Internet der Dinge für Elektrogeräte – Anfangsbeispiel:Wärmepumpe

Wärmepumpe Lastgang - Warmwasser
Wärmepumpe Lastgang – Warmwasser

Das Internet der Dinge (auch englisch Internet of Things) beschreibt, dass der (Personal) Computer zunehmend als Gerät verschwinden und durch „intelligente Gegenstände“ ersetzt wird. Statt – wie derzeit – selbst Gegenstand der menschlichen Aufmerksamkeit zu sein, soll das „Internet der Dinge“ den Menschen bei seinen Tätigkeiten unmerklich unterstützen. Die immer kleineren Computer sollen Menschen unterstützen ohne abzulenken oder überhaupt aufzufallen. (Wikipedia: Internet der Dinge)

Rund um die Uhr – jeden Tage ist Warmwasser verfügbar. Dank Pufferspeicher wird es allerdings nur einmal am Tag erwärmt durch eine Wärmepumpe. Nutzt man eine automatisierte Analyse des Lastgang – des Stromverbrauchs des Gerätes – so lassen sich damit einige nützliche Dinge ableiten.

Leider gibt es bislang nur sehr wenige Lösungen am Markt, die eine tatsächliche Realisierung des Internets der Dinge ermöglichen. Die Erzeugung von warmem Wasser durch eine Wärmepumpe ist bewusst gewählt worden, um ein sehr einfaches – nachvollziehbares Beispiel zu haben. Man sieht allerdings schon am Code, dass es einiges an eigenem Fleiß benötigt und nur wenig Out-Of-The-Box verfügbar ist.

Aufgabenstellung

Internet Of Things: Warmwasser
Internet Of Things: Warmwasser

Erstellt werden soll eine automatische Überwachung des Lastgangs einer Wärmepumpe. Ein Alarm soll erzeugt werden, wenn die Wärmepumpe für mehr als 32 Stunden kein warmes Wasser gemacht hat. Zur Abrechnung soll der Stromverbrauch protokolliert werden, der lediglich für das Warmwasser benötigt wurde.

Komponenten

Zur Vereinfachung habe ich bei mir selbst IP-Symcon verwendet, da ich diese System bei mir für die Heimautomatisierung verwende. Theoretisch funktioniert allerdings auch mit einem Raspberry PI, welches ich als Backup-System nutze.

Den Lastgang der Wärmepumpe im 2 Sekunden-Takt liefert bei mir Discovergy bzw. dessen API. Die Analyse mache ich selbst per  PHP Script.

for($i=sizeof($data["raw"])-1;(($i>0)&&(!isset($start)));$i--) {
 if(!isset($stop)) {
 if($data["raw"][$i]->power>110) $stop=$data["raw"][$i];
 } else {
 if($data["raw"][$i]->power<110) $start=$data["raw"][$i];
 }
 }
 if(isset($start)) {
 $lastvalue=GetValue(10968 /*[Energie\Strom\Waermepumpe\Letztes Warmwasser]*/ );
 if($lastvalue<$start->time) {
 // Warmwasser Stromverbrauch hinzufügen
 $power=($stop->energy-$start->energy)/10;
 SetValue(19317 /*[Energie\Strom\Waermepumpe\Stromverbrauch Warmwasser]*/ ,GetValue(19317 /*[Energie\Strom\Waermepumpe\Stromverbrauch Warmwasser]*/ )+($power/1000));
 }
 SetValue(10968 /*[Energie\Strom\Waermepumpe\Letztes Warmwasser]*/ ,$start->time);
 }
 echo round((time()-GetValue(10968 /*[Energie\Strom\Waermepumpe\Letztes Warmwasser]*/ ))/3600);
 SetValue(43552 /*[Energie\Strom\Waermepumpe\StundenWW]*/ ,round((time()-GetValue(10968 /*[Energie\Strom\Waermepumpe\Letztes Warmwasser]*/ ))/3600));

Danach muss nur noch die Variable 43552 überwacht werden, dass diese nicht über den Wert 32 steigt.

Das Script selbst wird bei mir jede Stunde einmal ausgeführt und läuft dabei sehr zuverlässig. Einen positiven Alarm hatte ich schon: Als wir im Urlaub waren und die Wärmepumpe ebenfalls im Urlaubsmodus.

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Veröffentlicht von Thorsten Zoerner

Seit dem Jahr 2007 beschäftige ich mich mit den Themen Stromnetz und Strommarkt. Parallel dazu entstand ein Blog, um Informationen zu den jeweiligen Themen bereitzustellen. Er ist unter blog.stromhaltig.de zu finden. Über das Thema Energiewirtschaft habe ich bislang drei Bücher veröffentlicht. In meinem 2014 erschienenen Buch zum Hybridstrommarkt beschreibe ich ein Marktdesign, das in Deutschland in das Gesetzespaket Strommarkt 2.0 aufgenommen wurde. Hierbei werden zwei Technologien des Strombezugs vereint: der Hausanschluss mit Bezug bei einem klassischen Stromanbieter und einen alternativen Bezug von erneuerbaren Energien. Die wirtschaftlichen Vorteile für ein solches Marktdesign sind erwiesen. Auch die Digitalisierung beeinflusst die Energiewirtschaft von morgen. Daher habe ich mich intensiv mit dem Thema Blockchain Technologie befasst. Blockchain ist eine Technologie, die den Austausch und die Dokumentation von Daten vereinfachen kann. Daher kann diese Technologie mithilfe der digitalen Möglichkeiten das heutige Energiesystem revolutionieren. Denn damit ist eine automatische Abgleichung von Energieerzeugung und Energieverbrauch möglich. Um zukünftige Herausforderungen und Chancen mitgestalten zu können, habe ich 2017 die Firma STROMDAO gegründet. Dort bin ich Geschäftsführer und möchte dafür sorgen, dass mithilfe der Blockchain Technologie und dem Hybridstrommarkt eine digitale Infrastruktur für die Energiewirtschaft der Zukunft aufgebaut wird. Der STROMDAO Mechanismus zur Konsensfindung für den Energiemarkt unterstützt dabei die Marktkommunikation aller beteiligten Akteure.

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