PV-Überschuss­laden mit EVCC

Einführung

Dein WARP Charger ist mit EVCC kompatibel. EVCC ist eine Open-Source-Lösung, mit der du auf einfache Weise den Überschuss deiner Photovoltaik-Anlage zum Laden deines Elektroautos benutzen kannst. EVCC implementiert zudem weitere APIs, mit denen du zum Beispiel eine Hausbatterie bevorzugt, oder dein Elektroauto bis zu einem gewünschten Ladestand laden kannst. Weitere Informationen zu EVCC findest du auf evcc.io, detaillierte Dokumentation, ein Support-Forum und den Quellcode im GitHub-Repository.

Diese Anleitung zeigt dir, wie du EVCC aufsetzt, deinen WARP Charger mit EVCC verknüpfst und wie weitere Komponenten, beispielhaft ein Elektroauto eingebunden werden können. Hierfür benötigst du neben deinem WARP Charger nur einen Rechner, auf dem EVCC ausgeführt werden soll. Wir verwenden im Folgenden einen Raspberry Pi. EVCC kann auch auf anderen Plattformen installiert werden, aber da die Steuerung des WARP Chargers möglichst robust sein soll, bietet es sich an ein System nur für diesen Einsatzzweck abzustellen. Die notwendigen Zähler, die die Stromerzeugung einer PV-Anlage, sowie den Gesamtverbrauch des Hauses messen, kannst du direkt in EVCC konfigurieren, oder zunächst simulieren.

Ladesteuerung mit EVCC

Vorbereitung des Raspberry Pis

Zunächst musst du eine SD-Karte mit dem Betriebssystem für den Raspberry Pi vorbereiten. Am einfachsten ist das mit dem Raspberry Pi Imager. Der RPi-Imager lädt das ausgewählte Betriebssystem herunter und flasht es auf eine angeschlossene Micro-SD-Karte. Wenn du mit der Benutzung einer Linux-Konsole vertraut bist, empfehlen wir das Raspberry Pi OS Lite, das im Imager unter OS auswählen -> Raspberry Pi OS (other) zu finden ist. Falls du mit einer graphischen Oberfläche arbeiten möchtest, kannst du das normale Raspberry Pi OS verwenden. Mit der Tastenkombination STRG+SHIFT+X kannst du die erweiterten Optionen öffnen um z.B. den SSH-Server zu aktivieren, oder ein WLAN-Netzwerk, die Spracheinstellungen und einen Hostnamen zu konfigurieren. Der Imager flasht nach Auswahl der SD-Karte und klicken auf Schreiben das Betriebssystem auf die Micro-SD-Karte.

Raspberry Pi Imager

Du kannst jetzt die Micro-SD-Karte in den Raspberry Pi einlegen und ihn booten. Nachdem du dich gegebenenfalls eingeloggt hast (per SSH auf pi@raspberry, oder in der Textkonsole als pi; Passwort ist jeweils raspberrypi), solltest du zunächst, falls du die graphische Oberfläche gebootet hast, dem Einrichtungs-Wizard folgen. In beiden Fällen solltest du danach in der Konsole mit sudo apt update und sudo apt upgrade das System aktualisieren. Danach kannst du den Pi mit sudo reboot neustarten.

Installation des MQTT-Brokers

Die Kommunikation zwischen dem WARP Charger und EVCC erfordert den Einsatz eines MQTT-Brokers. Auf dem Raspberry Pi kann mit sudo apt install mosquitto mosquitto-clients der Mosquitto-MQTT-Broker installiert werden. Mosquitto startet sofort und bei jedem Start des Systems automatisch.

Verknüpfen des WARP Chargers

(Mehr Informationen zur MQTT-Konfiguration findest du in der API-Dokumentation)

Im Webinterface des WARP Chargers kannst du jetzt die Verbindung zum MQTT-Broker konfigurieren. Hierzu musst du unter MQTT die Verbindung aktivieren und den Host eintragen (raspberrypi falls du ihn nicht geändert hast). Alternativ kannst du die IP-Adresse des Pis verwenden. Diese kannst du in der Konsole mit ip -brief a auslesen: unter eth0 die der LAN-Verbindung, oder unter wlan0 die der WLAN-Verbindung. Danach kannst du die Konfigurationsänderung durch Klicken auf Speichern anwenden. Das Webinterface startet dann neu.

