Monat: Dezember 2023

Fenecon, Vaillant und SG-Ready

Die Fenecon Home Sektorenkopplung zur Vaillant Wärmepumpe ist überraschend trivial.

Der Fenecon Home hat ein paar eingebaute Relais, die die (optionale) App auf- und zumachen kann. Die Wärmepumpe hat ein paar Klemmen, die im Normalzustand unbelegt und offen sind. Wenn man ein Relais da rantüdelt und dieses schließt, sieht die Wärmepumpe eine 1, da dann die beiden Pins dann verbunden sind. Wenn die Pins offen sind, ist es eine 0.

SG-Ready hat zwei Bits, was vier Zustände ergibt:

0 0 Normalbetrieb
0 1 Einschaltempfehlung
1 0 Sperre
1 1 Einschaltbefehl

Die Sperre ist für den Heimgebrauch irgendwie Quatsch. Warum sollte eine PV der Wärmepumpe eine Sperre schicken? Für einen Netzbetreiber ergibt das Sinn, aber für zuhause eher nicht. Oder für ganze Harte: wenn ich keinen selbstproduzierten Strom mehr habe und ich absolut keinen kaufen will, friere ich lieber. Oder wenn er bei dynamischen Strompreisen gerade sehr teuer ist. Es mag Anwendungsfälle dafür geben.

Normalbetrieb ist der Zustand wie ohne SG-Ready Anbindung. Es liegt kein Signal an, da keine Pins verbunden sind.

Die Einschaltempfehlung scheint der sinnvolle Status für eine PV-Überschussladung zu sein. In diesem Zustand bringt unsere Vaillant erst den Warmwasserspeicher und anschließend den Heizungsspeicher auf maximale Temperatur, jedenfalls solange das Signal anliegt. Die Heizung unterbricht dabei aber keine definierten Aus-Zeiten oder Nachtabsenkungen.

Der Einschaltbefehl bringt zwangsweise den Warmwasserspeicher und anschließend den Heizungsspeicher auf maximale Temperatur und ignoriert dabei definierte Aus-Zeiten oder Nachtabsenkungen. Das mag für einen Netzbetreiber sinnvoll sein. Wenn ich weiß, daß ich die Anlage heute drosseln muss (Sperre), dann ergibt es Sinn, die Wärme vorher zu speichern, damit es dann beim Kunden nicht kalt wird und er noch Warmwasser im Tank hat. Für den Heimgebrauch finde ich das Ignorieren der hinterlegten Programmierung nicht sinnvoll.

Letztendlich braucht man für zuhause eigentlich nur zwei Modi: Normalbetrieb und Einschaltempfehlung. Da reicht eine Klemme und ein Relais. Dann kann man die anderen Relais noch für was anderes benutzen. Das Setzen des hinteren Bits reicht: dann kann man Normalbetrieb und Einschaltempfehlung ansteuern.

Die Vaillant ArothermPlus kann beides: 1 Signal aka PV-Ready oder 2 Signale aka SG-Ready.

Vaillant hat eine gute Dokumentation: Wärmepumpen einfach und schnell anschließen

PV-Ready:

Ein Relais vom Fenecon kommt an FB und OT.

Für SG-Ready braucht man dann noch ein zweites Kabel. Die erste Leitung ist unverändert. Das zweite Relais kommt an den S21 ran.

Die Konfiguration der App ist etwas versteckt. Auf dem Fenecon die FEMS-App-Übersicht öffnen:Die App auswählen, den Cookie-Hinweis einfach ignorieren und rechts den Button „App Bearbeiten“ auswählen. Dahinter versteckt dich die Konfigurations-Ebene; wer immer sich das wohl ausgedacht hat.

Da kann man dann auswählen, welches Relais wofür verwendet wird.

