WARP Energy Manager

Der WARP Energy Manager ist die intelligente Schaltzentrale für das Energiemanagement von WARP Chargern und weiteren Verbrauchern.

Der WARP Energy Manager kann die Leistung am Hausanschluss ermitteln, um WARP Charger in die Lage zu versetzen, Photovoltaik-Überschussladungen durchzuführen. Mit einem externen Schütz kann der WARP Energy Manager eine Umschaltung zwischen 1- und 3-phasigem Betrieb der Wallboxen durchführen, so dass die minimale Ladeleistung von 3,7kW bei 3-phasigem Betrieb auf bis ca. 1,4kW bei 1-phasigem Betrieb reduziert werden kann. Dies ermöglicht eine bessere Autarkie bei geringer Leistungsausbeute der Photovoltaikanlage.

Mittels Auswertung eines Stromzählers am Hausanschluss ist auch ein dynamisches Lastmanagement mit dynamischer zur Verfügung stehender Leistung möglich. WARP2 Charger können eigenständig ein dynamisches Lastmanagement durchführen, bei dem der maximal für die Fahrzeugladung zur Verfügung stehende Strom fest konfiguriert wird. Wenn andere Verbraucher diesen Stromanschluss mitnutzen, ermittelt der WARP Energy Manager mithilfe eines Stromzählers am Hausanschluss den momentanen Strombezug und regelt die Ladeleistung von aktiven Ladevorgängen dynamisch, so dass der konfigurierte maximale zur Verfügung stehende Strom des Anschlusses nicht überschritten wird.

Eigenschaften

Der WARP Energy Manager zeichnet eine Vielzahl von Eigenschaften aus.

Multifunktional zusammen mit WARP2 Chargern

  • Photovoltaik-Überschussladen
  • 1-/3-Phasenumschaltung für geringere Ladeleistungen
  • Bald verfügbar: Dynamisches Lastmanagement mit dynamischer zur Verfügung stehender Leistung

Offen

  • Hardware und Software sind Open Source
  • Hardware‐Plattform von des WARP Energy Managers basiert auf dem ESP32 (WLAN und Ethernet)
  • Ein Schaltausgang um weitere Verbraucher zu steuern
  • Zwei konfigurierbare Eingänge

Nachhaltig

  • Hutschienenmodul (4 TE) zur Montage in der Verteilung
  • Hochwertige Komponenten für lange Lebensdauer
  • Komponenten einzeln austauschbar

Photovoltaik Überschussladen

Den eigenen Strom nutzen...

Besitzt du eine Photovoltaik-Anlage, möchtest du vermutlich möglichst viel von deinem produzierten Strom selbst nutzen. Der WARP Energy Manager kann dir dabei helfen, indem er ein reines PV-Überschussladen ermöglicht, bei dem nur überschüssige Energie ins Fahrzeug geladen wird. Alternativ kannst du auch einen erlaubten anteiligen Netzbezug definieren. Dies ist sinnvoll, wenn die selbst produzierte Leistung nicht ausreicht, um einen Ladevorgang zu starten, du aber dennoch laden möchtest.

Für das PV-Überschussladen benötigt der WARP Energy Manager einen Stromzähler an deinem Stromnetzanschluss um einen Überschuss, d.h. die Einspeisung von elektrischer Leistung ins Stromnetz, zu ermitteln. Der WARP Energy Manager steuert dann die Wallboxen so, dass keine Leistung ins Netz eingespeist wird (Netzbezug = 0) oder aber ein definierter Netzbezug eingehalten wird. Dies ist abhängig von deinen Einstellungen.

Entscheidend ist hier, dass nur eine Leistungsregelung stattfindet. Es werden nicht die einzelnen Phasenströme geregelt. Da der Netzbetreiber-Stromzähler, der die Stromkosten ermittelt, saldierend arbeitet, ist eine Phasenstromregelung nicht notwendig.

