```{=openxml} <w:p><w:pPr><w:pStyle w:val="Author"/></w:pPr><w:r><w:t xml:space="preserve">Obeco GmbH · Arenberger Str. 230A · 56077 Koblenz</w:t></w:r></w:p><w:p><w:pPr><w:pStyle w:val="Author"/></w:pPr><w:r><w:t xml:space="preserve">Telefon +49 (0)261 963 44660 · [email protected]</w:t></w:r></w:p> ``` Zusammenfassende Darstellung des Batteriespeicher-Systems: Aufbau, Steuerung, Schutzfunktionen, Wirtschaftlichkeit und Weiterentwicklung. Die Notiz verdichtet die Detaildokumentation aus `30 Energie/01 Marstek Speicher` auf die Ebene, die für das Verständnis des Gesamtsystems nötig ist; Konfigurationsdetails stehen in der jeweiligen Einzelnotiz. **Abgrenzung:** Home Assistant als Plattform, Photovoltaik-Erzeugung und Netzanschluss werden **separat** dokumentiert – siehe „Systemgrenzen". # Das System auf einen Blick | Merkmal | Ausprägung | |---|---| | Speicher | 3× Marstek Venus E v3, je 5 kWh → **15 kWh brutto** | | Nutzbar | **13,2 kWh** – 1,8 kWh (≈ 12 %) müssen im Akku verbleiben (Tiefentladeschutz) | | Kopplung | AC-gekoppelt, Anbindung über Modbus TCP (natives Ethernet) | | Ladeleistung | 3 × 1.650 W = **4,95 kW** (je Gerät gedrosselt, Überhitzungsschutz) | | Steuerung | Omnibattery (Home-Assistant-Integration) – in Betrieb seit 22.06.2026 | | Strombezug | Dynamischer Stundentarif, preisgeführtes Laden und Entladen | | Erzeugung | Balkonkraftwerk 1,6 kW (Deckung des Tagesbedarfs, PV-Überschuss hat Ladevorrang) | | Gemessene Effizienz | **77,9 %** Round-Trip über 597 kWh Ladeenergie | Das System verbindet **eigene Erzeugung, Speicher und dynamischen Strombezug** zu einem preisgeführten Energiemanagement: Der Speicher wird bevorzugt aus PV-Überschuss geladen, ergänzend aus dem Netz – aber nur in den günstigsten Stunden und nur, solange sich das gemessen an der Speicherverlusten rechnet. # Aufbau ## Speicher und Messtechnik Drei baugleiche AC-gekoppelte Speicher arbeiten parallel. AC-Kopplung bedeutet: Die Geräte hängen nicht am Gleichstromkreis der PV-Anlage, sondern am Hausnetz – sie sind damit unabhängig von Wechselrichter und Erzeugung und können ebenso Netzstrom speichern. Die Ladeleistung ist je Gerät auf 1.650 W begrenzt. Das ist eine bewusste Drosselung unter den technisch möglichen Wert, um Überhitzung zu vermeiden – in Summe stehen dennoch 4,95 kW zur Verfügung, was den typischen Ladebedarf in unter einer Stunde deckt. Ein CT-Stromsensor erfasst die Stromflüsse zwischen Erzeugung, Speicher und Hausverbrauch und liefert die Messgröße, auf der die Regelung aufsetzt. ## Nutzbare Kapazität Von 15 kWh Bruttokapazität stehen **13,2 kWh** tatsächlich zur Verfügung. Die Reserve von 1,8 kWh (≈ 12 %) verbleibt dauerhaft im Akku; eine tiefere Entladung würde die Zellen schädigen. Diese Unterscheidung ist für jede Auslegungsrechnung wesentlich – gerechnet wird mit der nutzbaren, nicht mit der Bruttokapazität. # Steuerung ## Zentrale Regelung Die Steuerung übernimmt **Omnibattery**, eine Home-Assistant-Integration, die die Speicher direkt über Modbus TCP anspricht. Sie stimmt Erzeugung, Speicher, Hausverbrauch und Netzbezug aufeinander ab. Wesentliche Funktionen im Betrieb: | Funktion | Wirkung | |---|---| | **Zero-Export-Regelung** | Regelkreis (~2,5 s Zyklus), der den Austausch mit dem öffentlichen Netz minimiert – erzeugter Strom bleibt im Haus | | **Preisgeführtes Laden** | Wertet täglich die Stundenpreise aus und wählt die günstigsten Stunden zur Netzladung | | **Multi-Batterie-Management** | Lastverteilung über alle drei Speicher nach Ladestand | | **Zellausgleich** | Regelmäßige Vollladung zum Balancieren der LFP-Zellen | Die Integration hat **zwei Vorgängerlösungen abgelöst**: eine ältere Modbus-Integration und eine Node-RED-basierte Energiefluss-Automatisierung. Das Ergebnis ist eine Steuerung statt dreier nebeneinander laufender Teillösungen. ## Ergänzende Lade-Sperre Eine eigene Automation schaltet Lade- und Entlade-Erlaubnis der drei Speicher