Wann der Fenecon die Zustände auslöst, lasst sich in der GUI konfigurieren:

Diverse Links zu Fokus zu dem Thema:

  • https://www.vaillant.ch/downloads/installationsanleitungen/deutsch/waermepumpen/elektrische-anschluesse/installationsanleitung-elektrische-anschluesse-arotherm-plus-1727522.pdf
  • https://www.photovoltaikforum.com/thread/167490-sgready-pvready-mit-vaillant-w%C3%A4rmepumpe-und-senec-wechselrichter/
  • https://www.photovoltaikforum.com/core/attachment/7892-sg-ready-w%C3%A4rmepumpen-pdf/
  • https://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/259807/PV-Anbindung-Vaillant-Arotherm-plus-mit-Shelly1
  • https://enphase.com/de-de/download/warmepumpe-vaillant-arotherm-plus-konfigurationsanleitung-fur-iq-energy-router
  • https://docs.fenecon.de/de/_/latest/fems/fems-app/OEM_App_SG-ready_Waermepumpe.html

Wenn der Wechselrichter das nicht kann, könnte man die beiden Kontakte in der Vaillant auch an ein Shelly-Relais verbinden und den Shelly aus dem Home-Assistent ansteuern.

Fenecon Home und das Rest-API

Merkwürdigerweise exportieren nicht alle Schnittstellen am Fenecon Home die gleichen Informationen. Die Rest-API hat mehr als Modbus, ist aber leider nur unvollständig dokumentiert. Die internen Temperaturen, die Netzfrequenz oder die Alterung der Batterie z.B. scheint es nur über Rest zu geben. Home Assistant kann Rest von Haus aus:

- resource: "http://192.168.0.123:8084/rest/channel/meter0/(Frequency)“
  username: x
  password: user
  authentication: basic
  scan_interval: 60
  sensor:
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "meter0/Frequency") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS Netzfrequenz“
      unit_of_measurement: „Hz“
      device_class: Frequency
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/meter0/frequency“
- resource: "http://192.168.0.123:8084/rest/channel/battery0/(Tower0PackVoltage|Current|Soh)“
  username: x
  password: user
  authentication: basic
  scan_interval: 60
  sensor:
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "battery0/Tower0PackVoltage") | map(attribute="value") | first / 10 }}‘
      name: "FEMS Batteriespannung“
      unit_of_measurement: „V“
      device_class: voltage
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/battery0/Tower0PackVoltage“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "battery0/Current") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS Batteriestrom“
      unit_of_measurement: „A“
      device_class: current
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/battery0/Current“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "battery0/Soh") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS Batterie State of Health“
      unit_of_measurement: „%“
      #device_class: current
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/battery0/Soh“
- resource: "http://192.168.0.123:8084/rest/channel/charger.+/(ActualPower|Voltage|Current|ActualEnergy)“
  username: x
  password: user
  authentication: basic
  scan_interval: 20
  sensor:
    - name: "FEMS PV 2 Leistung“
      value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger1/ActualPower") | map(attribute="value") | first }}‘
      unit_of_measurement: „W“
      device_class: power
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/charger1/ActualPower“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger1/Voltage") | map(attribute="value") | first / 1000 }}‘
      name: "FEMS PV 2 Spannung“
      unit_of_measurement: „V“
      device_class: voltage
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/charger1/Voltage“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger1/Current") | map(attribute="value") | first / 1000 }}‘
      name: "FEMS PV 2 Strom“
      unit_of_measurement: „A“
      device_class: current
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/charger1/Current“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger1/ActualEnergy") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS PV 2 Erzeugung“
      unit_of_measurement: „Wh“
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      unique_id: "fems/charger1/ActualEnergy“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger0/ActualPower") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS PV 1 Leistung“
      unit_of_measurement: „W“
      device_class: power
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/charger0/ActualPower“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger0/Voltage") | map(attribute="value") | first / 1000 }}‘
      name: "FEMS PV 1 Spannung“
      unit_of_measurement: „V“
      device_class: voltage
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/charger0/Voltage“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger0/Current") | map(attribute="value") | first / 1000 }}‘
      name: "FEMS PV 1 Strom“
      unit_of_measurement: „A“
      device_class: current
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/charger0/Current“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "charger0/ActualEnergy") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS PV 1 Erzeugung“
      unit_of_measurement: „Wh“
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      unique_id: "fems/charger0/ActualEnergy“
- resource: "http://192.168.0.123:8084/rest/channel/batteryInverter0/(AirTemperature|BmsPackTemperature|RadiatorTemperature)“
  username: x
  password: user
  authentication: basic
  scan_interval: 60
  sensor:    
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "batteryInverter0/AirTemperature") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS batteryInverter0/AirTemperature“
      unit_of_measurement: „°C“
      device_class: temperature
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/batteryInverter0/AirTemperature“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "batteryInverter0/BmsPackTemperature") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS batteryInverter0/BmsPackTemperature“
      unit_of_measurement: „°C“
      device_class: temperature
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/batteryInverter0/BmsPackTemperature“
    - value_template: '{{value_json | selectattr("address", "equalto", "batteryInverter0/RadiatorTemperature") | map(attribute="value") | first }}‘
      name: "FEMS batteryInverter0/RadiatorTemperature“
      unit_of_measurement: „°C“
      device_class: temperature
      state_class: measurement
      unique_id: "fems/batteryInverter0/RadiatorTemperature"

