Sonnenschein anhand von Helligkeitsensor und/oder PV Produktion

[Fuzzy1983]

Servus zusammen,
ich ermittle momentan den "Sonnenschein" anhand von UV Index UND des Wettertyp´s von DarkSky. ( Wenn UV Index größer 3 UND Wettertyp kleiner-gleich 2 dann Sonnenschein AN, )
Leider bin ich damit noch nicht 100% zufrieden, bzw. funktioniert das nicht immer korrekt.

Nun bin ich am überlegen den Sonnenschein anhand von der aktuellen Helligkeit und der aktuellen PV Produktion zu ermitteln. Habe einen Loxone Helligkeitssensor, sowie eine PV Anlage auf dem Dach.


Beobachte die Werte von Helligkeit und PV schon länger aber ein Problem z.B. ist die Produktion/Helligkeit zwischen Sommer/Winter.
Im Sommer ist die Helligkeit/Produktion trotz bewölkt manchmal höher als im Winter wenn die Sonne scheint.

Nun wollte ich fragen ob das schon jemand so umgesetzt hat und welche Werte da Sinnvoll wären??

Gruß Andi

[AlexAn]

Hab mich mal mit den Sonnenimpuls gespielt:

[Fuzzy1983]

Danke dir für den Vorschlag.
Du hast die Werte 30 und 40 Kilo Lux genommen. Hast du mit den Werten schon Erfahrung oder ist das ein geschätzter wert?
Möchte eventuell noch die PV Produktion mit einbinden um ganz sicher zu gehen das die Sonne auch scheint. Oder meinst du es genügt der Helligkeitssensor?

[AlexAn]

Jetzt in der Übergangszeit bin ich im Osten und Westen um 10kLux nach oben gegangen als im Sommer.
Rein für die Beschattung wird es reichen mit dem Helligkeitssensor für eine Himmelsrichtung. Es kommen ja noch Innen und Außentemperatur dazu. (IRR)

Hab auch eine 10kWp auf dem Süddach aber eine sinnvolle Ableitung ist auch schwierig.
Denke es braucht min. 3 Sensoren für Ost, Süd und West.

Experimentiere seit heute mit einem Globalstrahlungssensor - Elsner PY in KNX

[Fuzzy1983]

Spiele da heute auch schon den ganzen Tag rum :-)
Ich habe nur einen Helligkeitsensor auf dem Dach.

Mir ist gerade die Idee gekommen zwei Betriebsmodi anzulegen für Sommer/Winter

Schaltuhr mit Sommermodi geht ab 40klux auf ein

Schaltuhr mit Wintermodi geht ab 30klux auf ein

Hab es noch nicht ausprobiert aber müsste ja theoretisch auch funktionieren.?

[AlexAn]

Warum ich 3 Lichtsensoren (Elsner P03) verwende siehst du hier.

Zeit 08 00
10kWp PV Anlage produziert gerade 1kWp
Globalstrahlungssensor ist auch noch im unterem Bereich

Um mich aber vor einer Überhitzung zu schützen frage ich den IRR ob es zu warm ist oder nicht und beschatte dann wenn der jeweilige Wert eine gewisse Zeit ansteht. Die Automatikjalousie wird dann erst bei den jeweiligen Himmelsrichtungen aktiv.

[Fuzzy1983]

Deine Variante ist natürlich perfekt mit 3 Helligkeitsensoren. Habe es nun ähnlich umgesetzt, nur eben mit einem Sensor.

[Buellpower]

Der Helligkeitsunterschied zwischen Sommer und Winter liegt lediglich (hauptsächlich) an der Sonnenhöhe.

Wir haben einen Solarsensor. Der liegt relativ waagerecht mit einer ganz leichten Neigung gen Norden (Regenwasser läuft ab und Morgens und Abends ist die Erkennung im Sommer besser), womit man mit einem Sensor eine relativ sichere Erkennung bekommt. Nach der Installation habe ich einfach Messreichen gemacht. Einmal für Sonne und einmal für Schatten. Immer den Helligkeitswert in Bezug auf die Sonnenhöhe. Packt man alle Messwerte in ein Diagramm, so erkennt man, dass sich die Helligkeit zur Höhe fast Linear entwickelt. Nun braucht man also nur noch eine Linie (die zwischen Sonne und Schatten verläuft) als Grenzwert definieren und als Lineare Funktion in loxone verwenden. Als Ergebnis erhält man eine treffsichere Sonne scheint - Sonne scheint nicht Erkennung.

Der Fairness halber muss ich aber zugeben, dass ich unteren Bereich (bis etwa 6° Höhe) auf eine etwas flacher ansteigende Kurve setze (macht die Erkennung in dem Bereich nochmals etwas besser) und erst später zur Linearen Funktion wechsle.

Wichtig ist, dass der Sensor ganzjährig ohne Beschattung von der Sonne erreicht wird. Bei uns haben wir im Winter leider mittags eine Beschattung durch das Nachbarhaus. Macht aber nichts, da die Sonnenerkennung bei uns eigentlich nur im Sommer zur Beschattungssteuerung genommen wird. Im Winter bin ich für jeden solaren Eintrag dankbar, um Heizkosten zu sparen.

