[FEMS] Max SoC einstellbar machen

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Da laut Google KI dies Forum der beste Platz ist, Ideen für Features des FEMS zu platzieren, hier mein Wunsch bzw. meine Idee, die im Photovoltaikforum schon einige Male im Rahmen von Diskussionen angesprochen wurde:

Zusammenfassung:

Es wäre insbesondere in den Sommermonaten schön, wenn man den maximalen SoC einstellen könnte (analog zur “Notstromreserve”, nur eben nach oben begrenzend), um den Akku zu schonen. Ideal wäre dabei, wenn die SoC-Ladegrenze über das lokal UI sowie in der App und Cloud für den Owner einstellbar wäre und zusätzlich über die JSON-API geschrieben werden könnte.

Grundidee ist das gezielte Schonen des Akkus im Sommer, so dass dann der übliche Arbeitsbereich zwischen 20 und 80 % SoC oder anderen gewählten Grenzen definiert werden könnte und nicht wie jetzt der Akku jeden Tag für einige Stunden auf 100 % SoC liegen würde.
Ist nicht ein riesen Thema, aber die 100 % SoC-Stunden summieren sich und das ist schlicht bei einigen Installationen nicht nötig.

Sollte für das BMS ein über längere Zeit nicht voll geladener Akku ein Problem für die SoC-Bestimmung darstellen, sollte ein Automatismus in geeigneten Abständen eine 100 % SoC-Ladung freigeben, um die SoC-Bestimmung in akzeptabel genauen Toleranzen zu halten.

Wunschvorstellung:
Neuer Parameter “TargetSoc” als WO-Datenpunkt in der REST/JSON-API, der die obere Ladegrenze definiert.

Ziel-User-Gruppe:

  • Anlagen mit bewußt überdimensiertem Akku
  • User, die Wert auf maximale Akkulebensdauer legen

Auswirkungen:

  • Längere Lebensdauer für den Anlagenbetreiber
    • Reduzierung der Betriebskosten für den Betreiber, da seltener Akkus ausgetauscht werden müssten
    • Geringere Umweltbelastung, da weniger Akkus nachproduziert werden müssten
  • Imagegewinn für Fenecon
    • Durch mehr Nachhaltigkeit
    • Niedrigere Kosten für den Anlagenbetreiber
    • Innovative Funktion, die als Umweltschutz und Kostensenker beworebn werden kann
  • Kostenvorteil für Fenecon, durch niedrigere Ausfallraten der Akkus in der Garantiezeit
  • Kostennachteil für Fenecon durch seltenere Akkuaustausche, aber das sollte durch den Imagegewinn wieder kompensiert werden, insbesondere im Commercial-/Industrie-Umfeld.

Ausführliche Beschreibung:

Es gibt verschiedene Gründe, warum Anlagenbetreiber die Akkus deutlich überdimensionieren, z.B. :

  • In der Übergangszeit und im Winter sollen auch mal längere “Durststrecken” überbrückt werden können
  • Die Entladeleistung soll den Akku möglichst gering belasten
  • Die Akkudegragation über die Zeit ist bereits zu Beginn eingeplant worden

Dazu sind die Akkus so groß dimensioniert, dass im Sommer, wo sie praktisch jeden Tag zu 100 % geladen werden (können), nie die Akkus leer gefahren werden. Sprich die Akkukapazität, die nie geleert wird, steht nicht nur tot im Keller, sondern sorgt auch dafür, dass es unsinnige Zeiten gibt, in denen der SoC 100 % ist und somit eine erhöhte chemische Alterung stattfindet. Das ist im Einzelfall erstmal nicht relevant, aber wenn dies über die Jahre hinweg in den Monaten April bis Oktober jeden Tag für 4 oder mehr Stunden passiert, summieren sich die Zeiten, was durch das Begrenzen des SoC am Ende der Ladung auf 90 % oder 80 % (oder eben jede andere Grenze) leicht vermieden könnte.

Um einen ähnlichen Effekt zu erzielen, gibt es User, die das Ende der Begrenzung der netzdienlichen Beladung in die Abendstunden legen, damit es nie erreicht werden kann. Das allerdings verhindert die Grundfunktion der Netzdienlichkeit, die Mittagsspitze wird damit nicht mehr abgefangen.

Ich nutze die SoC-Begrenzung im Sommer erfolgreich in einer DIY-Anlage mit Victron-Komponenten. Dort lasse ich alle 2 Monate die 100 %-Ladung automatisiert zu, das reicht dem geeignete parametrierten SmartShunt um eine ausreichend genaue SoC-Bestimmung zu haben.

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Viele Autos haben eine Voreinstellung von 80% maximal Ladung bei viel größeren Akkus, andere Systeme erlauben auch eine Einstellung zum maximalen SoC zu. Habe mich immer gewundert, warum dies in FEMS gar nicht möglich ist.

Mir wäre diese Möglichkeit einer Einstellung sehr recht, im Sommer entwalde ich selten unter 50% Akku. Eine 20-80% Einstellung wäre perfekt und verlängert die Laufzeit meiner Investition.