Lastmanagement

Verbraucher intelligent steuern

Statisches Lastmanagement

Teilen sich mehrere Wallboxen eine gemeinsame Zuleitung, so ist oftmals der Maximalstrom durch diese Leitung begrenzt. Als Beispiel könnten sich mehrere Wallboxen eine 32A Leitung teilen. Zwei Wallboxen könnten jeweils als 11kW Wallboxen (2x16A) betrieben werden. Es wäre aber natürlich auch möglich eine Wallbox mit 22kW (32A) zu betreiben, wenn die zweite Wallbox nicht genutzt wird. Für diese Anwendungen kommt das statische Lastmanagement zum Einsatz.

Der WARP Energy Manager kann das statische Lastmanagement für die Wallboxen übernehmen. Hierbei ist kein Stromzähler notwendig. Es ist einfach der Maximalstrom der Zuleitung zu definieren. Dieser Strom muss jederzeit zur Verfügung stehen. Der Energy Manager verteilt diesen Strom dynamisch je nach Anforderung an die kontrollierten Wallboxen.

Dynamisches Lastmanagement

In manchen Fällen ist ein dynamisches Lastmanagement auf Phasenstromebene erforderlich. Ein typisches Beispiel dafür sind Mietobjekte, bei denen der Stromnetzanschluss der Immobilie nicht ausreicht, um mehrere Wallboxen gleichzeitig zu betreiben. Die Absicherung des Stromnetzanschlusses beschränkt den zulässigen Phasenstrom.

Im einfachsten Fall kann für alle Wallboxen ein bestimmter Phasenstrom garantiert werden. In diesem Fall können die Wallboxen ein statisches Lastmanagement durchführen, bei dem der verfügbare Phasenstrom zwischen den WARP Chargern aufgeteilt wird.

Oftmals kann jedoch nicht garantiert werden, dass ein bestimmter Phasenstrom jederzeit zur Verfügung steht, da sich die Wallboxen den Stromanschluss mit anderen Verbrauchern teilen. Wenn diese Verbraucher ein- und ausgeschaltet werden ändert sich der für die Wallboxen zur Verfügung stehende Phasenstrom ständig. In diesem Fall ist ein dynamisches Lastmanagement notwendig um sicherzustellen, dass der maximale Phasenstrom nicht überschritten wird und keine Sicherung auslöst.

Der WARP Energy Manager ermöglicht ein dynamisches Lastmanagement auf Phasenstromebene. Dazu ist ein Stromzähler am Stromnetzanschluss erforderlich, der vom Energy Manager ausgewertet werden kann. Der Energy Manager überwacht den zur Verfügung stehenden Phasenstrom vom Netzanschluss und regelt die Leistung der Wallboxen entsprechend. Dadurch wird sichergestellt, dass der maximale Phasenstrom nicht überschritten wird und keine Sicherung auslöst. Wenn eine Photovoltaik-Anlage vorhanden ist und Energie produziert, erhöht sie automatisch die zur Verfügung stehende Leistung für den Energy Manager, um die Ladung der Elektrofahrzeuge zu optimieren.

Das dynamische Lastmanagement ist aktuell in der Firmware noch nicht enthalten, wird jedoch zeitnah durch ein kostenloses Softwareupdate integriert.

Distributoren

Den WARP Energy Manager und andere WARP Produkte kannst du aktuell bei den folgenden Distributoren und Online Shops erwerben.

Impressionen

  • ALLE
  • ANSICHTEN
  • WEBINTERFACE
  • SCHALTPLÄNE
WARP Energy Manager
Photovoltaik-Überschussladen
Dynamisches Lastmanagement
Statusseite des Energy Managers
Energiebilanz Tagesansicht
Energiebilanz Monatsansicht
Energy Manager Einstellungen
Stromzähler Konfiguration
Wallbox Manager

Dokumente

Folgende Dokumente stehen aktuell zur Verfügung:

HTTP-, MQTT- und Modbus/TCP-API

Der WARP Energy Manager kann über HTTP, MQTT und Modbus/TCP (coming soon) den aktuellen Zustand melden und gesteuert werden:

