Systembeschreibung Stand:

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1 Systembeschreibung Stand: Unser Motto: Für Qualität gibt es keinen Ersatz 1. Funktion Energiemesser 1 a) Der Energiemesser 1 (PL132 Zählermodul Hutschiene 4EH) misst direkt hinter dem Einspeisezähler der Stromerzeugungsanlage die abgegebene Leistung und sendet das Ergebnis per Powerline betriebssicher zum EMCS. Hierfür wird das Signal des S0-Ausganges des Einspeisezählers genutzt. b) Variierende Taktungen stellen kein Problem dar, da diese in unserer Software entsprechend eingestellt werden können. Energiemesser dieser Art werden in Zukunft nicht mehr benötigt, da diese Zähler für die Berechnung des Eigenverbrauchs (EEG bis EEG ) verwendet wurden. Für Steuerungszwecke kann nun stattdessen ein ungeeichter Zähler mit S0- Ausgang eingebaut werden. Ist die Leistung für den Betrieb des Ladereglers hoch genug (z. B. 2 kw), schaltet der EMCS den Laderegler ein, der dann als Verbraucher fungiert und in der Hausanlage die Batterien lädt. c) Der Energiemesser kann 2 x S0-Signale gleichzeitig verarbeiten. Die Energiequelle, mit der unser System gespeist wird, ist frei wählbar (PV-, Windkraft- oder BHKW-Anlage, Generator, EVU-Netz und/oder in Kombination). 2. Funktion Laderegler a) Ist die mittels umweltfreundlicher Technologie erzeugte Leistung ausreichend (z. B. 2 kw), wird der Laderegler innerhalb des Hausnetzes wie ein Verbraucher zugeschaltet. Der Zuschaltzeitpunkt des Ladereglers ist in unserer Software einstellbar (nur von einem zertifizierten Installateur vorzunehmen). b) Beispiel: Eine auf dem Dach befindliche kleinere PV-Anlage kann aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten (Januar, Februar) eventuell nicht die erforderliche Leistung von 2000 W liefern, um den Laderegler ausreichend versorgen zu können. Der Mindestansprechwert für die Ansteuerung des Ladereglers kann z. B. auf 1400 W gestellt werden. Die fehlende Leistung wird in diesem Fall dem EVU-Netz entnommen (70 % grün, 30 % Netzstrom). c) Die vom Hersteller vorgeschriebenen IUI-Ladekurven konnten in unser System integriert werden. Alle Zellen werden regelmäßig und automatisch zu 100 % entladen. 3. Funktion Energiemesser 2 a) Der zweite Energiemesser misst den Energieverbrauch innerhalb des Hauses. Steigt der Verbrauch innerhalb des Hausnetzes über einen vorher eingestellten Wert, fährt der Batteriewechselrichter des EMCS innerhalb von Sekunden kontrolliert hoch und schaltet das System in den Batteriebetrieb um.

