Nucleo GX Handbuch

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Unterbrechen, wenn kein Wechselstromeingang angeschlossen ist

Wenn die Option aktiviert ist, hält Opportunity Loads an, sobald kein Wechselstromeingang verbunden ist. Dies ist nützlich für Notstromsysteme, bei denen während Netzausfällen nur die wesentlichen Lasten in Betrieb bleiben sollen. Wenn diese Option deaktiviert ist (Standardeinstellung), werden bei einem Ausfall des Wechselstromeingangs die geregelten Lasten so weit wie möglich abgeschaltet, um die Systemstabilität zu gewährleisten; nach etwa einer Minute können die Opportunity Loads wieder zugeschaltet werden, sofern ausreichend Überschuss zur Verfügung steht.

Nenngrenzwert der Auslastung des Wechselrichters

Legt den maximalen fortlaufenden Leistungspegel fest, den der Wechselrichter/Ladegerät einplanen sollte, wenn er sowohl Grundlasten als auch geregelte Lasten versorgt. Von diesem Wert wird die Grundlast abgezogen; Opportunity Loads ermöglicht dann zusätzliche Lasten bis zur verbleibenden Leistungsreserve. Wechselstrom-PV wird unabhängig von dieser Einstellung stets zu 100 % genutzt.

Dies trägt dazu bei, eine Überlastung des Wechselrichters zu vermeiden, sichert Leistungsreserven für plötzliche Verbrauchsspitzen und verbessert die Stabilität bei schwankenden PV-Bedingungen. Bei netzgekoppelten Anlagen wird die Fähigkeit des Wechselrichters, Strom ins Netz einzuspeisen, dadurch nicht eingeschränkt.

Beispiel: Bei einem Grenzwert von 80 % einer 6.500-W-Anlage plant der Algorithmus maximal 5,2 kW ein. Bei einer Grundlast von 2 kW stehen bis zu 3,2 kW für geregelte Lasten zur Verfügung. Bei einer zusätzlichen Wechselstrom-PV-Leistung von 4 kW stehen bis zu 7,2 kW für Opportunity Loads zur Verfügung.

Unterbrechen nach mehreren Tagen ohne vollständige Aufladung

Dies gilt für ESS-Systeme bei Verwendung von Optimiert mit BatteryLife. Wenn der aktive SoC-Grenzwert von BatteryLife erreicht ist, wird Opportunity Loads unterbrochen, um dem Aufladen der Batterie Vorrang einzuräumen und die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Batterie wieder einen einwandfreien SoC-Wert erreicht. Der Betrieb wird nach einer vollständigen Aufladung automatisch wieder aufgenommen.

Navigieren Sie zu: Einstellungen → Systemkonfiguration → Opportunity Loads

Wenn mehrere regelbare Lasten konfiguriert sind, legen Prioritäten fest, wie überschüssige Energie verteilt wird. Die Geräte sind in einer Prioritätenliste angeordnet (oben = höchste Priorität), die über die Auf-/Ab-Schaltflächen in der Opportunity Loads-Übersicht angepasst werden kann.

Priorität im Verhältnis zur Batterie

Jede Last wird in der Prioritätenliste entweder über oder unter der Batterie eingeordnet:

Prioritätsbewusste optimale Anpassung

Reicht der verfügbare Überschuss für die höchste Last nicht aus, kann das System stattdessen vorübergehend eine kleinere Last mit niedrigerer Priorität aktivieren. Sobald genügend Überschuss für die Last mit höherer Priorität zur Verfügung steht, kehrt das System zur ursprünglichen Prioritätenreihenfolge zurück – wodurch die Last mit niedrigerer Priorität möglicherweise abgeschaltet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass überschüssige Energie niemals ungenutzt bleibt, während gleichzeitig Lasten mit höherer Priorität bevorzugt werden, sofern die Bedingungen dies zulassen.

Beispiel: Eine Last von 3.000 W hat eine höhere Priorität, es steht jedoch nur ein Überschuss von 1.200 W zur Verfügung. Eine Last mit 1.000 W und niedrigerer Priorität ist vorübergehend in Betrieb. Wenn der Überschuss auf 3.000 W ansteigt, schaltet das System auf die Last mit höherer Priorität um.

Sofern ausreichend Kapazitätsreserven vorhanden sind, können auch mehrere Lasten gleichzeitig betrieben werden. Das GX-Gerät gleicht aktive Lasten bei sich ändernden Bedingungen fortlaufend aus.

Navigieren Sie zu: Einstellungen → Systemkonfiguration → Opportunity Loads → Batterie

Folgende Lasten aktivieren, wenn die Batterie den Wert erreicht

Legt den SoC-Schwellenwert fest, ab dem Lasten mit niedrigerer Priorität (die unterhalb der Batterie angeordnet sind) damit beginnen können, überschüssige Solarenergie zu nutzen. Unterhalb dieses Schwellenwerts werden nur die Lasten betrieben, die an die Batterie angeschlossen sind; der gesamte übrige Solarstrom wird verwendet, um die Batterie aufzuladen.