API-Dokumentation
# Abfrage über die HTTP-API
pi@raspberrypi:~ $
# Auslesen des Energie-Werts seit Reset
curl -s http://10.0.0.1/meter/values| jq '.energy_rel'
# Ergebnis in kWh
706.289978
# Verwendung der MQTT-API mit Python
import paho.mqtt.client as mqtt
import json

# Ausgabe des Stroms am Netzanschluss
# wenn eine Zustandsmeldung
# des Energy Managers eintrifft
def on_message(client, userdata, msg):
  state = json.loads(msg.payload)
  amp = state["energy_meter_power"]
  print("Strom: {} mA".format(amp))

# Verbinden zum MQTT-Broker
client = mqtt.Client()
client.on_message = on_message
client.connect("localhost")

# Reagiere auf Zustandsmeldungen
# des Energy Managers
client.subscribe("wem/ABC/energy_manager/state")

client.loop_forever()
# Abfrage/Steuerung über Modbus/TCP
Input Registers
...
Holding Registers
...
Discrete Inputs
...

Firmware-Updates

Wir veröffentlichen regelmäßig Firmware-Updates, die neue Funktionen hinzufügen und Fehler beheben. Firmware-Updates kannst du im System-Abschnitt des Webinterfaces der WARP Energy Managers einspielen. Dort findest du auch die aktuell installierte Version der Firmware.