zusätzlich nach dem **Preisniveau** des Stromtarifs. Die Entscheidungslogik ist bewusst gestaffelt: | Priorität | Bedingung | Wirkung | |---|---|---| | 1 | Aktiver Zellausgleich (je Speicher geprüft) | Der betroffene Speicher wird **ausgenommen** – der Ausgleichsvorgang darf nicht unterbrochen werden. Die übrigen laufen normal weiter. | | 2 | PV-Überschuss (Einspeisung über 2 Min. stabil) | Laden **frei**, Entladen gesperrt – eigener Strom hat Vorrang vor jeder Preislogik | | 3 | Preisniveau günstig (unterhalb der Schwelle) | Laden **frei**, Entladen gesperrt | | 4 | sonst | Entladen **frei**, Laden gesperrt | **Bemerkenswert an der Umsetzung:** Geschaltet wird nur, was sich tatsächlich ändert – die Automation berechnet vorab die Abweichung vom Zielzustand. Ohne gültigen Preis und ohne PV-Überschuss erfolgt **keine** Änderung, statt in einen Standardzustand zu fallen. ## Schwellwerte aus Messdaten statt aus dem Bauchgefühl Die Erkennungsschwelle für PV-Überschuss (±100 W, 2 Minuten stabil) wurde **aus Messdaten hergeleitet**: Die Auswertung von 50.000 Messwerten zeigte, dass 70 % aller Werte im Bereich ±50 W liegen – reines Messrauschen. Von den negativen Werten waren 68 % kleiner als −50 W und damit kein echter Überschuss. Die gewählte Kombination aus Schwellwert und Verzögerung eliminiert rund **74 % der Fehlauslösungen**. Bewusst nicht weiter verschärft – strengere Werte hätten die Reaktion verzögert, ohne nennenswert mehr Fehlauslösungen zu verhindern. ## Rückfallebene Da die Steuerungs-Integration aktiv weiterentwickelt wird, ist ein **dokumentierter Notfallweg** vorgesehen: Bei Ausfall wird die Integration deaktiviert und die Speicher werden über die Hersteller-App in den herstellereigenen Automatikmodus versetzt, in dem der CT-Sensor die Regelung übernimmt. Der Rückweg ist ebenso beschrieben. Das System bleibt damit auch dann betriebsfähig, wenn die zentrale Steuerung ausfällt. # Schutz und Überwachung | Funktion | Status | |---|---| | **Temperaturschutz** | Übernimmt seit 12.07.2026 die Steuerungs-Integration. Die zuvor eigenständige Automation (Abschaltung > 40 °C, Reaktivierung < 35 °C) ist **außer Betrieb** und nur noch als Referenz dokumentiert. | | **Alarm bei negativer AC-Leistung** | **Aktiv.** Meldet, wenn ein Speicher länger als 2 Minuten negative Leistung ausweist. Nach Erholung greift eine 45-minütige Sperrzeit, um Alarmserien bei Schwankungen um die Nullgrenze zu vermeiden. | Die Sperrzeit gilt bewusst **gemeinsam** für alle drei Speicher statt je Gerät – eine Vereinfachung, die in Kauf nimmt, dass die Erholung eines Speichers die Meldung für die anderen mit unterdrückt. # Wirtschaftlichkeit ## Wann sich Netzladen rechnet Beim Laden und Entladen geht Energie verloren. Die **gemessene** Round-Trip-Effizienz über 597 kWh Ladeenergie beträgt **77,9 %** – ermittelt aus den Lade- und Entladezählern der Geräte, nicht aus Herstellerangaben. Daraus folgt der Break-Even: Netzladen lohnt sich nur, wenn der Ladepreis unter 77,9 % des späteren Entladepreises liegt. | Später entladen bei… | Laden lohnt sich bis… | |---|---| | normalem Preisniveau (~33 ct) | **25,7 ct/kWh** | | hohem Preisniveau (~38 ct) | 29,6 ct/kWh | | sehr hohem Preisniveau (~54 ct) | 42,1 ct/kWh | **Wichtige Unterscheidung:** Der Break-Even gilt **nur fürs Laden**. Ist der Speicher einmal gefüllt, sind die Ladekosten versunken – ihn zu nutzen ist dann fast immer günstiger als Netzbezug. Die Lade-Sperre entscheidet daher bewusst **nicht** anhand des Break-Even über das Entladen, sondern rein nach dem aktuellen Preisniveau. Diese Trennung ist eine der zentralen Erkenntnisse aus der Auswertung. ## Betriebsergebnis (34 Tage, Juni–Juli 2026) | Kennzahl | Wert | |---|---| | ⌀ PV-Ertrag | 8,86 kWh/Tag | | ⌀ verbleibender Netzbedarf | 1,42 kWh/Tag | | ⌀ Ladezeit aus dem Netz | **0,65 h/Tag** (≈ 40 Minuten) | | ⌀ Preis im gewählten Ladefenster | **21,3 ct/kWh** | An **14 von 34 Tagen** war überhaupt kein Netzbezug nötig – die Erzeugung deckte den Tagesbedarf vollständig. Der erreichte Ladepreis von 21,3 ct liegt deutlich unter dem Break-Even von 25,7 ct: **Das Laden im Optimumfenster rechnet sich durchgehend.