Reserve für das Aufladen der Batterie

Es können zwei Werte für die reservierte Leistung konfiguriert werden – einer bei oder über dem in Folgende Lasten aktivieren, wenn die Batterie den Wert erreicht festgelegten SoC-Schwellenwert und einer bei 100 % SoC. Zwischen diesen beiden Punkten wird die reservierte Ladeleistung schrittweise angepasst, wobei die Batterie bei niedrigeren SoC-Werten eine höhere Priorität erhält und mit steigendem SoC mehr Überschussleistung für Opportunity Loads zur Verfügung steht.

Beispiel: Reservieren Sie 2.000 W bei 80 % SoC und 100 W bei 100 % SoC. Dadurch wird ein sicheres Ladeverhalten gewährleistet, die Batterie wird regelmäßig vollständig aufgeladen und die Solarausnutzung bei hohen SoC-Werten wird maximiert.

Falls die EVCS zuvor über das ältere Modbus-TCP-Verfahren verbunden war, muss sie vor der Verwendung mit Opportunity Loads zunächst auf die neue MQTT-Integration umgestellt werden. Die erforderliche Firmware sowie die Anleitung zur Migration finden Sie im EVCS-MQTT-Migrationsleitfaden.

Damit Opportunity Loads die Steuerung einer Ladesitzung übernehmen kann, müssen alle folgenden Bedingungen erfüllt sein:

Die EVCS verfügt über einen eigenen, integrierten Ladealgorithmus, der unabhängig arbeitet und dabei Kennzahlen des GX-Geräts nutzt. Im Gegensatz dazu übernimmt Opportunity Loads die zentralisierte Koordination aller konfigurierten Geräte – darunter mehrere EVCS-Einheiten, Shelly-Lasten und andere – und verhindert so, dass einzelne Regler um dieselbe verfügbare Energie konkurrieren.

Die Quelle des Automatikmodus zeigt an, welche der beiden Optionen, Intern (EV Charging Station) oder Extern (Opportunity Loads), aktuell den Ladevorgang steuert.

Navigieren Sie zu: Einstellungen → Systemkonfiguration → Opportunity Loads → EV Charging Station

Maximale Ladeleistung

Begrenzt die maximale Leistung, die die EVCS als geregelte Last nutzen darf, selbst wenn mehr Überschussleistung zur Verfügung steht. Dadurch können Überschüsse für Lasten mit niedrigerer Priorität reserviert, der Parallelbetrieb mit anderen Opportunity Loads verbessert und Lastschwankungen in kleineren Systemen verringert werden.

Erfasste Phasen von Elektrofahrzeugen speichern

Speichert die zuvor ermittelte Phasenkonfiguration des Elektrofahrzeugs (1-, 2- oder 3-phasig) und verwendet diese für nachfolgende Ladevorgänge erneut, wodurch Verzögerungen bei der Phasenerkennung reduziert und das Startverhalten beim Aufladen verbessert werden. Wird nur empfohlen, wenn regelmäßig ein einzelnes Elektrofahrzeug verbunden ist oder wenn alle Elektrofahrzeuge, die die Ladestation nutzen, dieselbe Phasenkonfiguration aufweisen. Wenn Sie diese Einstellung bei Fahrzeugen mit unterschiedlichen Phasenkonfigurationen aktivieren, kann dies dazu führen, dass einige Fahrzeuge nicht ordnungsgemäß aufgeladen werden.

Schritte zur Konfiguration eines Shelly-Geräts als Opportunity Load:

Navigieren Sie zu Einstellungen → Integrationen → Shelly-Geräte und aktivieren Sie die Geräte. Navigieren Sie in der Geräteliste zum Abschnitt Einrichtung und nehmen Sie die Einstellungen für Position und Phase vor. Navigieren Sie zur Konfiguration Schalter und stellen Sie die Funktion auf Opportunity Load ein. Das Gerät wird nun unter Einstellungen → Systemkonfiguration → Opportunity Loads als steuerbare Last angezeigt, wo die Lastparameter konfiguriert werden können.

Navigieren Sie zu: Einstellungen → Systemkonfiguration → Opportunity Loads → Shelly-Gerät

Voraussichtliche Leistungsaufnahme

Die typische Leistungsaufnahme der verbundenen Last im Betriebszustand. Das GX-Gerät nutzt diesen Wert, um die verfügbare Reservekapazität abzuschätzen, zu entscheiden, wann die Last aktiviert werden soll, und den Parallelbetrieb zu koordinieren. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollte die Last beim Ein-/Ausschalten einen Wert nahe dem konfigurierten Wert und beim Ausschalten einen Wert nahe 0 W aufweisen.

