Voraussetzung Modbus-Setup: 

Schnittstelle am Wechselrichter aktivieren

Für Modbus gibt es zwei verschiedene SunSpec Model Type: "int + SF" und "float":

Mit der aktuellen Firmware wurden die Begriffe etwas umbenannt: "Master" / "Slave" wurde zu "Modbus Client und "Modbus Server":

Alle in diesem Artikel erwähnten Register beziehen sich auf den SunSpec Model Type "int + SF". 

Home Assistant - Setup

Damit sich Home Assistant auf die Modbus-Schnittstelle verbindet, habe ich folgende Zeilen in der configuration.yaml hinzugefügt.

modbus:
  - type: tcp
    # Put your Gen24 IP address here
    host: 192.168.1.137
    port: 502
    name: gen24
    sensors:
      - name: reading_battery_settings
        slave: 1
        count: 24
        address: 40345
        scan_interval: 5
        data_type: custom
        structure: ">10H2h4H8h"

Der Sensor "sensor.reading_battery_settings" liest alle relevanten Modbus-Register ein und dient als Basis für die später erwähnten Template-Sensoren:

Aus dem Sensor "reading_battery_settings", können die einzelnen Werte über ein value_template extrahiert werden:

Quelle / Inspiriert von: github.com/bigramonk/byd_charging und forum.iobroker.net/topic/65205/modbus-fronius-gen24

In das Ladeverhalten eingreifen: BYD Charging ändern

Das Ändern der Einstellungen erfolgt über Modbus-Register. 

Relevante Modbus-Register für das Steuern des Ladeverhaltens

Für das Steuern des Akkus sind im Wesentlichen diese 4 Register relevant:

{% set storCTL_mod= states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[3] | int%}
{{ "in" if storCTL_mod == 1 else
"out" if storCTL_mod == 2 else
"in and out" if storCTL_mod == 3 
else "auto"  }}

{{ states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[5]|int / 100 }}

{{ states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[10]|int / 100 }}

{{ states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[11]|int / 100 }}

Damit die Register in HA einzeln angezeigt werden können, habe ich für jeden der Register im Menü "Einstellungen", "Helfer" jeweils einen Template-Sensor erstellt: "BYD.StorCTL_Mod", "BYD.MinRsvPct", "BYD.OutWRte", "BYD.InWRte". Der Inhalt für den Template-Sensor kann aus der vorigen Tabelle entnommen werden.

Um mehrere Register in einem Ablauf zu ändern, habe ich Skripte für die einzelnen Aktionen angelegt:

Home Assistant Skripts 

Ladeeinstellungen auf Standard setzen

Folgende Register setzten das Ladeverhalten auf die Standardwerte:

Für das Setzen der Register bietet sich ein Skript an: "Einstellungen", "Automatisierungen & Szenen", "Skripte", "NEUES SKRIPT ERSTELLEN":

Inhalt:

alias: Reset charging
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 0
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40355
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40350
      value: 500
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:home-battery

SoC (untere Ladegrenze) auf 30% stellen

Um etwas mehr Reservekapazität im Akku zu behalten, können die Standardwerte leicht angepasst werden, indem der Wert für MinRsvPct auf z.B. 3000 für 30% Ladereserve gesetzt wird. Der gesetzte Wert über Modbus konkurriert mit den Einstellungen in der Fronius Weboberfläche: Der höhere Wert gewinnt:

Folgende Register setzten das Ladeverhalten auf die Standardwerte mit 30% Ladereserve (SoC):

Für das Setzen der Register kann ein zusätzliches Skript angelegt werden: "Einstellungen", "Automatisierungen & Szenen", "Skripte", "NEUES SKRIPT ERSTELLEN":

Inhalt:

alias: Reset charging 30%
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 0
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40355
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40350
      value: 3000
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      value: 10000
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:home-battery