2 b) Es gibt keine Synchronisation zwischen dem Energieversorgungsnetz und dem Batteriewechselrichter (das EVU-Netz läuft nicht parallel). Die Umschaltzeit ist aber sehr kurz. Die Umschaltzeit für den Batteriebetrieb -Ein- oder -Aus- beträgt zwischen 5 und 10 ms. 4. Funktion - Batteriewechselrichter a) Der Batteriewechselrichter befindet sich grundsätzlich im Ruhezustand (ausgeschaltet) und wird erst bei Bedarf hochgefahren und zugeschaltet. Es handelt sich dabei um Batteriewechselrichter ohne MPPT, die direkt mit der Batterie verbunden sind. b) Die dreiphasige Variante wird im SUNXTENDER verbaut: 3 x 400Vac, reine Sinuskurve, phasenverschoben, Drehstrom W und W Leistung. 3 x 230 V +-3 %, automatische Abschaltung gemäß EN-Normen bei Über- bzw. Unterschreitung. c) Einphasige Wechselrichter werden mit einer Maximalleistung von 6000 W im SUNencloser verbaut (nicht in Deutschland erhältlich). 5. Funktion Gesamtsystem a) Das ganze System befindet sich grundsätzlich im Ruhezustand (ausgeschaltet). Nur das AVR- Controlboard unseres EMCS wird mit einem 12-V-Netzteil mit Strom versorgt. b) Während des Batteriebetriebes ist das Hausnetz komplett vom EVU-Netz getrennt. Damit ist sichergestellt, dass das System bei Notstrombetrieb die gespeicherte Energie nicht auch an benachbarte Haushalte liefert. c) Phase-N kann durch Entfernen einer Brücke getrennt werden. (Bei einigen EVU-Netzen wird dies empfohlen bzw. verlangt.) d) Das gesamte System wird über den Not-Aus-Schalter vom Batteriewechselrichter getrennt. Somit ist auch sichergestellt, dass bei einem Schaden bzw. Fehler innerhalb des Speichersystems die Stromversorgung weiterhin durch das EVU-Netz erfolgt. (Bei einer Störung des Systems schaltet das System automatisch um. Alternativ kann das Hausnetz durch Drücken des Not-Aus-Schalters den Strom wieder zu 100 % aus dem EVU-Netz beziehen.) e) Bei Störung bzw. bei einem Systemausfall ertönt ein akustisches Signal, woraufhin das System automatisch in den Netzbetrieb schaltet. Durch das Alarmrelais können per potentialfreiem Kontakt beliebige Signalgeber (optional) aktiviert werden. Das Alarmsignal kann per SMS auch auf ein Smartphone gesendet (GSM-Option) oder über den Webserver angezeigt werden. f) Das System ist für LiFePO4-Zellen ausgelegt. Es kann aber ebensogut mit Blei-Gel-Zellen betrieben werden. Die Blei-Gel-Zellen werden von deutschen Herstellern geliefert.

3 g) Die Zellenüberwachung der Blei-Gel-Batterien erfolgt nur über die Gesamtspannung. Bei den LiFePO4-Zellen erfolgt dies durch ein zusätzliches BMS (Battery Management System), das jede Zelle einzeln überwacht. h) Stellt der Energiemesser 1 fest, dass mehr Energie erzeugt wird, als innerhalb des Hausnetzes mit Laderegler verbraucht wird, muss der Überschuss nicht verkauft werden, sondern das EMCS kann zusätzliche Verbraucher, wie z. B. einen Heizstab für die Warmwasserversorgung, eine Heizung oder andere Geräte hinzuschalten (alle Ein-/Aus-Geräte sind damit steuerbar.) 6. Funktion - einstellbare Variablen a) Batterieladung Eine auf dem Dach befindliche kleinere PV-Anlage kann aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten (Januar, Februar) nicht die erforderliche Leistung von 2000 W liefern, um den Laderegler ausreichend versorgen zu können. Der Mindestansprechwert für die Ansteuerung des Ladereglers kann z. B. auf 1400 W gestellt werden. Die fehlende Leistung wird in diesem Fall dem EVU-Netz entnommen (70 % grün, 30 % Netzstrom). b) Batterieentladung Die Batterieentladetiefe (DOD) kann im EMCS jederzeit manuell oder über Webserver und PC/Laptop bzw. Smartphone variiert werden. So ist es möglich, beispielsweise im Sommer eine maximale Leistung von 20 % zu entnehmen, im Winter dagegen 45 % oder auch 80 %. Je schonender die Batterie entladen wird, umso höher ist die Anzahl der möglichen Ladezyklen und umso länger ist auch die Lebensdauer der Batterien. c) Speichernutzung Der Batteriewechselrichter befindet sich grundsätzlich im Ruhezustand (ausgeschaltet), damit so gut wie kein Eigenenergieverbrauch entsteht. Er schaltet sich erst ein, wenn ein Mindestenergieverbrauchswert erreicht wird, bei dem wirtschaftlich vertretbare Wirkungsgrade des Batteriewechselrichters erzielt werden können. Der Zeitpunkt für das Zuschalten des Wechselrichters kann jederzeit in 100 W-Schritten manuell oder über den Webserver per PC/Laptop oder ein Smartphone eingestellt werden. Sobald der zuvor eingestellte Wert im Hausnetz erreicht wird, fährt der Batteriewechselrichter hoch und das System schaltet automatisch und quasi unterbrechungsfrei in den Batteriebetrieb um. Wird dieser Wert unterschritten, schaltet der Batteriewechselrichter automatisch wieder in den Off- Modus zurück. 7. Funktion - Besonderheiten a) Das System wurde entwickelt, um die Eigenverbrauchsanteile von Ökostrom zu erhöhen. Dabei handelt es sich um keine unterbrechungsfreie Notstromversorgung im klassischen Sinne (wie zum Beispiel in Krankenhäusern, Telekommunikationsnetzen und im öffentlichen Nahverkehr etc.).