[Fuzzy1983]

Hört sich auch interessant an.

Das bedeutet du verwendest in der Config den skalierer Baustein mit den Eingängen I1, O2, I2, und O2 ??

Welche werte verwendest du da? Nur damit ich mal einen Anhaltspunkt habe.

[Buellpower]

Nee, ich nehme den Formelbaustein und lasse mir per linearer Funktion den Grenzwert ausrechnen. Im Statusbaustein wird dann verglichen ob Helligkeit größer oder kleiner ist bzw ob Sonnenhöhe kleiner 1 Grad ist (dann ist nämlich quasi Nacht).

*Da ich im unteren Bereich bis 6° Sonnenhöhe von der linearen Funktion abweiche habe ich noch einen zweiten Formelbaustein, der nen zweiten Grenzwert berechnet. Diesen nehme ich bis 6° Sonnenhöhe (da haben beide Grenzwerte annähernd den gleichen Wert (Schnittpunkt der beiden Funktionen)). Darüber hinaus den Grenzwert aus dem ersten Formelbaustein.

[Fuzzy1983]

Vielleicht kannst du ja bei Gelegenheit mal ein Screenshot des Formelbausteims etc.... machen oder eine beispielrechnung hier einstellen.?

[Buellpower]

Also meine Grenzwertformel (linear) von 16-52° Sonnenhöhe sieht folgendermaßen aus: (I1*2,1)-5
Die Grenzwertformel bis 16° Sonnenhöhe lautet: (6^(I1/15))*5-5
Ab 52° lasse ich den Grenzwert konstant bei 104,2
Bis 3° ist der Wert konstant 2,1. (erst ab 3° ist die Sonne bei uns überhaupt sichtbar)

Aber Achtung: Die Formeln sind für meinen 1-Wire-Esera-Sensor ermittelt. Ich glaube, ich hatte da anfänglich die falsche Formel hinterlegt. Da mich aber der Wert ansich nicht interessiert, sondern der Wert lediglich zum Vergleichen mit dem Grenzwert genutzt wird, hab ich das auch nie korriegiert.

[Buellpower]

So sieht meine Sonne/Schatten ermittlung aus.

Formel 16-52° Sonnenhöhe: (I1*2,1)-5
Formel 0 -16° Sonnenhöhe: (6^(I1/15))*5-5

Verwendete Formel des Esera-1-Wire-Sensors: I1*1400
(I1 = VSens)

[Rar9]

Bitte um Erklärung der beiden Formeln... woher kommen die 16-52° oder 0-16° mit den Formel Werten her?

Müssen diese für andere Standorte angepasst werden? zb. https://www.sonnenverlauf.de

Da ich gerne meine vorhanden Hager Wetterstation (West/Nord) nutzen jedoch brauche ich noch etwas Feedback:

Sonnenstand Azimut = wie Loxone Sonnenhöhe
Sonnenstand Elevation = ? wird diese auch für den Sonnenschein mit Berücksichtigt ??
Wie würdet Ihr Status Regen mit einbinden?
Lohnt der Aufwand evtl. einen weiteren Helligkeitssensor ( Norden/Osten) einzubinden?

[Buellpower]

Ich habe mehrere Messwertreihen gemacht. Einmal für Sonne und einmal für Schatten. Die Grenzwertkurve liegt quasi zwischen den beiden Graphen. Dummerweise lässt sich nicht ohne weiteres eine einzelene Funktion bilden, die genau diesen Verlauf einnimmt. Deshalb habe ich den Graph in drei Bereiche geteilt. Einmal 3-16° Sonnenhöhe (unter 3° ist bei uns keine Sonne sichtbar), dann der Hauptteil 16-52° und über 52°. Der der Sonnensensor ab ca 52° Sonnenhöhe keine weitere Steigerung mehr misst, bleibt der Grenzwert ab 52° also einfach konstant. von 3-16° ist eine flachere Kurve da in diesem Bereich eine sehr feine Unterscheidung statt finden muss. Ab 16° tritt dann die zweite Kurve in Kraft. Sie ist dann steiler. (Bei 16 ° liegt der Schnittpunkt beider Graphen). Im Ergebnis bewegt sich nun der Grenzwert nun immer relativ zwischen Sonne und Schatten, so dass kleine Differenzen wie ganz leichter Schleier oder dünnere wolken noch ausgeglichen werden. Das schöne ist, dass das Ganze auch im Winter hinhaut, da die Sonnenstärke größtenteil von der Sonnenhöhe abhängig ist. Aber Achtung ... Die Formeln sind auf unseren Sensor bei unserem Einbau ausgelegt. Es kann also sein, dass bei anderen Sensoren oder anderer Ausrichtung (wir haben ihn ganz leicht nach Osten gekippt) die Formeln noch etwas angepasst werden müssen.