** Die Auswertung der Preisverteilung über 748 Stunden zeigt zugleich, wie eng das Fenster ist: Nur in rund **einer von vier Stunden** lag der Preis in der Ladezone unter 26 ct; in 65 % der Zeit lohnte sich ausschließlich das Entladen. ## Kostenbasis je Speicher Zusätzlich wird für jeden Speicher fortlaufend **der tatsächliche Einkaufspreis der gespeicherten Energie** geführt (ct/kWh). Entscheidend dabei: Nur der **Netzbezugsanteil** einer Ladung zählt als Kosten – aus PV geladene Energie ist kostenlos. Der Anteil wird aus dem Verhältnis von Netzbezug zu gesamter Ladeleistung im Moment der Ladung bestimmt. Zwei Gestaltungsentscheidungen prägen die Umsetzung: - **Bewusst unabhängig von der Steuerungs-Integration.** Die Buchhaltung nutzt ausschließlich native Gerätesensoren, keine Entitäten der Drittanbieter-Integration. Sie bleibt damit auch gültig, wenn die Steuerung getauscht wird. - **Selbstkorrigierend statt mitgezählt.** Als Bezugsgröße dient der Live-Ladestand des Geräts, kein eigener Zähler. Ein eigener Zähler würde über die Zeit driften; der Gerätewert kalibriert sich beim Zellausgleich selbst nach. Die Buchhaltung ist aktiv und wurde live verifiziert: Während eines Ladevorgangs mit ~987 W Ladeleistung, aber nur ~20 W Netzbezug (überwiegend PV), stieg der Kostenbetrag korrekt nur um einen Bruchteil – die Trennung zwischen Netz- und PV-Anteil funktioniert. # Weiterentwicklung Als Konzept ausgearbeitet, aber **noch nicht umgesetzt**, ist eine vorausschauende **Füllgrad-Planung**. Sie soll die heutige, rein preisniveaubasierte Steuerung um zwei Größen ergänzen: 1. **Kostenbasis-Abgleich** – laden und entladen anhand des tatsächlichen Einkaufspreises je Speicher statt nur anhand des Preisniveaus. 2. **Ziel-Füllgrad über den Tag** – kein konstantes „möglichst voll", sondern ein Füllstand, der sich am Restbedarf bis zum nächsten günstigen Ladefenster und an der PV-Prognose orientiert. Deckt die Prognose den Restbedarf, wird der Zielwert abgesenkt statt teuer nachgeladen. Der Ansatz ist bewusst als **Ergänzung** statt als Ersatz gedacht: Die feste Preisschwelle der bestehenden Steuerung würde durch einen dynamischen Zielwert abgelöst, die Automation selbst bliebe erhalten. # Systemgrenzen Bewusst **nicht** Gegenstand dieses Dokuments: | Bereich | Wo dokumentiert | |---|---| | Home Assistant als Plattform, Zigbee, Sensorik, Betriebsführung | eigene Systemdokumentation (`20 Software/Home Assistant`) | | Photovoltaik, Wechselrichter, Ertragsprognose | `30 Energie/02 Photovoltaik` | | Stromtarif, Smartmeter, Verbrauchsauswertung | `30 Energie/04 Strombezug` | | Server und Netzwerk | `10 Hardware` | # Stand und offene Punkte **Stand:** Das System ist produktiv. Steuerung, Lade-Sperre, Kostenbuchhaltung und der Alarm bei negativer AC-Leistung laufen; die Wirtschaftlichkeit ist über 34 Betriebstage belegt. **Offene Punkte:** - Die Füllgrad-Planung ist Konzept und nicht implementiert. Vor der Umsetzung ist zu klären, ob die Ladestandssensoren die Brutto- oder die nutzbare Kapazität melden – davon hängt die Berechnung des Ziel-Füllgrads ab. - Die Entscheidungslogik, die die geführte Kostenbasis tatsächlich nutzt, ist noch nicht spezifiziert. Bislang ist der Wert reine Transparenz. - Die Lade-Sperre führt weiterhin den abgelösten Temperatur-Alarm als höchste Priorität. Da die zugehörige Automation außer Betrieb ist, läuft diese Bedingung ins Leere; der Temperaturschutz erfolgt jetzt in der Steuerungs-Integration. Die Prüfung sollte bei nächster Gelegenheit bereinigt werden. - Einzelne Funktionen der Steuerung sind noch nicht konfiguriert (u. a. verzögertes Laden bei guter Solarprognose, wöchentliche Vollladung, Lastspitzenkappung).