Batterie vom Netz laden

Um die Batterie unabhängig vom aktuellen Stromverbrauch oder der aktuellen PV-Leistung zu laden, können die folgenden 3 Register wie folgt gesetzt werden. Damit die Ladeleistung über das Lovelace-Dashboard geändert werden kann, habe ich vorab einen Input-Helfer erstellt:

Eingebunden im Dashboard kann die Ladeleistung komfortabel in der Oberfläche angepasst werden:

Hier die notwendigen Register-Einstellungen für ein erzwungenes Laden:

alias: Force charging
sequence:
  - data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 2
      hub: gen24
    action: modbus.write_register
  - data:
      address: 40355
      slave: 1
      hub: gen24
      value: "{{ 65536 - (states('input_number.charging_power')|int(0) / states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0] |int(1) * 10000)|int }}"
    action: modbus.write_register
  - data:
      address: 40356
      slave: 1
      hub: gen24
      value: "{{ (states('input_number.charging_power')|int(0) / states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000) | int }}"
    action: modbus.write_register
  - data:
      slave: 1
      address: 40350
      value: 9900
      hub: gen24
    action: modbus.write_register
mode: single
icon: mdi:battery-charging

Ladeleistung limitieren

Für das Limitieren der Ladeleistung auf den zuvor erstellten Helfer, können folgende Register über ein weiteres Script gesetzt werden:

alias: Charge-limit
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      hub: gen24
      value: "  {{ (states('input_number.charging_power')|int(0) / states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000) | int }}"
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 1
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:battery-charging

Batterie mit einer bestimmten Leistung entladen (erzwingen)

Hier die notwendigen Register-Einstellungen für ein erzwungenes Entladen:

alias: ForceDischarge
sequence:
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40356
      slave: 1
      hub: gen24
      value: >-
        {{ 65536 - (states('input_number.charging_power')|int(0) /
        states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000)
        | int }}
  - service: modbus.write_register
    data:
      address: 40355
      slave: 1
      value: |-
        {{ (states('input_number.charging_power')|int(0) /
         states('sensor.reading_battery_settings').split(',')[0]|int(1) * 10000) | int
         }}
      hub: gen24
  - service: modbus.write_register
    data:
      slave: 1
      address: 40348
      value: 3
      hub: gen24
mode: single
icon: mdi:home-battery

Beispiele

Die folgenden Beispiele stammen aus der Fronius-Dokumentation: 42,0410,2649.pdf und wurden für die Verwendung mit den Register-Nummern ergänzt:

Nur Laden des Energiespeichers erlauben

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [-3300 W, 0 W]

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Nur Entladen des Energiespeichers erlauben

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [0 W, 3300 W]

Weder Laden noch Entladen erlauben 

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 0% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 0% erreicht werden => resultiert in Fenster [0 W, 0 W]

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Laden und Entladen mit maximal 50% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 50% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 50% erreicht werden => resultiert in Fenster [-1650 W, 1650 W]

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Laden im Bereich von 50% bis 75% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf 75% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf -50% erreicht werden => resultiert in Fenster [1650 W, 2475 W]

Der Batteriestatus in Fronius Solar.web wechselt zu „Erzwungene Nachladung“

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Entladen mit 50% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Ladeleistung auf -50% und Limitierung der maximalen Entladeleistung auf 50% erreicht werden => resultiert in Fenster [-1650 W, -1650 W] 44

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Laden mit 50% bis 100% der nominalen Leistung

Dieses Verhalten kann durch Limitierung der maximalen Entladeleistung auf -50% erreicht werden => resultiert in Fenster [1650 W, 3300 W]

Der Batteriestatus in Fronius Solar.web wechselt zu „Erzwungene Nachladung“ 

Quelle: 42,0410,2649.pdf

Einsatz in der Praxis: Home Assistant - Automatisierung

Um im Winter eine Restkapazität von 30 % im Akku zu behalten und damit im Notfall den PV-Point nutzen zu können und zudem möglichst keine Akkukapazität zu verschwenden, habe ich mir folgende Automatisierung überlegt: 