WARP Energy Manager Firmware 2.0.2 herunterladen
Veröffentlicht am 12.02.2024
2.0.2
12.02.2024
Prüfsumme
  • HTTP-API-Fehler bei schlechter Verbindungsqualität behoben
  • Zeitzonen-Datenbank aktualisiert
  • Hinzugefügt, dass externe Phasensteuerungsanforderungen über Neustarts hinweg erhalten bleiben
  • SunSpec: Herstellerspezifische Modelle werden nicht mehr als unbekannt angezeigt
  • SunSpec: Hängenden Scan unter spezifischen Fehlerbedingungen behoben
  • SunSpec: Hinzugefügt, dass Scan abgebrochen wird, wenn Browser-Tab geschlossen wird
2.0.1
26.01.2024
Prüfsumme
  • Alte Stromzähler-API repariert
2.0.0
24.01.2024
Prüfsumme
  • Blogpost über die neuen Features
  • aktualisierte API-Dokumentation
  • API-Änderungen; möglicherweise sind Anpassungen an Software die mit der Wallbox interagiert notwendig!
  • API des energy_manager-Moduls in energy_manager und power_manager aufgeteilt
  • Automatisierung hinzugefügt
  • Unterstützung für WPA Enterprise (EAP-TLS, EAP-PEAP und EAP-TTLS) hinzugefügt
  • Stromzähler-Implementierung überarbeitet:
    • meters-API und Unterstützung von bis zu sieben Stromzählern hinzugefügt
    • Auslesen von SunSpec-Stromzählern und -Wechselrichtern hinzugefügt
    • Konfigurierbaren API-Stromzähler hinzugefügt
    • Unterstützung der Eltako DSZ15DZMOD und YTL DEM4A Stromzähler hinzugefügt
    • Zurücksetzbare Energie-Import- und -Export-Werte hinzugefügt
    • Fehlenden "Durchschnittliche Spannung gegen Neutralleiter"-Messwert des SDM72v2 hinzugefügt
  • Maximum der (lastgemanagten) Wallboxen auf 32 erhöht
  • Berechnung der verfügbaren Leistung im "Schnell"-Modus repariert
  • Wolkenfilter repariert
  • Übersetzungen verbessert
  • MQTT-Performance verbessert
  • WLAN-Access-Point-Performance, falls gleichzeitig eine WLAN-Verbindung aufgebaut wird, verbessert
  • Fehlermeldungen in Eingabefeldern verbessert
  • Unterstützung von TLS-Versionen vor 1.2 entfernt
  • Hinzugefügt, dass WLAN-Access-Point bei instabiler WLAN-Verbindung länger geöffnet bleibt
  • Sichergestellt, dass zum WLAN-AP mit der besten Empfangsqualität verbunden wird
  • Subnetz-Konfiguration des WLAN-Access-Points repariert
  • Sichergestellt, dass Lastmanagement erst Strom verteilt, wenn alle gesteuerten Wallboxen erreichbar sind
  • Sichergestellt, dass WLAN-HT40-Modus immer deaktiviert bleibt
  • Web-Interface-Labels die fehlende IDs referenzieren entfernt
  • Änderung eines konfigurierten TLS-Zertifikats repariert
  • Funktion des Zurück-Buttons bei Aufruf des Webinterfaces repariert
  • Tastatureingabe in Datumsfeldern repariert
  • Zeitzonen-Datenbank aktualisiert
  • Repariert, dass Watchdog des verfügbaren Stroms des Lastmanagements permanent auslöste
  • Sichergestellt, dass Analyse-Subplots nur dann versteckt werden, wenn keine Daten in beiden vorliegen
1.0.8
30.10.2023
Prüfsumme
  • Support für Reverse-Proxys verbessert
  • Konfiguration des alternativen DNS-Servers repariert
  • Anleitung des API-Aufrufs auf der Recovery-Seite repariert
  • Verlorene MQTT-Subscriptions und Nachrichten nach Verbindungsaufbau repariert
  • Sichergestellt, dass Konfigurationen nicht über MQTT durch einen nicht-standardkonformen Broker zurückgesetzt werden
  • Sichergestellt, dass API bei gleichzeitigem Zugriff über verschiedene Backends (MQTT, HTTP) konsistent bleibt
  • Zuverlässigkeit und Performance des WebSocket-Verbindungsaufbaus verbessert
  • Performance des Flash-Speichers verbessert
  • Hinzugefügt, dass Ereignis-Log-Nachrichten sofort angezeigt und im Browser gesammelt werden
  • Auto-Scrolling zu Ereignis-Log hinzugefügt
  • Problem mit der Größenberechnung von Tabellen in Firefox behoben
  • Übersetzungen verbessert
  • Sichergestellt, dass Nulllinie nicht außerhalb eines Graphen gezeichnet wird
  • Lücke in der Datenaufzeichnung direkt nach Neustart behoben
1.0.7
23.08.2023
Prüfsumme
  • Fehlende Messung der Phasenspannungen resultieren nicht mehr in zu niedrigen Ladeströmen im Lastmanagement
