einspeiseleistung wird dabei kontinuierlich angepasst. Als Auslöser dient die Leistungsänderung des FRITZ! Smart Energy 250. Zusätzlich ist eine Verzögerung von 10 Sekunden integriert, um unnötige Regelvorgänge zu vermeiden.

Das Ziel der Automation besteht darin, den Netzbezug beziehungsweise die Einspeisung möglichst nahe bei 0 Watt zu halten. Hierfür wurde eine Toleranz von ±5 Watt definiert, damit die Solarbank nicht auf jede kleinste Schwankung reagiert.

abs > 5 

Die Einspeiseleistung kann dabei flexibel zwischen 0 und 800 Watt eingestellt werden.

 {{ [current_value + (stromverbrauch ), 800] | min }}
 {{ [current_value + stromverbrauch, 0] | max }}

Die im Beispiel verwendeten Sensor- und Entitätsnamen stammen aus meiner Installation und können daher bei euch anders heißen. Die korrekten Bezeichnungen findet ihr direkt in den Geräte- und Entitätsdetails von Home Assistant.

Der Vollständige YAML-Code meiner Automatisierung, diese kann als in Home Assistant unter Automatisierung hinzugefügt werden. Neue Automatisierung erstellen und dann über die drei Punkte, in YAML bearbeiten auswählen.

alias: Nulleinspeisung mit Anker Solix Solarbank E1600
description: Attempts to keep power consumption at 0 watts with Anker Solix Solarbank E1600
triggers:
  - trigger: state
    entity_id:
      - sensor.fritz_smart_energy_250_leistung
    enabled: true
conditions: []
actions:
  - repeat:
      while:
        - condition: template
          value_template: >
            {% set stromverbrauch =
            states('sensor.fritz_smart_energy_250_leistung') | float(0) %} {{
            stromverbrauch | abs > 5 }}
      sequence:
        - action: number.set_value
          target:
            entity_id: number.solarbank_2_e1600_pro_system_einspeisevorgabe
          data:
            value: >
              {% set stromverbrauch =
              states('sensor.fritz_smart_energy_250_leistung') | float(0) %} {%
              set current_value =
              states('sensor.solarbank_2_e1600_pro_ac_hausabgabe') | float(0) %}
              {% if stromverbrauch > 0 %}
                {{ [current_value + (stromverbrauch ), 800] | min }}
              {% else %}
                {{ [current_value + stromverbrauch, 0] | max }}
              {% endif %}
        - delay:
            hours: 0
            minutes: 0
            seconds: 10
            milliseconds: 0
mode: single

💬 Ich freue mich auf eure Erfahrungen, Optimierungsvorschläge und Ideen zur Verbesserung der Automation in den Kommentaren.

Verbesserungspotenzial der DIY-Nulleinspeisung

Der größte Kritikpunkt am FRITZ! Smart Energy 250 ist die vergleichsweise geringe Aktualisierungsrate. Die Daten werden typischerweise nur alle 30 bis 60 Sekunden an Home Assistant übertragen.

Für sehr schnelle Regelungen ist das natürlich nicht ideal. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die Lösung dennoch erstaunlich gut funktioniert.

In der Anzeige der gemessenen Leistung des FRITZ! Smart Energy 250 sind die Sprünge der Regelung gut zu erkennen.

Typische Verbraucher wie Kühlschränke, Unterhaltungselektronik, Beleuchtung oder Computer verursachen meist keine extrem schnellen Lastwechsel. Die Solarbank kann deshalb einen Großteil des täglichen Stromverbrauchs zuverlässig ausgleichen.Kurzzeitige Lastspitzen, beispielsweise durch einen Wasserkocher, Backofen oder ein Induktionskochfeld, lassen sich aufgrund der verzögerten Messwertübertragung naturgemäß nicht vollständig kompensieren. Hier kommt es kurzzeitig zu einem Netzbezug, bevor die Regelung nachzieht.

Fazit

Auch wenn der FRITZ! Smart Energy 250 ursprünglich nicht für die Steuerung von Balkonkraftwerden entwickelt wurde, eignet er sich in Verbindung mit Home Assistant erstaunlich gut als Datenquelle für eine einfache Nulleinspeisung. Die Aktualisierungsrate von etwa 30 bis 60 Sekunden verhindert zwar keine perfekte Regelung in Echtzeit, für viele Anwendungen ist die Genauigkeit jedoch vollkommen ausreichend. Also wer bereits einen Smart Meter IR Lesekopf* und eine Anker SOLIX Solarbank besitzt, kann mit überschaubarem Aufwand eine intelligente Leistungsregelung umsetzen und die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz deutlich reduzieren und den Eigenverbrauch erhöhen. Trotz einiger Einschränkung leistet die Lösung im Alltag gute Arbeit. Besonders interessant ist dabei, dass vorhandene Hardware weiter genutzt werden kann, ohne zusätzliche Komponenten installieren zu müssen.

Support

Wenn du diesen Artikel bis hierhin gelesen hast, dann hast du vermutlich bereits gemerkt, dass hier eine Menge Arbeit drinsteckt. Recherche, Tests, Screenshots, Fehleranalyse, Schreiben und regelmäßige Aktualisierungen kosten oft viele Stunden – manchmal sogar mehrere Tage.

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Quelle/Foto: (Amazon / solarmodule-gladbeck / HA Anker / Chrissmart)