4 b) Wenn die Energieversorgung aus dem EVU-Netz unterbrochen ist (was in den westeuropäischen Ländern nur selten vorkommt) und der Batteriewechselrichter in Ruhe ist, wird dieser innerhalb von sec automatisch hochgefahren, sodass erst danach in den Batteriebetrieb umgeschaltet werden kann (dafür benötigte Zeit: 5-10 ms). Wenn aber in einem solchen Fall der Batteriewechselrichter bereits in Betrieb ist, kann man den Ausfall des Energieversorgungsnetzes nur dadurch bemerken, dass es in den benachbarten Häusern plötzlich dunkel ist. c) Da es sich bei den PV-Wechselrichtern nicht um inselbetriebsfähige Geräte handelt, werden diese bei einem Stromausfall automatisch abgeschaltet und können im Fall von längeren Blackouts die Batterien tagsüber nicht neu laden. d) Im Batteriebetrieb ist das Hausnetz zu 100 % vom EVU-Netz getrennt, da es nicht parallel vom Netz gespeist wird. Das ganze Hausnetz wird in diesem Fall über den Batteriewechselrichter des Speichersystems versorgt, wobei lediglich eine Leistung von 7500 W bzw W beim 3-phasigen und 6000 W beim 1-phasigen System zur Verfügung steht. Liegt der Verbrauch darüber, schaltet der Batteriewechselrichter ab. e) Das bedeutet, dass das Hausnetz bei Ausfall des EVU-Netzes nicht mit Strom versorgt wird. Daher sollte darauf geachtet werden, dass automatisch zuschaltende Geräte, wie z.b. Wärmepumpen, bei Stromausfall über einen separaten Aktor automatisch von unserer Steuerung gesperrt werden. 8. Funktion zusätzlich a) Die Steuerung erfolgt über ein KNX-Powerline-System, mit dem über zusätzliche Module auch andere Verbraucher wie Rollläden, Heizung, Klimaanlage, Web-Cam gesteuert werden können und mit dem bis zu 4 Einzelgeräte oder Gruppen programmierbar sind. Bei Energieüberschüssen kann zum Beispiel ein Heizstab automatisch zugeschaltet werden. Hierfür erhalten Sie bei uns einen Unterputzaktor, der einfach nur hinter die Steckdose geklemmt wird und dann je nach Bedarf durch unsere Steuerung zu- oder abgeschaltet wird. Hierbei ist darauf zu achten, dass es sich um Ein-/Aus- Geräte handelt. b) Unter Power-Line-Kommunikation (KNX-PL132) versteht man die Nutzung des Stromversorgungsnetzes für die Datenübertragung. Im Vergleich zu anderen drahtgebundenen Kommunikationslösungen können auf diese Weise der Installationsaufwand und die damit verbundenen Einrichtungskosten deutlich reduziert werden, da Stromleitungen und Anschlüsse fast überall in ausreichender Anzahl vorhanden sind. Sehr interessante Anwendungsmöglichkeiten eröffnen sich im Bereich der Automatisierungstechnik, vor allem aber bei der Haus- und Gebäudeleittechnik (Home-and-Building-Automation).

5 c) Die Steuerung des Systems kann mithilfe unseres im Lieferumfang enthaltenen KNX-Webservers einschließlich des mitgelieferten SAMSUNG Smartphones über das Internet (WLAN-Anbindung bzw. Smartphone mit UMTS/3G oder HSDAP) erfolgen. Das System kann aber auch über den KNX- Webserver ohne Internetanschluss gesteuert werden. d) Zusätzlich können Sie ein EIB-KNX-Modul erhalten. Steckplatz und Software sind dafür bereits vorhanden.