PV Überschussladen

Generelle Überlegungen

Möchte man seinen Eigenverbrauch erhöhen, bietet sich ein Elektroauto mit seinem durchaus stattlichen Speichervermögen natürlich eher an, als eine Hausbatterie anzuschaffen. Am besten wäre es, könnte man das Haus mit der Batterie des Autos versorgen, dafür ist es 2021 aber noch zu früh. Denn die meisten EVs können nur Laden und keinen Strom abgeben. Die openWB soll in der Version 2.0 Vehicle-to-Grid unterstützen.

Erforderliche Stromstärken

Die in den Autos verbauten Ladegeräte beginnen üblicherweise erst ab einem Strom von 6A mit der Ladung. Da dieser Mindeststrom je Phase fließen muss, ergibt sich für das einphasige Laden eine Mindestleistung von 1,4kW und für das dreiphasige von 4,1kW. Da gerade bei kleinen PV-Anlagen dieser Überschuss nicht immer erreicht wird, bietet die openWB den Lademodus "Min+PV". In diesem Modus wird ein vorgegebener Mindestladestrom mittels Strom aus dem Netz gehalten. Damit kann ein PV-Überschuss von 2,5kW schon dreiphasig ins Auto geladen werden, der ansonsten eingespeist werden würde. Der Preis dafür ist ein Netzbezug von 1,6kW. Eine Alternative dazu wäre einphasiges Laden, da die 2,5kW ja die Mindestladeleistung erreichen.

Ein- oder dreiphasiges Laden

Die oben beschriebene Problematik führt durchaus zum Wunsch, zwischen ein- und dreiphasigem Laden umschalten zu können. Das kann einerseits durch die Wahl des Ladekabels (es gibt sie ein- oder dreiphasig) geschehen oder in der openWB auch automatisch. Hierbei ist zu beachten, dass bei mit 16A abgesicherten Wallboxen im eine "Lücke" zwischen ein und drei-phasigen Laden existiert: Da einphasig bis 3,6kW geladen werden kann und dreiphasig bei erst bei 4,1kW beginnt, wird in diesem Zwischenbereich eingespeist. Das kann man umgehen, indem man die Wallbox mit 32A absichert. Das ermöglicht einphasiges Laden bis 7,2kW - oder unter Berücksichtigung der deutschen 20A-Schieflastregel 4,6kW.

Zudem muss noch darauf hingewiesen werden, dass nicht alle in EVs verbauten Ladegeräte die automatische Umschaltung vertragen. Soll ein solches Auto an der openWB geladen werden, darf die 1p3p-Umschaltung nicht vorhanden sein oder sie muss elektrisch deaktiviert werden, damit keinesfalls (falsche Konfiguration, Bug oder Reboot der Wallbox) die Umschaltung bei einem solchen EV passiert.
Weitere Informationen zur automatischen Phasenumschaltung gibt es hier auf der openWB-Website.

Interaktion mit der Hausbatterie

Ist zu der PV-Anlage auch noch ein Hausspeicher vorhanden, so gibt es ein paar mehr Punkte zu beachten. Denn zum Einen kann die openWB mangels solcher Schnittstellen nicht in das dortige Batteriemanagementsystem eingreifen um die Ladung zu steuern. Die openWB kann aber sehr wohl bei der Ladung des EVs die Hausbatterie beachten. Hierfür gibt es die Priorisierung "Haus" oder "Auto", eine erlaubte Entladeleistung und einen SoC bis zu dem die Hausbatterie entladen werden darf. Mit Batterieunterstützung kann so z.B. das Auto auch bei schwacher PV-Leistung noch geladen werden bzw. wird so sichergestellt, dass falls bei Sonnenuntergang das Auto noch geladen wird, die Ladung auch gestoppt wird. Insbesondere für kleinere PV-Anlagen interessant ist der Modus Min+PV-Laden, bei dem erst ab einem Mindest-SoC die EV-Ladung beginnt. Auch hier ist einstellbar, bis zu welchem SoC die Hausbatterie ins EV geladen werden darf. Ansonsten regelt die openWB den Ladestrom so, dass die Leistung, die nicht vom Batterie Managementsystem der Hausbatterie abgenommen wird, ins EV geladen wird.

Regelung des Ladestroms

Damit der gesamte PV-Überschuss ins Auto geladen wird, muss die openWB diesen kennen. Sie erkennt ihn, indem sie den Hausanschluss überwacht: wird eingespeist, wird der Ladestrom erhöht und bei Bezug wird der Ladestrom verringert. Die Kenntnis der aktuellen PV-Produktion oder auch Entladung der eventuell vorhandenen Hausbatterie wird nicht für die Berechnung des zur Verfügung stehenden Ladestroms verwendet. Mit Hilfe dieser Messwerte wird lediglich der Hausverbrauch bestimmt.

Der so bestimmte Ladestrom wird dem Auto angeboten - wieviel es davon nimmt, ist dem dortigen Batterie Managementsystem vorbehalten. In der openWB ist ein Zähler verbaut, der den vom Auto aufgenommene Leistung misst. Dieser gemessene Wert wird wird als aktuelle Ladeleistung in der openWB angezeigt, der Ampere-Wert ist das Angebot. Daneben wird noch die Anzahl genutzter Phasen angezeigt. Das entspricht dem Messwert und nicht der Stellung der oben angesprochenen Umschaltung.