  • 64k-Spitze in der Energiebilanz beim Neustart einer kontrollierten Wallbox beseitigt
  • Y-Achsen Beschreibung zum Energiebilanz- und Stromzähler-Graphen hinzugefügt
  • Identische Legendeneinträge im Energiebilanz-Graphen zusammengefasst
  • Größenberechnung des Energiebilanz-Graphen repariert
  • Laden der RTC-Zeit an Sonntagen repariert
  • Erstellungszeit der Firmware besser lesbar gemacht
  • Subnetzmaske zum WLAN- und Netzwerk-Zustand hinzugefügt
  • Auswahl der vollen Subnetzmaske (/0 bis /32) für WireGuard erlaubt
  • Abweichung in der Serialisierung zwischen current_charge und last_charges beseitigt
  • Lastmanagement auf tabellarische Darstellung umgestellt
  • Verwendung von Platzhaltern in Auswahlfeldern verbessert
  • Payloads für Recovery-API-Aufruf repariert
  • Fehleranzeige bei fehlender Auswahl einer Subnetzmaske repariert
  • Potentiellen Deadlock beim Aufruf von API-Befehlen beseitigt
  • Aktualisierung des last_value_change Wertes im API-Meter repariert
1.0.6
23.06.2023
Prüfsumme
  • Status-Ansicht zur Tagesansicht der Energiebilanz hinzugefügt
  • Lastmanagement: Effizienz verbessert, wenn gesteuerte Wallbox über einen Stromzähler verfügt, der Phasenströme misst. (WARP2 Pro oder WARP1 mit nachgerüstetem SDM630 oder SDM72 V2).
  • Lastmanagement: Hinzugefügt, dass Hostnamen von nicht mehr erreichbaren Wallboxen neu aufgelöst werden
  • Lastmanagement: Duplizierte und springende Einträge in den Scan-Ergebnissen zu kontrollierender Wallboxen behoben
  • Lastmanagement: Behandlung von niedrig priorisierten Wallboxen behoben
  • Lastmanagement: Hinzugefügt, dass Wallboxen, die weniger als den erlaubten Minimalstrom unterstützen als niedrig priorisiert behandelt werden
  • Lastmanagement: Performance bei genau 10 gesteuerten Wallboxen verbessert
  • Race Condition während des Starts des MQTT-Clients behoben
  • Crash bei gleichzeitigen Zugriffen von mehreren APIs behoben
  • Websocket-Verbindungsabbrüche durch zu große Stromzählerwerte behoben
  • Übersetzungen verbessert
  • Firmware-Aktualisierungen blockiert, wenn am Energy Manager ein Schütz und an einer kontrollierten Wallbox ein Fahrzeug angeschlossen ist
  • Reihenfolge der gestapelten Graphen in der Tagesansicht der Energiebilanz repariert
  • Falsche Berechnung der 48-Stunden-Werte des Stromzähler-Graphen, falls Messwerte schneller als alle 500 ms ankommen, behoben
  • Debug-Protokolllänge auf (letzte) 20000 Zeilen begrenzt
  • Springende Y-Achse in Graphen bei Doppelklick behoben
1.0.5
07.06.2023
Prüfsumme
  • Unendlich wachsende Energiebilanz auf der Statusseite im Safari-Browser repariert
  • Energiebilanz ohne Höhe in älteren Browsern repariert
1.0.4
06.06.2023
Prüfsumme
  • Initialisierungsfehler behoben, der auftrat, wenn Stromzähler direkt mit dem Energy Manager verbunden ist
  • Zurücksetzen auf Werkszustand per Knopfdruck repariert
  • Race Condition während des Starts des Webservers behoben
1.0.3
05.06.2023
Prüfsumme
  • Neuen Phasenumschaltungs-Modus "Einphasig PV/Dreiphasig schnell" hinzugefügt
  • Anzeige des Zustands der Phasenumschaltung bei externer Kontrolle hinzugefügt
  • Prüfung auf überlappende Netzwerkbereiche bei IP-Konfiguration von LAN, WLAN und WireGuard hinzugefügt
  • Übersetzungen verbessert
  • Sofortigen Start des WLAN Access Points hinzugefügt, falls keine WLAN-Verbindung konfiguriert und kein Ethernet-Kabel verbunden ist
  • Sichtbarkeit der Nulllinie verbessert
  • Alle 48h-Graphen auf mindestens 1500 Watt skaliert
  • Minimalhöhe der Monatsübersicht auf 10 kWh reduziert
  • Ereignis-Log-Meldungen überarbeitet
  • Generierung des Energie-Manager-Protokolls repariert
  • Verwendung des falschen Minimalstroms bei einphasigem Laden repariert
  • Plötzlichen Ladestop bei geringer PV-Produktion behoben
  • Instabiles Verhalten am Anfang eines Ladevorganges bei teilweise bewölktem Wetter behoben
  • Behoben, dass Daten der dritten und weiterer Wallboxen nicht aufgezeichnet worden