Die Automatisierung als YAML-Code:

alias: Batterie Management
description: ""
trigger:
  - platform: numeric_state
    entity_id:
      - sensor.byd_battery_box_premium_hv_ladezustand
    above: 99
    id: voll
  - platform: numeric_state
    entity_id:
      - sensor.byd_battery_box_premium_hv_ladezustand
    above: 30
    id: 30p
  - platform: time
    at: "03:00:00"
    id: Nacht
condition: []
action:
  - if:
      - condition: trigger
        id:
          - voll
    then:
      - service: script.reset_byd_charging
        metadata: {}
        data: {}
  - if:
      - condition: trigger
        id:
          - 30p
    then:
      - service: script.reset_charging_25
        data: {}
  - if:
      - condition: trigger
        id:
          - Nacht
      - condition: numeric_state
        entity_id: sensor.pv_remaining_today
        above: 20
    then:
      - service: script.reset_byd_charging
        metadata: {}
        data: {}
mode: single

Der Sensor für die PV-Vorhersage stammt dabei von der Integration Forecast.Solar.

Details zu den Automatisierungen, siehe: Home Assistant Automatisierung - Möglichkeiten & Basics

Zusätzlich, Daten auslesen: Home Assistant über SunSpec verbinden

Sunspec ist ein offener Standard für das Auslesen von Energiedaten. Das gleichnamige HACS-Repository "SunSpec" ermöglicht es per Modbus Daten vom Wechselrichter abzufragen:

Nach dem Hinzufügen des Repositorys, sollte die zugehörige Integration hinzugefügt werden können:

Der Wizard erlaubt das Hinzufügen eines bestimmten Prefix für die gefundenen Komponenten der PV-Anlage: 

Quellen

• Inspiriert von: github.com/bigramonk/byd_charging
• Modbus Register: forum.iobroker.net/topic/65205/modbus-fronius-gen24
• Fronius-Dokumentation: www.fronius.com/~/downloads/Solar%20Energy/Operating%20Instructions/42,0410,2649.pdf

Fronius: Eigenverbrauchs-Optimierung

Normalerweise funktioniert die automatische Eigenverbrauchs-Optimierung von Fronius für nahezu alle Alltagssituationen. 

Ein Grund, warum ich dennoch in das Ladeverhalten eingreifen wollte, war die Tatsache, dass meine PV-Module zu Spitzenzeiten mehr DC-Leistung liefern könnten, als der Wechselrichter AC-seitig verarbeiten kann. Leider ist der Gen24 DC-seitig aber limitiert. Auch wenn die maximale Panel-Leistung des Gen24 10.0 Plus mit 15kW angegeben ist, kann der Gen24 nur ein klein wenig mehr DC Leistung verarbeiten als AC: bei insgesamt 11kW DC ist trotz Batterieladung Schluss. 

Ohne Batterieladung ist  bei ca. 10,3 KW DC Schluss.

Als Voraussetzung für das Steuern der PV-Anlage muss Modbus am Wechselrichter aktiviert werden, siehe: Fronius: Daten & Einstellungen übers Netzwerk (Modbus)

Home Assistant: Lovelace-Dashboard 

Für die Steuerung des Ladeverhaltens habe ich in einem Home-Assistant Lovelace-Dashboard Buttons zusammengestellt für folgende Betriebsmodus:

• Erzwungenes Laden: "Force charging"
• Erzwungenes Entladen: "Force discharge"  und
• Ladeleistung auf einen definierten Wert limitieren: "Charge-limit" und "charging_power"

Der Knopf "Reset charging" setzt etwaige Einstellungen wieder auf Standard zurück:

Auf dieser Basis kann die Batterie natürlich auch über eine Automation gesteuert werden, zum Beispiel anhand der PV-Vorhersage für den jeweiligen Tag.

siehe auch

• Fronius Gen24 Inbetriebnahme: Anschluss > Setup > Anbindung
• Alles zu Home Assistant: Inbetriebnahme + Integration + Betrieb