Falls die Leistungsaufnahme der Last innerhalb eines bekannten Bereichs schwankt, geben Sie den höchsten zu erwartenden Wert an. Dadurch wird sichergestellt, dass die Last nach Ablauf ihrer Mindestlaufzeit nicht vorzeitig abgeschaltet wird. Opportunity Loads wird die Schätzung während der Laufzeit verfeinern. Vermeiden Sie Lasten mit stark schwankendem Verbrauch, da dies die Regelgenauigkeit beeinträchtigt.

Mindestlaufzeit nach dem Einschalten

Die Mindestzeit, die die Last nach dem Einschalten aktiv bleibt. Verhindert übermäßiges Schalten bei schwankender PV-Erzeugung, reduziert kurze Betriebszyklen und schützt die verbundenen Geräte. Dies ist besonders wichtig bei Lasten mit Kompressoren, Pumpen, Heizelementen oder mechanischen Schaltkomponenten.

Mindestruhezeit im ausgeschalteten Zustand

Die Mindestzeit, die die Last nach dem Ausschalten stromlos bleibt. Verringert schnelle Schaltvorgänge, schützt die Anlagen und stabilisiert den Systembetrieb bei wechselnden Sonnenverhältnissen.

Empfehlung für mehrere Lasten: Stellen Sie für Lasten mit niedrigerer Priorität längere Ruhezeiten ein. Wenn die Solarstromerzeugung nachlässt, werden Lasten beginnend mit der niedrigsten Priorität abgeschaltet. Wenn Lasten mit niedrigerer Priorität dieselbe Ruhezeit wie solche mit höherer Priorität nutzen, werden sie möglicherweise zu schnell wieder verfügbar – nur um kurz darauf erneut abgeschaltet zu werden. Durch gestaffelte Ruhezeiten lassen sich unnötige Umschaltungen vermeiden.

Bei Systemen mit mehreren Opportunity Loads wird empfohlen, für Lasten mit niedrigerer Priorität längere Ruhezeiten zu konfigurieren.

Wenn die verfügbare Solarenergie abnimmt, werden die Lasten beginnend mit der Last mit der niedrigsten Priorität deaktiviert. Wenn mehrere Lasten dieselbe Ruhezeit nutzen, kann es vorkommen, dass eine Last mit niedrigerer Priorität zu schnell wieder verfügbar wird, nur um kurz darauf erneut abgeschaltet zu werden, sobald eine Last mit höherer Priorität wieder verfügbar ist.

Durch gestaffelte Ruhezeiten lassen sich unnötige Umschaltungen vermeiden.

Nach der Konfiguration erfolgt der Betrieb vollautomatisch. Das GX-Gerät überwacht fortlaufend die PV-Erzeugung, den SoC der Batterie, den Wechselstromverbrauch sowie die konfigurierten Opportunity Loads. Auf der Grundlage der verfügbaren Leistungsreserven und der festgelegten Prioritäten aktiviert, regelt oder deaktiviert das System die gesteuerten Lasten dynamisch.

Der Algorithmus berücksichtigt wechselstromgekoppelte und gleichstromgekoppelte PV-Anlagen, den Wirkungsgrad der Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlung, die Ausgeglichenheit der Phasen, Einspeisegenehmigungen sowie die Frage, ob die Anlage mit dem Netz verbunden ist oder netzunabhängig ist. Das System verarbeitet Lasten in der Reihenfolge ihrer Priorität, berücksichtigt dabei die bestmögliche Priorität, um Verschwendung zu vermeiden, und gleicht aktive Lasten automatisch aus, sobald sich die Bedingungen ändern – beispielsweise wenn die Bewölkung die PV-Leistung verringert, eine große Haushaltslast eingeschaltet wird oder der Bedarf an Ladung der Batterie steigt.

Wenn der Anschluss zum Netz oder zum Wechselstromgenerator unterbrochen wird, werden geregelte Lasten so weit wie möglich abgeschaltet, um die Systemstabilität zu gewährleisten. Nach etwa einer Minute kann die Opportunity Loads-Funktion fortgesetzt werden, sofern ausreichend Reservekapazität vorhanden ist und die Systembedingungen stabil sind. Wenn die Option Lasten bei fehlendem Wechselstromeingang anhalten aktiviert ist, bleiben die Lasten angehalten, bis der Wechselstromeingang wieder verbunden ist.

In ESS-Konfigurationen, in denen BatteryLife verwendet wird, wird Opportunity Loads automatisch angehalten, sobald der aktive SoC-Grenzwert 85 % erreicht (sofern diese Einstellung aktiviert ist), und wieder fortgesetzt, sobald die Batterie ausreichend aufgeladen ist und BatteryLife den aktiven SoC-Grenzwert wieder senkt. Dadurch wird in Zeiten geringer Solarstromerträge der Aufladung der Batterie Vorrang eingeräumt.