  • Überlappende Balken in Monatsübersicht behoben
  • Abgeschnittenen ersten und letzten Balken in Monatsübersicht behoben
1.0.2
17.05.2023
Prüfsumme
  • Wolkenfilter hinzugefügt
  • Support für PWA-artige Lesezeichen hinzugefügt
  • Monatsgraph zur Energiebilanz hinzugefügt
  • Statistiken zur Energiebilanz hinzugefügt
  • Minimalen Ladestrom für ein- und dreiphasiges Laden aufgeteilt
  • Einstellung des minimalen Ladestroms anhand des konfigurierten Fahrzeugtyps hinzugefügt
  • Verwendung der RTC des Energy-Manager-Bricklets hinzugefügt
  • Füllung für Stromzählerplot hinzugefügt
  • Konfiguration des Web-Interface-Ports hinzugefügt
  • WLAN-Empfangsqualität durch Deaktivierung des HT40-Modus und 11b verbessert
  • Robustheit der Stromzähler-Initialisierung verbessert
  • Robustheit der statischen IP-Konfiguration der LAN-Schnittstelle verbessert
  • Löschen kontrollierter Wallboxen auf der Lastmanagement-Konfigurationsseite repariert
  • Übersetzungen verbessert
  • Zeitzonen-Datenbank aktualisiert
  • Ausgabe der Verbindungsdauer bei Verlust einer LAN-, WLAN-, MQTT- oder WireGuard-Verbindung hinzugefügt
  • Defekte Links auf der Status-Seite entfernt, falls Lastmanagement-Konfiguration geändert, aber nicht angewandt wurde
  • MQTT-Timeout erhöht
  • NetBIOS-Unterstützung entfernt
  • DNS-Cache vergrößert
  • Fehlermeldungen von Texteingabefeldern repariert
  • Längenprüfung von Text- und Passworteingabefeldern repariert
  • Klickbare Links für kontrollierte Wallboxen auf der Statusseite hinzugefügt
  • Prüfung auf duplizierte Wallbox-Hostnamen bzw. IPs in der Lastmanagement-Konfiguration hinzugefügt
  • Auflösung von .local-Hostnamen via mDNS-Scan hinzugefügt
  • Veraltete WLAN-Empfangsqualitäts- und IP-Werte entfernt wenn WLAN-Verbindung verloren wird
  • MQTT-Fehlermeldungen verbessert
1.0.1
16.03.2023
Prüfsumme
  • Energiebilanz hinzugefügt
  • LED-Blinken in Magenta bei Konfigurationsfehlern hinzugefügt
  • Aggressives/Konservatives Regelverhalten hinzugefügt.
  • Phasenumschaltungs-Zustand zur Statusseite hinzugefügt
  • Anzeige interner Zustände zur Debug-Ansicht hinzugefügt
  • Core Dump zu Debug-Report hinzugefügt
  • Aussehen der Lademodus-Buttons verbessert
  • Veraltete Statuswerte nach Trennung der WLAN-Verbindung entfernt
  • Übersetzungen verbessert
  • Sichergestellt, dass Mindestladeleistung für Min + PV-Modus nicht weniger als die für einen Ladevorgang notwendige Leistung sein kann
  • Nicht unterstützten SDM72CTM von der Stromzählerseite entfernt
  • Kontrollierte Wallboxen auf Statusseite zu klickbaren Links umgewandelt
  • Sichergestellt, dass keine duplizierten Hosts in Konfiguration kontrollierter Wallboxen akzeptiert werden
  • mDNS-Antworten die nicht von WARP Chargern gesendet wurden gefiltert
  • Zeichnen negativer und großer Leistungswerte behoben
  • Längenprüfung in Text- und Passwortfeldern repariert
  • Häufige Ereignis-Log-Meldungen behoben
  • Fehler-Feedback von Textfeldern repariert
  • Passwort-Platzhaltertext der WLAN-Verbindungsseite repariert
  • Löschen des WLAN-Verbindungspassworts repariert
  • Fehlende Stromzählerwerte auf Stromzähler-Unterseite repariert
1.0.0
02.03.2023
Prüfsumme
  • Initiales Release

Quellcode und Design-Dateien

Hard- und Software des WARP Chargers, sowie aller zugehöriger Materialien wie Anleitung, Dokumentation und diese Webseite sind Open Source. Auf Github findest du unter anderem:

Den Quellcode der Firmware des Energy Managers Tinkerforge/esp32-firmware
Hardware-Design-Dateien des ESP32 Ethernet Bricks Tinkerforge/esp32-ethernet-brick
Firmware und Hardware-Design des Energy Manager Bricklet Controllers Tinkerforge/warp-energy-manager-bricklet
Quellcode dieser Website, der Betriebsanleitung und mehr Tinkerforge/warp-charger

Kontakt

Wir freuen uns jeder Zeit über Fragen und Feedback von euch!

Adresse

Tinkerforge GmbH, Helleforthstraße 22-28,
33758 Schloß Holte-Stukenbrock, Deutschland