homebatsys – Heimspeicher Autarkieanalyse

Szenario

homebatsys simuliert einen Haushaltsbatteriespeicher, der zusammen mit einer Photovoltaikanlage betrieben wird. Ziel ist die Maximierung der Eigenversorgung (Autarkie): Solarer Überschuss wird im Speicher gepuffert und bei Verbrauchsdefizit wieder abgegeben.

Kein Spotpreis erforderlich. Im Gegensatz zu biobatsys, solbatsys und community benötigt homebatsys keine EPEX-Spotpreise. Es genügt ein fester Haushaltsstrompreis (€/kWh).

Typische Eingabe: Jahresdaten eines Haushalts mit 15-Minuten-Auflösung aus dem SENEC-Monitoring (konvertiert mit senec2smardformat) oder aus einer manuellen Aufzeichnung.

Autarky-Strategie

homebatsys verwendet ausschließlich die autarky-Strategie. Der Entscheidungsbaum pro Zeitschritt:

Überschuss  = Solar − Verbrauch
Defizit     = Verbrauch − Solar

Entladen:   Defizit > 0  und  SOC > min_soc   → Defizit decken
Laden:      Überschuss > 0 und  SOC < max_soc  → Überschuss speichern
Einspeisen: Überschuss > 0 und  Batterie voll  → physischer Export
Idle:       sonst

Die Ladestrategie wird per -s autarky angegeben (Standard, derzeit einzige Option).

Kennzahlen

Spalte	Beschreibung
`cap [kWh]`	Batteriekapazität in kWh
`grid [kWh]`	Jährlicher Netzbezug nach Speichereinsatz
`savings [€]`	Jährliche Einsparung (vermiedener Netzbezug × Strompreis + Mehreinspeisung × Einspeisevergütung)
`autarky [%]`	Autarkiegrad: 1 − Netzbezug / Gesamtverbrauch
`selfcons [%]`	Eigenverbrauchsquote: 1 − Einspeisung / Solarertrag
`€/kWh`	Jährliche Einsparung pro kWh Kapazität (Investitionsindikator)
`cycles`	Äquivalente Vollzyklen pro Jahr

Eingabedaten

homebatsys erwartet eine SMARD-Format-CSV mit Semikolon-Trennung und Komma-Dezimalzeichen. Mindestens folgende Spalten müssen vorhanden sein:

Spalte	Inhalt
`Datum`	Datum TT.MM.JJJJ
`Uhrzeit`	Uhrzeit HH:MM
`Photovoltaik [MWh]`	Solarertrag in kWh pro Periode
`Gesamtverbrauch (Netzlast) [MWh]`	Haushaltsbedarf in kWh pro Periode

Trotz des Spaltennamens [MWh] werden die Werte als kWh interpretiert – SENEC-Monitoring liefert Haushaltsdaten bereits in kWh.

Haushaltsdaten vom SENEC-Monitor können mit senec2smardformat in dieses Format konvertiert werden.

Konfiguration

Parameter	Standard	Bedeutung
`fix_price`	0,28	Haushaltsstrompreis in €/kWh (inkl. aller Abgaben)
`feed_in_price`	0,0	Einspeisevergütung in €/kWh (0 = keine Vergütung)
`min_soc`	0,05	Minimaler Ladezustand (5 % Puffer)
`max_soc`	0,95	Maximaler Ladezustand
`efficiency_discharge`	0,96	Entlade-Wirkungsgrad

Alle Parameter können in einer JSON-Konfigurationsdatei gesetzt werden:

{
  "fix_price": 0.32,
  "feed_in_price": 0.082,
  "min_soc": 0.1
}

Befehle

# Minimaler Aufruf mit Standardkapazitäten (5, 10, 15, 20 kWh)
homebatsys -d 2024-home.csv

# Mit eigenem Strompreis und Einspeisevergütung
homebatsys -d 2024-home.csv --fix-price 0.32 --feed-in 0.082

# Eigene Kapazitäts- und Leistungsliste
homebatsys -d 2024-home.csv --capacity 5 10 20 --power 3.5 7 10

# Mit Konfigurationsdatei
homebatsys -d 2024-home.csv -c basic_data_set.conf

Option	Beschreibung
`-d, --data FILE`	Pfad zur SMARD-Format-CSV (Pflichtangabe)
`-s, --strategy autarky`	Strategie (Standard: autarky – einzige Option)
`--fix-price EUR_KWH`	Haushaltsstrompreis in €/kWh (Standard: 0,28)
`--feed-in EUR_KWH`	Einspeisevergütung in €/kWh (Standard: 0)
`--capacity KWH …`	Kapazitätsliste in kWh (Standard: 5 10 15 20)
`--power KW …`	Leistungsliste in kW – gleiche Länge wie Kapazitäten
`-c, --config FILE`	JSON-Konfigurationsdatei

Ausgabe

Beispielausgabe für einen Haushalt mit 4.000 kWh/Jahr Solar und 3.500 kWh/Jahr Verbrauch:

========================================================================
Home Battery Autarky Analysis
  Fix price : 0.280 €/kWh
  Solar     : 4012 kWh/year
  Demand    : 3487 kWh/year
========================================================================
 cap [kWh]  grid [kWh]  savings [€]  autarky [%]  selfcons[%]  €/kWh  cycles
 0 (no bat)        2108            0         39.6         46.9      -       -
         5        1612          139         53.8         59.7   27.8     167
        10        1298          227         62.8         67.8   22.7     145
        15        1165          264         66.6         71.1   17.6     112
        20        1108          280         68.2         72.5   14.0      88
========================================================================
  €/kWh = annual savings per kWh of battery capacity

Die Zeile 0 (no bat) ist die Referenz ohne Speicher. Alle weiteren Zeilen zeigen die Verbesserung durch den jeweiligen Speicher. Der €/kWh-Wert ist der wichtigste Investitionsindikator: Er gibt an, wie viel jährliche Einsparung pro kWh Kapazität erzielt wird.