 

Fenecon Modbus Details

Die Modbus-Dokus und Sensor-Namen sind teilweise nicht selbsterklärend und in englisch.

Glossar:

  • ESS = Energy Storage System
  • SOC = State of Charge
  • EVCS = Electric Vehicle Charging Station = WallBox
  • Meter = StromZähler
  • Inverter = Wechselrichter
  • Active Power = Wirkleistung
  • Apparent Power =  Scheinleistung
  • Reactive Power = Blindleistung

ESS_SOC ist also der Ladezustand (in Prozent) des Akkus:

public static final Sum.ChannelId ESS_SOC
Ess: Average State of Charge.
    Interface: Sum (origin: Ess)
    Type: Integer
    Unit: %
    Range: 0..100

Und einige nicht selbsterklärende Sensoren:

  • GRID_MODE Values: ‚-1‘ = UNDEFINED, ‚1‘ = On-Grid, ‚2‘ = Off-Grid 
  • battery0/Tower0PackVoltage = FEMS Batteriespannung
  • battery0/Current = Stromstärke
  • battery0/Soh = FEMS Batterie State of Health in Prozent
  • Charger0 = String 1
  • Charger 1 = String 2
  • Actual energy = Leistung in Watt
  • Voltage = Spannung in Volt
  • Current  = Strom in Ampere
  • ActualEnergy = Erzeugung in Wh

Quellen:

  1. https://openems.github.io/openems.io/javadoc/io/openems/edge/common/sum/Sum.ChannelId.html#PRODUCTION_AC_ACTIVE_POWER
  2. https://openems.github.io/openems.io//openems/latest/edge/controller.html
  3. https://openems.io/

Home Assistant Energie Dashboard und Fenecon Home

So lässt sich der Fenecon Home in das Home Assistant Energie-Dashboard einbinden:

Die Sensoren kommen aus der Modbus-Integration, Man muss aus der Menge der Sensoren nur die erwischen, die genau das liefern, was Home Assistant erwartet.

Für einige Sensoren sind noch Details verfügbar, z.B: die Preise oder die Solar-Wettervorhersage (die ziemlich ungenau ist).

 

Das ergibt dann eine schöne Übersicht über Verbrauch, Produktion und Kosten von Strom, Gas, Wasser,  …

Fenecon Home über MQTT anbinden

 

Es gibt für den Fenecon Home ein Addon, welches die WebSocket-Schnittstelle anzapft und die Daten per MQTT in den Home Assistant bringt. Teilweise ist diese Schnittstelle ausführlicher als die Modbus-Schnittstelle. Modus bietet z.B. nicht die Einzelwerte der Strings an, sondern nur die Summe.

Die Installation ist recht simpel: downloaden, Benutzer/Passwort und zwei IPs eintragen. Die eine IP ist die des MQTT-Brokers (normalerweise der Home Assistant), die andere IP ist die des Fenecons.

mqtt_broker_host: 192.168.0.xyz
mqtt_broker_port: 1883
mqtt_broker_user: FeneconUser
mqtt_broker_passwd: FeneconPasswort

Den Benutzer und Passwort muss man vorher im Home Assistant in den Einstelllungen anlegen.

fems_ip: 192.168.0.abc
fems_password: user

Das Passwort user ist das Standard-PW des Fenecons. 

