Notstrom- und Energiemanagement für Zuhause
Als eigenes Referenzprojekt wurde eine kombinierte Energieversorgung aus öffentlichem Netz, Photovoltaik, Batteriespeicher und Invertergenerator aufgebaut und durch eine industrielle Automatisierung ergänzt.
Ziel war eine zuverlässige und einfach bedienbare Energieversorgung, die auch bei Netzausfall sowie unterschiedlichen Betriebs- und Fehlerzuständen nachvollziehbar und beherrschbar bleibt. Überwachung, Bedienung und Energiemanagement erfolgen lokal – ohne Internet- oder Cloud-Abhängigkeit.
Das System
Zum Einsatz kommen folgende Komponenten:
- Batteriespeicher: Marstek Venus E V3.0 ESS
- Energieerzeugung: Photovoltaikanlage und Honda EU70is Invertergenerator
- Steuerung und Energiemanagement: Siemens SIMATIC S7-1200 mit Modbus-TCP-Kommunikation
- Energiemessung: mehrere Shelly Pro 3EM-3CT63 zur Erfassung von Leistung und Energie
- Bedienung und Visualisierung: Weintek HMI
- Lasttrennung und Netz-/Notstromumschaltung: manueller, elektromechanischer Umschalter
Betriebsarten
Das System unterstützt folgende Betriebsarten:
Netzparalellbetrieb
Normalversorgung aus dem öffentlichen Netz, synchron mit ESS GRID-Port und PV. EMS kann Energieverbrauch, Reservehaltung und automatische Nachladung (nach Selbstentladung) steuern.
Inselbetrieb über ESS
Bei Netzausfall Versorgung ausgewählter Verbraucher über den Backup-Ausgang des Batteriespeichers.
Inselbetrieb über Generator
Versorgung über den Invertergenerator mit der Möglichkeit, gleichzeitig den Batteriespeicher kontrolliert nachzuladen.
Aufgabe der SPS
Die SIMATIC S7-1200 übernimmt nicht die eigentliche Notstromfunktion. Sie dient der übergeordneten Überwachung und dem Energiemanagement:
- Erfassung von Leistungen und Betriebszuständen
- Überwachung des Ladezustands
- kontrollierte Nachladung des ESS
- Leistungsbegrenzung
- Betriebszustandsüberwachung
- Alarmierung
- Visualisierung auf dem HMI
Ein wesentliches Konstruktionsprinzip ist die Trennung zwischen Energieversorgung und übergeordneter Automatisierung.
Sicherheitsrelevante Umschaltungen und Verriegelungen werden durch dafür geeignete elektromechanische Schalttechnik realisiert.
Die SPS ergänzt diese Struktur, ohne zur Voraussetzung für die grundlegende Notstromversorgung zu werden. Die Marstek und Shelly Geräte-Apps bleiben für Inbetriebnahme, Firmware-Updates und gerätespezifische Einstellungen verfügbar.
Warum dieses Projekt?
Das Projekt dient nicht als universelle Musterlösung.
Es zeigt vielmehr, wie sich unterschiedliche Komponenten zu einem technisch nachvollziehbaren Gesamtsystem verbinden lassen – und welche Fragen dabei bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden sollten.
Eine gute Notstromlösung beginnt nicht mit dem Kauf einzelner Geräte, sondern mit einem klaren Versorgungskonzept.
Fachlicher Austausch / Siemens SIEPortal Community
Praxiserfahrungen aus dem Referenzprojekt wurden auch in der Siemens SIEPortal Community geteilt:
Einblicke in die Anlage
Die HMI-Ansichten zeigen Energieflüsse, Betriebszustände und die Bedienung des Energiemanagements mit der SIMATIC S7-1200.
Weitere Anlagenbilder und detaillierte Bedienansichten stelle ich im Rahmen einer konkreten Beratungsanfrage zur Verfügung.
