Zoals ik mijn inleidende blog heb geschreven, is mijn eerste doel voor Home Assistant om dit te gebruiken om een beter inzicht te krijgen in mijn energieverbruik. Dit lijkt eenvoudig, maar bleek toch ingewikkelder dan gedacht en gehoopt.
Omdat ik graag wilde begrijpen wat er mogelijk is met HA besloot ik de volgende acties uit te voeren.
- Inzicht krijgen in de features en mogelijkheden van HA
- Uitzoeken hoe mijn electriciteitsverbruik in elkaar zit
- Uitzoeken welke hulpmiddelen mij kunnen helpen voor een beter inzicht
Inzicht in de mogelijkheden van HA
HA haalt zijn data uit sensoren die onderdelen van devices zijn. Een sensor is bijvoorbeeld een Amperemeter of een Voltmeter. Maar ook een Wattmeter of de som van 2 gemeten vermogens zijn sensoren. Sensoren kunnen dus fysiek zijn (temperatuursensor), maar ook virtueel (de optelling van 2 vermogens). HA kent heel veel types sensoren. Eigenlijk alles wat je nodig hebt om je energieverbruik inzichtelijk te krijgen. Virtuele sensoren kunnen je aanmaken vanuit de Settings->Devices->Helpers pagina.
Aangezien ik 2 PV-omvormers heb, betekent dit dat je de opbrengst van beide omvormers eenvoudig kunt totaliseren en inzichtelijk maken. Realiseer je wel dat dit opgeteld wordt per 5 minuten! Dus als je aan energiegetallen wilt rekenen, gaat dit in eenheden van 5 minuten. Dus een verbruiker van 120 Wh verbruikt 10Wh per 5 minuten.
Een fraaie feature is ook dat HA zijn data efficient opslaat. Indien gewenst, gedurende vele jaren. Hiervoor hoef je geen Influx database meer te installeren zoals enkele (oudere) Youtube videos je doen geloven, maar dit kan gewoon in de MariaDB database (zie mijn vorige blogpost).
HA heeft een Energy dashboard dat (tot nu toe) heel goed bruikbaar is voor mij. Ik zal dit aan de hand van de volgende screenshots toelichten.
In het screenshot bovenaan deze pagina zie je een overzicht van de belangrijkste grafieken.
In de grafiek “Electricity usage” zit heel veel informatie.
Als je met je muis over een kolom in deze grafiek gaat, zie je de opbouw. Als voorbeeld (zie onderstaand screenshot) het tijdslot 1-2 pm.
In dit tijdslot is er 0,72 kWh energie geleverd door het energienetwerk; 1,6 kWh energie geleverd door de PV panelen en is er 2,23 kWh teruggeleverd aan het energienetwerk.
In de grafiek eronder zie de je opbrengst van de 2 zonnepanelen-installaties: in de grafiek, maar ook als getallen afgedrukt.
Op dezelfde manier kun je het verbruik van andere apparaten inzichtelijk maken. Dit kun je in onderstaande grafiek zien.
De warmtepomp is om 1 uur een poosje aangeweest en de EV-lader heeft niets gedaan (maar wel wat energie verbruikt).
De energy-flow laat op een andere manier zien hoe de energie-stromen in huis lopen.
Een bijzondere categorie energieverbruikers is “Untracked consumption”. Dit is het overgrote deel van het energieverbruik wat niet apart gemonitord wordt. Meer inzicht valt dus hier te halen door meer energiemeters toe te voegen!
In de rechterkolom van de eerste afbeelding zie je nog enkele interessante weergaves.
Rechtsboven het stroomdiagram hoe de energie loopt van energienetwerk (grid) en zonnepanelen (Solar) naar de verbruikers in je huis (Home)
In de grafiek eronder zie je dat we net iets meer teruggeleverd dan verbruikt hebben.
Verder hebben we 47% van de zonneenergie die we opgewekt hebben, zelf, dus direct verbruikt.
Het laatste getal (Self-sufficiency) geeft aan hoeveel procent van de energie die we gebruikt hebben, zelf opgewekt is. Dit getal is wat lastiger te begrijpen, vandaar een rekenvoorbeeld.