Hoffentlich wird dies von FENECON gesehen und auf die Roadmap gelegt :slightly_smiling_face:

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Ich bin hier eher zwiegespalten. Es gibt bereits die Netzdienliche Beladung, die den Speicher intelligent belädt, um erst am Tagesende die 100% SoC zu erreichen. Diese reduziert ebenso die 100% Zeit, lädt aber trotzdem voll, wodurch sich das Akkupack Top-Balancen kann.

Wenn man ein festes Limit von 80% einstellt, holt man sich einige Probleme:

  • Die SoC wird immer ungenauer. Der Wert ist nur berechnet und ohne volle Entladung/Beladung kann sich die SoC nicht zurücksetzen
  • Die Zellen können nicht mehr top-balancen und laufen mit der Zeit auseinander
  • Es ist unklar, ob man damit überhaupt die Akku Lebensdauer verlängert. LiFePo4 Akkus sterben oftmals wegen der Lebensdauer und nicht wegen der Zyklen. Sie sind wohl auch nicht sonderlich anfällig für 100%-Beladung, im Gegensatz zu Lithium-Ionen Akkus
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Das Thema des SoC-Bestimmungdrift habe ich ja bereits adressiert, das Prinzip funktioniert mit weitaus hinreichender Genauigkeit auch dauerhaft.

Das LiFePO4 keien übermäßige Alterung bei 100 % SoC erfahren, ist ein Mythos. Sie sind bei weitem nicht so empfindlich wie die LiPos, aber über die Jahre addieren sich die Zeiten, dazu gibt es zahlreiche Untersuchungen und selbst viele Zellhersteller selbst sehen das so.

Die Funktion “TargetSoc” schränkt nichts ein, sondern eröffnet sinnvolle Möglichkeiten. Wer es nicht nutzen will, bräuchte es nicht-

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Was ich als Workaround mache, ist, die Netzdienliche Beladung manuell auf 23:45 Uhr zu stellen. Sorgt zuverlässig dafür, dass der Akku nicht vollgeladen wird. Ist aber natürlich ein gewisser manueller Aufwand, der sich aber evtl auch automatisieren liesse.

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Ja, das habe ich eben auch von einigen anderen gehört. Ist halt dann, wie Du schreibst, bißchen fummelig, weil man ein Auge drauf haben muß und die Mittagsspitze auch nicht abgefangen wird.

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Bei den Fenecon Home Batterien entspricht SoC 100% aber nicht SoC 100% der Zellen. Bei 3.500 mV wird das Laden beendet und ohne Erhaltungsladung sinkt die Zellenspannung schnell auf ca. 3.320-3.340 mV. Da den Zellen keine Energie entnommen wird, zeigt das Monitoring weiter 100 % an.

Daher denke ich, dass es auf Dauer nicht wirklich den Zellen schadet, wenn sie mit 100 % ein paar Stunden herum stehen.

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Wenn der Akku nur als Eigenverbrauchsoptimierung verwendet wird, sollte der 80% Cut-Off mit der implementierung eines einfachen ESS Controllers machbar sein.

Wäre ja eigentlich nur so etwas:

@Override
public void run() {
    ManagedSymmetricEss ess = this.componentManager.getComponent(this.config.ess_id());
    if (ess.getSoc().orElse(0) >= 80) {  // Evtl. auch mit zwei Schwellenwerten (z.B. 80% = Beladung stoppen, 77% = Beladung wieder starten)
        ess.setActivePowerGreaterOrEquals(0);
    }
}
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Da muß ich widersprechen.

Ich habe zwei Systeme (Home 30 und Home 10 G1) und bei beiden sehe ich regelmäßig Zellspannungen bis 3,55 V und vereinzelt auch bis 3,58 V.
Ich protokolliere u.A. alle Zellspannungen alle 30 Sekunden und werte sie auch aus. Wenn was auffälliges passiert gehe ich auf 15 Sekundentakt runter, da sieht man dann solche Effekte.

Und selbst wenn, der Unterschied von 3,50 und 3,58 V ist verschwindend gering. Aus dem Bauch heraus würde ich mal tippen, das ist rund 1 % der tatsächlichen Kapazität, vielleicht 2, aber mehr sicher nicht.

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Noch ein zweiter Wert für den Nachladestart (so wie z.B. Lenovo-Laptops), das wäre natürlich der absolute Traum, dann würde der abends nicht noch wegen paar 100 entnommenen Wh immer gleich nachladen wollen, wenn er die Chance von der Sonne bekommt. :slight_smile:

Ich denke ja auch, die technische Umsetzung ist sehr einfach, eine Anzeige im FEMS UI ist wahrscheinlich das Aufwändigste daran. :wink:

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Möchtest du die SoC Begrenzung in OpenEMS oder auf einem Fenecon FEMS nutzen?

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Also wenn die Frage an mich geht, dann ist die Antwort:

Auf einem Fenecon FEMS.