Um zu Testen, ob die Verbindung zum MQTT-Broker funktioniert, kannst du zunächst die Status-Seite des Webinterfaces prüfen. Der Status der MQTT-Verbindung sollte auf Verbunden stehen. Falls das nicht der Fall ist, kannst du im Ereignislog nachsehen, was das Problem ist. Als weiteren Test kannst du in der Konsole des Pis die empfangenen Nachrichten mitlesen: mosquitto_sub -v -t 'warp/#' bzw. bei einem WARP2 Charger mosquitto_sub -v -t 'warp2/#' liefert empfangene Nachrichten aller Wallboxen, die mit dem Broker verbunden sind.

MQTT-Konfiguration

Installation und Konfiguration von EVCC

Die Installation und Konfiguration von EVCC auf einem Raspberry Pi wird in der EVCC-Dokumentation erklärt. Alternativ kann EVCC wie hier beschrieben als Docker-Container installiert werden. Falls du die Verbindung von EVCC und dem WARP Charger testen willst ohne die notwendigen Zähler einzurichten kannst du diese simulieren, wie im nächsten Abschnitt beschrieben.

Bei der Ausführung von evcc configure kannst du als Wallbox TinkerForge WARP Charger Smart bzw. TinkerForge WARP Charger Pro auswählen und folgende Hinweise beachten:

  • Wähle aus, dass Firmware v2 installiert ist (falls das nicht der Fall ist, solltest du die Firmware des WARP Chargers aktualisieren).
  • Als IP-Adresse oder Hostname musst du nicht den entsprechenden Wert der Wallbox, sondern den in vorherigen Abschnitt konfigurierten Broker-Hostname oder dessen IP-Adresse eintragen.
  • Das Topic ist der in der MQTT-Konfiguration gesetzte Topic-Präfix, z.B. warp/ABC. Mit diesem beginnt das Topic jeder Nachricht, die du mit mosquitto_sub -v -t 'warp/#' bzw. mosquitto_sub -v -t 'warp2/#' sehen kannst.

Simulation von Stromzählern

evcc configure unterstützt derzeit nur die Konfiguration "echter" Zähler. Simulierte Zähler können aber von Hand in die von evcc configure erstellte evcc.yaml-Datei eingetragen werden.

Hierzu musst du die angelegte Konfigurationsdatei (/etc/evcc.yaml) mit einem Texteditor deiner Wahl, auf der Konsole zum Beispiel mit nano* editieren. Falls du bei der Konfiguration keine Zähler konfiguriert hast, sollte der site-Block der Konfigurationsdatei bis auf den Titel leer sein: 

site:
  title: Mein Zuhause
  meters:

Über dem site-Block fügen wir jetzt zwei simulierte Stromzähler hinzu. Der erste Zähler (gridmeter) misst den aktuellen Netzbezug bzw. die Netzeinspeisung am Hausanschluss, der zweite misst die aktuelle Einspeisung der Solaranlage (pvmeter). Wir simulieren eine dauerhafte Einspeisung von 10 kW und eine Netzeinspeisung von 9 kW: 

meters:
- name: gridmeter
  type: custom
  power:
    source: script
    cmd: /bin/sh -c 'echo -9000'
- name: pvmeter
  type: custom
  power:
    source: script
    cmd: /bin/sh -c 'echo 10000'

Die hinzugefügten Stromzähler müssen dann im site-Block registriert werden: 

site:
  title: Mein Zuhause
  meters:
    grid: gridmeter
    pv: pvmeter

Nach einem Neustart durch sudo systemctl restart evcc sollte die EVCC-Seite die simulierten Zähler anzeigen. Mit evcc configure können später echte Stromzähler hinzugefügt werden.

Hier die vollständige Konfigurationsdatei (getestet mit EVCC Version 0.95): 

# open evcc at http://evcc.local:7070
network:
  schema: http
  host: evcc.local # .local suffix announces the hostname on MDNS
  port: 7070

log: info
levels:
  cache: error

interval: 10s # control cycle interval

chargers:
- type: template
  template: tinkerforge-warp
  fw2: true
  host: 192.168.178.72
  port: 1883
  topic: warp/Sx7
  timeout: 30s
  name: wallbox1

loadpoints:
- title: Garage
  charger: wallbox1
  mode: off
  phases: 3
  mincurrent: 6
  maxcurrent: 16
  resetOnDisconnect: false

meters:
- name: gridmeter
  type: custom
  power:
    source: script
    cmd: /bin/sh -c 'echo -9000'
- name: pvmeter
  type: custom
  power:
    source: script
    cmd: /bin/sh -c 'echo 10000'

site:
  title: Mein Zuhause
  meters:
    grid: gridmeter
    pv: pvmeter