Stel de opwek is 16 kWh. 66% is direct verbruikt, dit is 10,56 kWh.
Het totale verbruik is 32 kWh, dus 10,56/32 = 33% is zelf opgewekt.
Het overzicht wat ik hier liet zien is per dag. Door op de kalender-icon rechtsboven te klikken, kun je een andere periode kiezen. Zie onderstaand screenshot.
Om nog meer detailinzicht te krijgen, is het beter om een apart dashboard te maken waarop je het energiegebruik inzichtelijk maakt. Een aanzet hiertoe laat de volgende afbeelding zien.
Bovenaan de pagina heb ik 5 badges toegevoegd. Van links naar rechts: de actuele buitentemperatuur (afkomstig van de warmtepomp); het actuele vermogen dat op dit moment uit het grid getrokken wordt; de actuele PV opbrengst; het verbruik van de Warmtepomp en de EV lader.
Ik heb hier een horizontale stack gemaakt van 3 cards (om maar even in de HA terminologie te komen…):
De linker card laat het energieverbruik van de afgelopen 5 dagen zien voor 4 sensoren. Als je wilt, kun je deze bij het bekijken aan/uit zetten.
De middelste card laat het actuele stroomverbruik zien dat van/naar het grid toegaat. De rechter card laat de energiestromen op een grafische manier zien.
De volgende afbeelding laat zien hoe je de statistics graph card (zo heet-ie) kunt configureren. Heel flexibel en uitgebreid dus!
Hoe zit mijn electriciteitsverbruik in elkaar?
Degenen die mijn huis kennen, weten dat er erg veel techniek inzit.
Nu weet ik heel nauwkeurig dat mijn huis 24 electriciteitsgroepen heeft waarop 210 verbruikers zijn aangesloten. Hieronder vallen 157 lampen en 146 stopcontacten.
Het continue electriteitsverbruik bedraagt zo’n 5200 kWh per jaar; het variabele deel iets minder.
Ook weet ik na de exercitie die ik uitgevoerd heb en hieronder beschrijf, dat de grootste verbruiker de EV-laadpaal is: 2240 kWh/jaar.
De nummer 2 is alles wat achter de UPS in mijn netwerk zit. Een continue verbruik van 100W, resulterend in 920 kWh/jaar.
De nummer 3 is de vijverpomp met 876 kWh/jaar.
De nummers 4 t/m 10 zijn: UV-lamp in de vijver; WTW unit; pre-heater van de WTW-unit; warmtepomp; kookplaat en stoomoven.
De pre-heater is een verrassing. Deze trekt continue zo’n 37,5 Watt en dit lijkt me niet de bedoeling.
Bestand met verbruikers en groepen
Hieronder ga ik uitleggen hoe ik tot deze getallen gekomen ben. Hiervoor heb ik bovennoemd Excel gebruikt waarin ik 2 tabellen heb gemaakt. Tabel 1 bevat alle groepen, tabel 2 alle verbruikers.
De verbruikerstabel bestaat uit de volgende kolommen:
Groep = nummer van de groep waar de verbruiker op aan is gesloten.
Aansluiting = naam van de aansluiting. De stopcontacten heb ik per ruimte genummerd, met de volgende opbouw: <ruimte> <nummer>.<aansluitingen>.
Verbruik – low = het lage stroomverbruik of het continue stroomverbruik als deze de hele dag geconsumeerd wordt (W).
Verbruik – high = het hoge stroomverbruik dat gedurende een deel van de dag geconsumeerd wordt (W).
#uren/dag – high = het aantal uren per dag de de hoge stroom geconsumeerd wordt.
Laag verbruik, Hoog verbruik = berekende stroomverbruik (Wh / dag)
kWh/jaar = berekende stroomverbruik (kWh / jaar)
Sommige apparaten gebruiken wel stroom, maar zijn niet direct op een stopcontact aangesloten. Bijvoorbeeld omdat ze via Power over Ethernet gevoed worden. Of de lampen in de tuin via een 12V systeem. Deze verbruikers kun je opnemen als 1 verbruiker waarbij je het gebruik van de verschillende onderdelen optelt.