Danach einmal den HA durchstarten und über die vielen neuen Sensoren freuen:

Fenecom Home im Home Assistant

Den Fenecon Home in Home Assistant einzubinden ist nicht wirklich kompliziert. Der Fenecon bietet Modbus an, welches im lokalen Netz zu erreichen ist.

In der configuration.yaml reicht ein Eintrag wie

modbus: !include fenecon-modbus.yaml

In der fenecon-modbus.yaml sind dann die ganze Sensoren drin. Vorlagen dafür finden sich in diversen Foren. Die Konfiguration hängt sicherlich immer von der konkreten Hardware ab. Bei mir sieht das so aus.

- name: „fems“
  delay: 5
  timeout: 5
  type: tcp
  host: 192.168.168.99
  port: 502
  sensors:
    #INT
    - name: "FEMS_EssSoc" # Battery SoC
      scan_interval: 60 
      data_type: uint16
      input_type: input
      device_class: battery
      state_class: measurement
      unit_of_measurement: „%“
      address: 302
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_302
    #FLOAT32      
    - name: "FEMS_EssActivePower" # Combined Power of PV + Battery
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 10
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 303
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_303
    - name: "FEMS_GridActivePower" # Grid Power
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 10 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 315
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_315
    - name: "FEMS_ProductionDcActualPower" # PV Power
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 10
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 339
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_339
    - name: "FEMS_ConsumptionActivePower" #House Power
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 10
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 343
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_343
    - name: „FEMS_EssActivePowerL1“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 391
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_391
    - name: „FEMS_EssActivePowerL2“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 393
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_393
    - name: „FEMS_EssActivePowerL3“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 395
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_395
    - name: „FEMS_GridActivePowerL1“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 397
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_397
    - name: „FEMS_GridActivePowerL2“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 399
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_399
    - name: „FEMS_GridActivePowerL3“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 401
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_401
        - name: „FEMS_ConsumptionActivePowerL1“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 409
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_409
    - name: „FEMS_ConsumptionActivePowerL2“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 411
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_411
    - name: „FEMS_ConsumptionActivePowerL3“
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 20 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 413
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_413
    - name: "FEMS_EssDischargePower"  #Battery Discharge Power
      unit_of_measurement: W
      scan_interval: 5 
      data_type: float32
      input_type: holding
      device_class: power
      state_class: measurement
      address: 415
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_415
    #Energy  (Float64)
    - name: "FEMS_EssActiveChargeEnergy" #not sure what this is, I think its the Energy the battery has been charged form AC/the Grid, should not be too high, because its normally not possible/allowed (in Germany at least) to charge from the Grid.
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 351
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_351
    - name: "FEMS_EssActiveDischargeEnergy" #not sure what this is, I think its the total amount of Energy the System has put out to AC, so basicially the the amount of PV minus what is currently stored in the battery plus the amount that you have charged from the Grid (so FEMS_EssActiveChargeEnergy), but that is normally not possible, so this is not very useful.
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 355
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_355
    - name: "FEMS_GridBuyActiveEnergy" #Total Consumption from Grid
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 359
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_359 
    - name: "FEMS_GridSellActiveEnergy" #Total Energy Sold to Grid
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 363
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_363
    - name: "FEMS_ProductionActiveEnergy" # Total PV Production Energy
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 367
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_367
    - name: "FEMS_ConsumptionActiveEnergy" # Total Energy Usage
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 379
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_379
    - name: "FEMS_EssDcChargeEnergy" # Total Battery Charge Energy
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 383
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_383
    - name: "FEMS_EssDcDischargeEnergy" # Total Battery Discharge Energy
      unit_of_measurement: Wh
      scan_interval: 60 
      data_type: float64
      input_type: holding
      device_class: energy
      state_class: total_increasing
      address: 387
      slave: 1
      unique_id: fems_modbus_387

Wenn das alles eingebunden ist, kann man das im Energie-Dashboard einrichten:

Im Fenecon-Webinterface sind noch weitere Modbus-Register aufgeführt, aber da kommen keine Werte. Vermutlich sind die nur aktiv, wenn man mehrere Batterie-Türme oder die optionalen Relais-Boards hat, …