[Fuzzy1983]

Respekt, vielen Dank erstmal für die Bereitstellung!
Werde ich morgen gleich testen. Woher bekommst du die Sonnenhöhe?

[Buellpower]

Die Sonnenhöhe liefert Dir der Miniserver. Er berechnet sie anhand der hinterlegten Geodaten des Miniserverstandortes.

Den zweiten Statusbaustein kann man übrigens auch weg lassen. Den hab ich nur für ne schicke Visu drin. Hinter den Kleiner-Baustein kann man also auch gleich die Ein-Ausschaltverzögerung hängen.

[Fuzzy1983]

Perfekt, habe meinen Helligkeitssensor angepasst und es nun genau so umgesetzt, funktioniert bis jetzt einwandfrei. Muss nur noch beobachten wie es sich morgen früh bei Sonnenaufgang verhält. Besten Dank

[Buellpower]

Freut mich, wenn es bei Dir auch funktioniert.

[Fuzzy1983]

Jetzt muss ich doch nochmals nachhaken da es bei mir doch noch nicht funktioniert wie bei Buellpower.
Es scheint momentan vollgas die Sonne, jedoch zeigt es bei mir "schatten" an. Kann ich die Formel abändern bzw. angleichen damit die Werte passen?
Anbei ein Screenshot wie es bei mir ausschaut.

[Buellpower]

Wie gesagt, die Formeln sind aufgrund zweier Messreihen (Sonne / Schatten) meines Sensors entstanden. Die esera-Sensoren sind teilweise "fehlerhaft". Zwei Sensoren zeigen nicht immer die gleichen Werte an. Von daher würde ich immer über Messreihen schauen, wo mein Grenzwert bei welcher Sonnenhöhe liegen muss. Bei mir z.B. gerade eben: Sonne 76,9 / Grenzwert 62,6 / Höhe 32,2 --> Sonne scheint

[NilsG]

@fuzzy1983: so hätte ich das jetzt auch mal versucht; und als Helligkeitssensor dann die Wetterstation genommen
Hast Du das letztlich irgendwie hinbekommen?!

[FightingArea]

Hallo Buellpower.

Ich habe deine Funktion mal nachgebaut..bin allerdings mathematisch nicht annähernd so begabt wie du es scheinbar bist :-)
Deshalb eine Frage: Ist es möglich mit dem Wert der Sonneneinstrahlung in W/m² (der steht mir nämlich zur Verfügung) ein ähnliches Konstrukt aufzubauen?
Wenn ja... wie muss ich diesen Wert verformeln, um an ein etwa passendes Ergebnis für den Vergleich zu kommen?

[Buellpower]

Im grunde ist es egal, welche Einheit der Sensor ausspuckt. Wichtig ist ja, dass man am Ende Sonne oder Schatten detektiert. Je höher die Sonne, desto mehr W/m² erhält man. Am einfachsten ist es, wenn Du erstmal ein paar Messreihen der Leistung zur Sonnenhöhe für Sonne und Schatten machst. Wenn Du alle werte in ein Diagramm einträgst, erkennst Du sehr schnell wo Deine linieare Funktion liegen muss, damit sie als Grenze dazwischen verläuft.

[NilsG]

So, dann machen wir hier mal weiter

Wetterstation ist vorhanden, somit auch Lux-Werte
Sonnenhöhe über Miniserver-Standort

Aber wie bekomme ich diese jetzt in eine Beziehung OHNE große Messreihen
so dass ich sauber SONNE bzw KEINE SONNE detektiert bekomme

Danke!

Nils

[Haidy]

Je nach dem welchen maximalen Lux-Wert sein Sensor messen kann, vielleicht gar nicht, weil auch an bewölkten Tagen die Helligkeit über deinem Messbereich liegt.

[NilsG]

Ist die LOXONE-Wetterstation

[Haidy]

Kannst du einen sonnigen Tag nicht an Hand der Lux-Werte von einem bewölkten unterscheiden? Die Sonnenhöhe ist da ja nicht so entscheidend...

[Dany481]

Hallo, weiß nicht ob es hier her passt. Aber kennt jemand das Problem wenn die Wetterstation keine Sonne anzeigt, die Beschattung aber trotzdem fährt, obwohl die Wetterstation mit eingebunden ist?

[wild_child]

Dazu müsste man deine Config sehen. Kann es evtl. sein dass du über die IRR die Beschattung auslöst?

[ChrisR]

Hi Dany

Schon mal geschaut ob nicht irgendwo ein Signal für die Beschattung herkommt?
Wie und welche Wetterstation hast du eingebunden?

Grüße
Chris

[Dany481]

wir haben die Loxone wetterstation auf dem Dach montiert. die weter station habe ich schon auf + 30 eingestellt, weiil ich dachte vielleicht zu empfindlich, aber das ist es nicht

[wild_child]

Das ist der Baustein "Beschattung Zentral", und der reaktiviert laut Screenshot die Automatikbeschattung wenn du das Haus verlässt. Aber steuerst du auch die einzelnen Bausteine gezielt irgendwie an?