Enkele voorbeelden:
Op een stopcontact in de keuken is een koffiezetapparaat en een USB-lader aangesloten.
Het koffiezetapparaat is 0,25 uur per dag aan. Het verbruik is dan 1100W. Het laagverbruik is 0W.
Per dag gebruikt deze dan 1100 * 0,25 = 275 Wh. Per jaar is dit 365 * 275 / 1000 = 100,8 kWh.
De USB-lader is 3 uur per dag aan en verbruikt dan 5W. Als deze uit staat, verbruikt deze minder dan 0,21 Watt.
Per dag gebruikt deze dan 5 * 3 + 0,21 * (24-3) = 19,41 Wh. Per jaar is dit 365 * 19,41/1000 = 7,08 kWh.
De tweede tabel is een overzicht van de electriciteitsgroepen. Elke groep heb ik een nummer en omschrijving gegeven. Ik heb ook aangegeven op welke fase elke groep is aangesloten. Vervolgens heb ik de volgende kolommen toegevoegd: P(rust) kWh, P(hoog) kWh, Totaal, # verbruikers.
P(rust) kWh is het totale rust vermogen per groep. Deze wordt berekend uit de afzonderlijke waardes voor de individuele verbruikers uit de eerste tabel.
P(hoog) kWh is het totale hoge vermogen per groep. Deze wordt op dezelfde manier berekend als P(rust).
Door alle waardes van P(rust) in tabel 2 op te tellen, krijg je het totale energieverbruik in rust (kWh/dag). Idem voor P(hoog). Door deze getallen op te tellen en te vermenigvuldigen krijgen je de totalen per dag resp. per jaar.
Nu wordt het interessant
Doordat je nu per groep weet wat het rust- en hoogverbruik is, kun je zien in welke groep de grootverbruikers zitten.
Ik heb ervoor gekozen om alle groepen die meer dan 1 kWh/dag verbruiken, van een aparte kWh meter te voorzien. Dit geldt ook voor de PV-panelen groepen.
Waarom meet ik per groep en niet per apparaat? De reden is eenvoudig. Als je weet welke apparaten op een groep aangesloten zitten, kun je uit enerzijds het gebruik van de apparaten (je weet wanner je ze gebruikt) en het gemeten stroomverbruik afleiden welke apparaten verantwoordelijk zijn voor het gemeten verbruik. Je kunt er natuurlijk ook voor kiezen om individuele apparaten te meten.
Tot slot nog iets over de kWh meters. De afgelopen 10 jaar heb ik traditionele kWh meters met optische uitgangen en S0 uitgangen gebruikt. Hierop sloot ik dan een Youless LS110 (optisch) of later LS120 (S0+optisch) aan. Een Youless LS120 + 1 fase kWh meter kost tegenwoordig € 110; Een Youless + 3 fase kWh meter € 142. Ik vind het heel sneu voor Youless, ze hebben me regelmatig prima geholpen met software updates en dergelijke (was af en toe best lastig..), maar onlangs heb ik 4 Shelly PM Mini Gen3’s gekocht bij Amazon.
Inclusief verzendkosten was ik voor 4 Shellys € 44 euro totaal kwijt. Met de volgende voordelen:
– geen losse power adapter meter meer,
– ruimtebeslag van 4 Shelly’s is minder dan van 2 Youlessen (excl kWh meter en power adapter),
– geen ethernetkabel nodig, geen netwerkpoort nodig. Want deze Shelly werkt met Bluetooth (configuratie) en Wifi. De nieuwste generatie werkt ook met Zigbee.
De reviews van de Shelly’s zijn erg goed, het bedrijf is beursgenoteerd in Duitsland en ze hebben erg mooie producten. Daarom durfde ik deze in mijn meterkast te monteren.
Inmiddels heb ik Shellys gemonteerd en mijn dashboard aangepast. Montage was erg eenvoudig, maar dit helemaal goed ingericht was in HA, kostte ook nog wel wat doorlooptijd. Want ik kwam erachter dat niet alle groepen op de fases zaten die in de groepenverklaring beschreven was. Maar dat is nu ook weer gefixt. Op naar de volgende stap!
Recente reacties