Solange PV-Strom zur Verfügung steht, sorgt Opportunity Loads aktiv dafür, dass die gesteuerten Geräte den erwarteten Zustand einhalten. Wird ein Gerät extern manuell eingeschaltet (z. B. über die Shelly-App oder eine physische Taste), obwohl Opportunity Loads davon ausgeht, dass es ausgeschaltet sein sollte, schaltet das System es wieder aus. Um vorübergehend die manuelle Steuerung zu übernehmen, deaktivieren Sie Auto – Opportunity Loads gibt die Steuerung sofort frei und nimmt sie erst wieder auf, wenn Auto erneut aktiviert wird.

In Zeiträumen ohne nennenswerte PV-Erzeugung wechselt Opportunity Loads in einen inaktiven Zustand und gibt die Steuerung aller Geräte frei. Auf diese Weise können Geräte über Nacht ihren eigenen lokalen Zeitplänen oder Konfigurationen folgen – beispielsweise kann ein von Shelly gesteuerter Heizkessel einen lokalen Zeitplan ausführen, um nachts eine Zieltemperatur zu erreichen, falls diese tagsüber aufgrund eines geringen Solarertrags nicht erreicht wurde.

Opportunity Loads ist darauf ausgelegt, überschüssige Solarenergie zu nutzen; es kann jedoch zu einer kurzzeitigen Inanspruchnahme der Batterie kommen – beispielsweise wenn eine Last aufgrund ihrer Mindestlaufzeit nicht sofort abgeschaltet werden kann oder wenn die PV-Erzeugung plötzlich sinkt. In kritischen Situationen (z. B. bei einem plötzlichen Ausfall der netzgekoppelten PV-Anlage in Verbindung mit einer hohen Wechselrichterlast) können die Schutzmechanismen des Wechselrichters/Ladegeräts dennoch eine sofortige Lastabwurfmaßnahme erzwingen.

Die SoC-Überwachung kommt in netzunabhängigen Systemen und Systemen ohne Netzeinspeisung zum Einsatz, bei denen überschüssiger Solarstrom nicht ins Netz eingespeist werden kann. Wenn sich der Ladezustand (SoC) der Batterie 100 % nähert, muss das System die PV-Erzeugung drosseln, wodurch der tatsächliche Ausgang der Solaranlage verschleiert wird. Um den tatsächlich verfügbaren Überschuss zu ermitteln, lässt Opportunity Loads die Batterie vorübergehend auf etwa 97 % des Ladezustands (SoC) entladen, indem kontrollierte Lasten aktiviert werden. Dadurch wird die PV-Leistung nicht mehr gedrosselt, sodass die gesamte verfügbare Leistung zum Tragen kommt. Das System kehrt zum Normalbetrieb zurück, sobald der SoC-Wert sinkt.

Opportunity Loads können jederzeit manuell über die neue Benutzeroberfläche des GX-Geräts oder über VRM ignoriert werden:

Wenn eine manuelle Übersteuerung aktiv ist, folgt das Gerät dem Opportunity Loads-Algorithmus nicht mehr, bis die automatische Steuerung wieder aktiviert wird. Dadurch kann eine Last auch dann sofort betrieben werden, wenn kein ausreichender Solarüberschuss zur Verfügung steht.

Opportunity Loads lassen sich über VRM aus der Ferne überwachen, einschließlich der Live-Steuerung unterstützter Geräte (EVCS über das Steuerungsfenster, Shelly-Geräte über den Schalterbereich). Die Konfiguration von Prioritäten, Batterieeinstellungen, Voreinstellungen und Geräteparametern ist ausschließlich auf dem GX-Gerät selbst oder über die Remote Console möglich.

VRM bietet außerdem:

Systemübersichtsdiagramm: Zeigt den tatsächlichen und den prognostizierten Energieverbrauch sowie die PV-Erzeugung an, aufgeschlüsselt nach Kategorien (Grundlast, Laden von Elektrofahrzeugen, Wechselstromlasten, Heizung), und veranschaulicht so, wie sich die Solarenergie über den Tag verteilt. Dashboard für den Energieverbrauch: Zeigt den Energieverbrauch nach Quelle (Solarenergie, Batterie, Netz, Generator) im Zeitverlauf an und ermöglicht es den Benutzern, die Steigerung des Eigenverbrauchs und die Verringerung der Netzabhängigkeit zu quantifizieren.

In diesem Kapitel werden Warnungen und Fehlermeldungen beschrieben, die im System auftreten können, sowie deren Bedeutung.

Mit Opportunity Loads nicht kompatibles System

Diese Warnung wird angezeigt, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen länger als 60 Sekunden andauern: