Die Rahmendaten – Temperaturen im Whirlpool

Damit hier niemand Äpfel mit Birnen vergleicht ist es wichtig zu wissen, wie wir den Whirlpool verwenden. Die Heizkosten unterscheiden sich massiv je nach Aufstellungsort und den gewählten Temperaturen. Aus diesem Grund ist bei der Betrachtung dieser Auswertung immer im Hinterkopf zu behalten, dass unser Whirlpool nicht im freien, sondern in einem Wintergarten steht. Hier ist es nie unter 0 Grad, selbst im tiefsten Winter fallen die Temperaturen nicht unter 8 Grad.

Auch ist der Whirlpool nicht das gesamte Jahr auf Betriebstemperatur, sondern nur dann, wenn wir diesen auch nutzen möchten. Im täglichen Betrieb ist die Heizung auf 25 Grad eingestellt. Entscheiden wir den Whirlpool zu nutzen so stellen wir diesen nachmittags auf die gewünschten 38 Grad und heizen diesen entsprechend hoch. Dies spart, ebenso wie der Aufstellungsort, natürlich zusätzlich Energie.

Messung des Stromverbrauchs – FHEM das Mittel der Wahl

Wie bereits in diversen anderen Artikeln zu lesen setzen wir bei uns zuhause auf eine kleine Heimautomatisierung mittels FHEM. Der Whirlpool hängt hierbei an einer Steckdose mit Leistungsmessung welche den Stromverbrauch ständig kontrolliert und protokolliert. Mehr Details hierzu findest Du im Artikel „Stromverbrauch überwachen – mit FHEM kein Problem„.

Whirlpool Stromverbrauch über 12 Monate ausgewertet

Die Verbrauchsmessung ist nun etwas mehr als 12 Monate gelaufen. Der Auswertezeitraum beginnt am 1. Januar 2020 und endet am 31. Dezember 2020 und umfasst somit ein gesamtes Jahr.

Erwartungsgemäß ist zu Erkennen, dass der Energieverbrauch des Whirlpools in direktem Zusammenhang mit den Faktoren der Außentemperaturen und der Nutzungshäufigkeit. So ist der Verbrauch in kalten Monaten um einiges höher als z.B. im Hochsommer.

Den höchsten Stromverbrauch hatten wir in den Monaten Januar und Dezember mit jeweils etwas mehr als 200 kWh. Der niedrigste Verbrauch war im Sommer in den Monaten Juli und August mit einem Verbrauch von weniger als 50 kWh.

In dem in 2020 genutzten Stromtarif zahlten wir je kWh einen Betrag von 0,2506 EUR (Grundkosten sind hier nun mal ausgenommen). Wenn wir nun also den Verbrauch der einzelnen Monate zusammen rechnen so kommen wir auf einen Gesamtverbrauch von 1.483,25 kWh oder auch 371,70 EUR im Jahr.

hohe Kosten trotz Schutz im Wintergarten

Natürlich müssen wir unseren Bekannten rechtgeben welche sagen ein Whirlpool sei ein Stromfresser. Dass diese „Spaßinvestition“ kein günstiges Thema wird war uns von Anfang an klar. Allerdings hatten wir, nachdem wir uns bei diversen Firmen haben beraten lassen schon mit niedrigeren Kosten gerechnet, zumal der Whirlpool in einem kältegeschützten Wintergarten steht. Über den Daumen kommen wir jedoch noch immer auf Kosten von ~ 1 Euro pro Tag und das ist es uns dann doch wert

Dennoch würde mich wirklich einmal interessieren wie hoch die Stromverbrauchskosten wären, wenn der Whirlpool nicht im Wintergarten sondern, wie normalerweise angeraten, draußen im Garten stehen würde. Hat hier eventuell jemand Erfahrungen / Vergleichswerte?

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Waschmaschine Statusmail wenn fertig mit der Arbeit

Das Konzept ist denkbar einfach. Wie bei vielen befinden sich unsere Waschmaschine und der Wäschetrockner in einem eigenen Raum im Keller. Wer dieses Konstrukt kennt der weiß, dass es echt nervig ist wenn man auf Wäsche wartet ständig in den Keller zu rennen um zu schauen ob diese fertig ist. „Warum nicht einfach den Stromverbrauch überwachen und erst dann in den Keller rennen wenn die Waschmaschine fertig ist?“ – diese Frage stellte ich mir.

Wie bereits über andere Beiträge hier in meinem Blog bekannt setze ich bei mir zuhause eine FHEM ein um kleine Dinge zu automatisieren. Hier wurde bereits eine Funktion zur Überwachung des Stromverbrauches unseres Whirlpools umgesetzt welche die ideale Basis für das hier vorliegende „Problem“ ist. Stattdessen der Stromverbrauch nun auf einem Dashboard angezeigt wird versenden wir einfach eine Mail sobald der Stromverbrauch für eine gewisse Zeit sinkt. Diese Mail geht an das Smartphone, wird hier per Push angezeigt und benachrichtigt und also sobald die Verbraucher Ihre Arbeit getan haben.

technische Voraussetzungen

Wie schon in dem verlinkten Artikel zur Überwachung des Stromverbrauches müssen einige technischen Voraussetzungen geschaffen sein damit das, was hier beschrieben ist, funktioniert. Zum ersten benötigen wir eine lauffähige FHEM Installation. Bei mir läuft diese auf einem Raspberry PI*. Damit die FHEM nun mit den Homematic Komponenten kommunizieren kann setze ich selbst auf das HM-MOD-RPI-PCB HomeMatic Funkmodul* welches einfach auf den PI aufgesteckt wird (Konfigurationsanleitung siehe Wiki). Zu eigentlichen Steuerung und Überwachung der zu messenden Geräte setze ich auf eine schaltbare Steckdose mit Leistungsmessung von Homematic*.

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Konfiguration in FHEM vornehmen

rename <DEVICE_ID>.channel_02 Strom.Waschmaschine.Pwr
define Strom.Waschmaschine.State dummy
define WaschmaschineHoherVerbrauchAn notify Strom.Waschmaschine.Pwr:power:.* PLATZHALTER
define WaschmaschineAutoStandby watchdog Strom.Waschmaschine.State:off 00:05 Strom.Waschmaschine.State:on PLATZHALTER

Im ersten Schritt benennen wir wieder den „channel_02“ der HomeMatic Steckdose, an welche die Waschmaschine angeschlossen ist in einen für uns sprechenden Namen um. In meinem Fall habe ich den Namen ‚Strom.Waschmaschine.Pwr‘ gewählt.

Nun legen wir uns einen Dummy an welcher den aktuellen Status der Waschmaschine abbildet. Dazu kommt ein Notify-Event welches den angelegten Status-Dummy in Abhängigkeit zum Stromverbrauch setzt. Ein zusätzlicher Watchdog erweitert das gesamte Bild und versendet die Mails, sofern notwendig.

Notify-Event – Auf Spannungsänderung reagieren

Über den Notify WaschmaschineHoherVerbrauchAn reagieren wir auf Änderungen im Stromverbrauch der Steckdose. Anbei die Definition des Notify-Events:

Strom.Waschmaschine.Pwr:power:.* {
  if (ReadingsNum("Strom.Waschmaschine.Pwr", "power", 0) > 15 && Value("Strom.Waschmaschine.State") eq "off") {
    fhem("set Strom.Waschmaschine.State on");
    fhem("setstate WaschmaschineAutoStandby defined");
  }
  if (ReadingsNum("Strom.Waschmaschine.Pwr", "power", 0) < 15 && Value("Strom.Waschmaschine.State") eq "on") {
    fhem("set Strom.Waschmaschine.State off");
  }
}

Das Event selbst wird getriggert sobald der Stromverbrauch der Steckdose sich ändert. Liegt der aktuelle Stromverbrauch über 15 Watt und der Status der Waschmaschine ist aus so wird der Status geändert.

Watchdog um Benachrichtigung auszulösen

Über den Watchdog WaschmaschineAutoStandby reagieren wir sobald der Status der Waschmaschine auf „off“ gesetzt wird, versenden die Mail und schalten die Steckdose selbst aus. Hier die Definition:

	
Strom.Waschmaschine.State:off 00:05 Strom.Waschmaschine.State:on {
  DebianMail('<empfänger>',"Waschmaschine / Trockner fertig","Die Waschmaschine oder der Trockner sind fertig - der Strom wurde ausgeschaltet");;
  fhem("set Strom.Waschmaschine off");
}

Der Watchdog selbst reagiert sofern der Dummy „Strom.Waschmaschine.State“ auf „off“ gesetzt wurde und 5 Minuten in diesem Status verblieben ist. Sobald der Status 5 Minuten auf „off“ war wird eine Mail an den definierten Empfänger gesendet und die Steckdose ausgeschaltet.

Waschmaschine Statusmail – Erfahrungen nach 2 Jahren

Wir haben die Lösung nun bereits seit ca. 2 Jahren bei uns im Einsatz. Anfangs gab es diverse Komplikationen so dass z.B. die Mails hundertfach versendet oder die Steckdose noch im laufenden Betrieb ausgeschaltet wurde. Die Scripte welche hier genannt sind laufen nun wunderbar rund und sind, aus meiner Sicht, fehlerfrei.

Ein wenig „kompliziert“ war der Punkt des „Notify-Events“ und der Grenze ab welcher die Waschmaschine „aus“ ist oder eben nicht. Diese senkt während dem Betrieb den Verbrauch hin und wieder stark nach unten. In unserem Fall liegt der minimale Verbrauch hier immer > 15 Watt (dies kann aber von Maschine zu Maschine unterschiedlich sein). Vermutlich wäre die Wartezeit der 5 Minuten im Watchdog heute nicht mehr notwendig, diese tut aber auch nicht weh

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technische Voraussetzungen

Damit das, was ich hier nun beschreibe, funktioniert, müssen einige technische Voraussetzungen erfüllt sein. Zum ersten benötigen wir eine lauffähige FHEM Installation. Bei mir läuft diese auf einem Raspberry PI*. Damit die FHEM nun mit den Homematic Komponenten kommunizieren kann setze ich selbst auf das HM-MOD-RPI-PCB HomeMatic Funkmodul* welches einfach auf den PI aufgesteckt wird (Konfigurationsanleitung siehe Wiki). Zu eigentlichen Steuerung und Überwachung der zu messenden Geräte setze ich auf eine schaltbare Steckdose mit Leistungsmessung von Homematic*.

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Wie man nun eine FHEM installiert beschreibe ich hier nicht, dazu gibt es eine echt gute Anleitung im FHEM-Wiki. Sobald die Installation läuft, das HomeMatic Funkmodul eingerichtet und die Steckdose angelernt ist, kann es auch schon losgehen.

Stromverbrauch überwachen – Einrichtung der Channels

Die HomeMatic Funksteckdose verfügt insgesamt über 6 Channels welche alle unterschiedliche Informationen ausliefern. Der „channel_02“ ist, für die von uns geplante Überwachtung des Stromverbrauches, der Channel der Wahl. Ich habe diesen in meinem Fall erstmal umbenannt und diesem einen für mich sprechenden Namen gegeben:

rename <DEVICE_ID>.channel_02 <Zielname>
-> rename <DEVICE_ID>.channel_02 strom.whirlpool.pwr

Als nächstes schauen wir uns einmal die Readings von unserem neuen Device an und sehen, dass alle gewünschten Parameter direkt ersichtlich sind:

In meinem Fall liegt der aktuelle Stromverbrauch bei 5,19 Watt. Die Anzeige verändert sich, sobald das Gerät an der Steckdose seinen Verbrauch ändert. Schaltet sich nun als eine Pumpe oder die Heizung des Whirlpools ein, so schnellt der Stromverbrauch hoch und wir können erkennen was hier passiert.

Stromverbrauch protokollieren – Umleiten in Logfile

Damit wir den Verbrauch nun auswerten können benötigen wir ein Protokoll. Auch dies ist mit FHEM ein absolutes Kinderspiel, wir legen einfach ein neues Logfile an und lassen die gewünschten Werte dort rein protokollieren. Auch hier gibt die Commandref von Wiki wieder Hilfestellung. Der von mir genutzte Befehl hierzu lautete wie folgt:

define FileLog_Strom.Whirlpool.Verbrauch FileLog ./log/Strom.Whirlpool.Verbrauch-%Y-%m.log strom.whirlpool.pwr:eState:.*

Der Befehl erzeugt ein neues Logfile mit dem Namen ‚Strom.Whirlpool.Verbrauch-%Y-%m.log‘ wobei das %Y durch das aktuelle Jahr und das %m durch das aktuelle Monat ersetzt wird. Sobald sich nun der Stromverbrauch an der Funksteckdose ändert wird ein Eintrag in die neu angelegte Logdatei geschrieben. Das Ergebnis sieht nun ungefähr so aus:

Verbrauchskosten in Übersicht darstellen

Das nun angelegte Protokoll ist schonmal eine schöne Sache doch so richtig bringt uns das natürlich nicht weiter. Ich selbst wollte gerne auf einen Blick sehen wie hoch mein Stromverbrauch heute und im aktuellen Monat bisher so war.

Der Aufbau dieser Anzeige war nicht ganz so trivial und benötigte neben 2 Dummys zur Anzeige auch noch einen AT-Trigger welche jede Minute in das Logfile schaut und den aktuellen Wert berechnet.

Legen wir uns zuerst einmal die benötigten Dummys und den leeren AT-Trigger an.

define WhirlpoolStromkostenTag dummy
define WhirlpoolStromkostenMonat dummy
define atWhirlpoolStromkosten at +*00:01:00 test

Nun ist noch nicht viel passiert. Wir haben 2 leere Dummys für die Stromkosten des Tages und des Monates und einen AT welcher jede Minute läuft und das Command „test“ ausführt.

Das Command ist natürlich noch absoluter Quatsch und muss „leicht“ angepasst werden. Wir öffnen selbiges, klicken auf „DEF“ und tragen hier folgendes Command ein:

+*00:01:00 {
my $oldVerbrauchVortag = (ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenTag","VerbrauchVortag",0)); 
my $neuerVerbrauch = (ReadingsVal("strom.whirlpool.pwr","energy",0)); 
my $a = ($neuerVerbrauch / 1000) - $oldVerbrauchVortag;
fhem("setreading WhirlpoolStromkostenTag Verbrauch $a");
fhem("setreading WhirlpoolStromkostenMonat Tagesverbrauch $a");
if(($hour==0) && ($min==0)){ 
  my $neuerVortagesverbrauch = $oldVerbrauchVortag + $a; 
  fhem("setreading WhirlpoolStromkostenTag VerbrauchVortag $neuerVortagesverbrauch ");
  fhem("setreading WhirlpoolStromkostenTag Verbrauch 0")
} 
if(($hour==0) && ($min==0) && ($mday==1)){
  fhem("setreading WhirlpoolStromkostenMonat Verbrauch 0")
}
}

Stromverbrauch überwachen – was tut das Script?

Im Grunde genommen ist das Script recht einfach. Der Dummy für den Tagesverbrauch bekommt ein zusätzliches Reading für den Verbrauch des Vortages sowie den aktuellen Verbrauch. Wir lesen zuerst den Vortagesverbrauch und anschliessend den aktuellen Verbrauch aus und berechnen nun den aktuellen Verbrauch welchen wir sowohl in das Tages als auch das Monatsreading setzen.

Ist es gerade 0 Uhr so setzen wir den Vortagesverbrauch auf 0, gleiches tun wir beim Monatsreading am Start eines neuen Monates.

Stromverbrauch in lesbarer Form anzeigen

Somit verfügen die einzelnen Dummys nun also über den aktuellen Stromverbrauch (je Einheit) in KW. Was nun noch fehlt ist die Anzeige und die „Übersetzung“ in die realen Kosten. Dies kann über die Attribute der jeweiligen Dummys angepasst werden.

attr WhirlpoolStromkostenTag stateFormat {sprintf("%.2f kWh - %.2f €",ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenTag", "Verbrauch",0), ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenTag","Kosten",0))}
attr WhirlpoolStromkostenTag userReadings Kosten {ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenTag","Verbrauch",0)*0.2507}

attr WhirlpoolStromkostenMonat stateFormat {sprintf("%.2f kWh - %.2f €",ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenMonat", "Verbrauch",0), ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenMonat","Kosten",0))}
attr WhirlpoolStromkostenMonat userReadings Verbrauch monotonic {ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenMonat","Tagesverbrauch",0)},Kosten {ReadingsVal("WhirlpoolStromkostenMonat","Verbrauch",0)*0.2507}

Das Ergebnis ist in diesem Post bereits einmal vorweg genommen worden. Wir erhalten eine Anzeige des aktuellen Tagesverbrauches sowie des Verbrauches im aktuellen Monat. Hierbei gehen wir davon aus dass die KWh bei 0.2507 EUR liegt.

Natürlich ist es ohne weiteres Möglich diese Auswertung auch noch auf Monats- oder Jahresbasis durchzuführen oder die Verbräuche in einem Diagram anzuzeigen. Hier sind den eigenen Wünschen und Ideen fast keine Grenzen gesetzt.

Der Beitrag Stromverbrauch überwachen – mit FHEM kein Problem erschien zuerst auf Das ist die Welt von Thomas.