Slim je auto opladen: energiebeheer met evcc

Als je zonnepanelen hebt, dan is het verstandig om de opgewekte energie onmiddellijk te gebruiken, want die elektriciteit is als het ware ‘gratis’. Beschik je over een laadpaal voor een elektrische auto, dan wil je die dus zoveel mogelijk met zonne-energie laden. Mogelijk heb je ook een thuisbatterij, die je tegen de avonduren opgeladen wilt hebben om je nachtelijke energieverbruik op te vangen. Of misschien heb je een dynamisch elektriciteitstarief en wil je automatisch laden wanneer de elektriciteit het goedkoopst is.

De meeste laadpalen kun je op de P1-poort van een slimme meter aansluiten en instellen op een ‘zonnemodus’. De laadpaal leest dan voortdurend de gegevens van de slimme meter uit. Zodra de meter aangeeft dat je elektriciteit het net op stuurt, schakelt de laadpaal in om dit vermogen aan je elektrische auto te leveren. Zodra je zonnepanelen wat minder produceren door bewolking, schakelt je laadpaal zijn vermogen terug. En wanneer er niet voldoende overschot is, stopt de laadpaal de laadsessie.

Dat werkt prima, tot je een ander apparaat in huis haalt dat ook op zo’n slimme manier met je elektriciteitsoverschot wil omgaan, zoals een thuisbatterij. Beide apparaten willen dan aan de hand van je slimme meter bepalen wat ze doen, en zo kunnen ze elkaar tegenwerken. Een oplossing voor dit probleem is om een centraal energiebeheersysteem op te zetten dat deze apparaten aanstuurt op basis van je slimme meter en andere parameters. Vergeet niet om dan in al deze apparaten de eigen slimme aansturing uit te schakelen.

Veel fabrikanten van zonnepanelen, laadpalen, thuisbatterijen en warmtepompen bieden hun eigen energiebeheersysteem aan. Vaak ondersteunen die maar een beperkt aantal toestellen en werken ze via een cloudgebaseerd systeem dat abonnementskosten met zich meebrengt. Een alternatief is evcc. Dit staat voor electric vehicle charge controller en is een opensource-energiebeheersysteem dat je op een Raspberry Pi of in Docker draait. Het werkt volledig lokaal, zonder cloud en zonder abonnement.

Evcc ondersteunt laadpalen, elektrische auto’s, zonnepanelenomvormers, thuisbatterijen, energiemeters, slimme stekkers, warmtepompen en warmtepompboilers van diverse fabrikanten. Voordat je met evcc aan de slag gaat, controleer je in de documentatie of je apparaten worden ondersteund. Maar zelfs als er geen directe ondersteuning is, kun je het apparaat vaak nog via een MQTT- of http-API of via Modbus (een communicatieprotocol voor industriële apparaten) integreren.

Voordat je evcc installeert, is het raadzaam om een plan te maken van hoe je alles wilt aansturen. Voor de hoogste betrouwbaarheid kies je het best zoveel mogelijk bekabelde aansluitingen. Laat je een laadpaal installeren, vraag de installateur dan in een utp-kabel te voorzien die je op je LAN aansluit. Je laadpaal moet dan wel een lokale http- of Modbus tcp API aanbieden. Voor de omvormer van je zonnepanelen en je thuisbatterij geldt hetzelfde. Stel ook in je DHCP-server vaste ip-adressen voor deze apparaten in op basis van hun MAC-adres.

Sommige apparaten bieden een seriële RS-485-interface aan. Die sluit je ofwel via een RS-485-naar-usb-seriële converter aan op de computer waarop evcc draait, waarbij het protocol dan vaak Modbus RTU is. Ofwel gebruik je een RS-485-naar-ethernet-converter die je dan op je LAN aansluit, met Modbus RTU over tcp als protocol. Let op: dit laatste is iets anders dan Modbus tcp.

Ook om je slimme meter uit te lezen gebruik je bij voorkeur een apparaat met Ethernetpoort. De SlimmeLezer WT32-ETH01 van Marcel Zuidwijk is een interessante optie hiervoor. Dit ESP32-gebaseerde apparaatje draait ESPHome, waardoor je de configuratie eenvoudig zelf kunt aanpassen. Met de meegeleverde RJ12-kabel sluit je het apparaatje op de P1-poort van je slimme meter aan en met de ethernetpoort integreer je het in je LAN.

Om evcc op een Raspberry Pi of ander computerbordje te installeren, biedt het project een image aan dat je op een SD-kaartje schrijft. Dat vereist een Raspberry Pi 3, 4, 5 of Zero 2W of een NanoPi R3S met minstens 16 GB opslag. Voor een betrouwbare werking is eMMC-opslag in plaats van een SD-kaartje aanbevolen.

Een andere veelgebruikte optie is om evcc als add-on voor Home Assistant te draaien. Maar als je al allerlei services op een lokale Linux-server hebt draaien in de vorm van Docker-containers, kun je ook evcc in Docker draaien. Daarvan gaan we in dit artikel uit. Voor andere installatie-opties verwijzen we naar de documentatie van evcc.

Creëer op je Linux-server een bestand compose.yml voor Docker Compose met de volgende inhoud:

services:
  evcc:
    command:
      - evcc
    container_name: evcc
    image: evcc/evcc:latest
    ports:
      - 7070:7070/tcp
    volumes:
      - /home/user/.evcc:/root/.evcc
    restart: unless-stopped

Wijzig /home/user/.evcc naar de directory waarin je de bestanden van evcc wilt opslaan. Afhankelijk van je situatie moet je ook andere poorten openen. Raadpleeg daarvoor de installatie-instructies. Start daarna de container met docker compose up -d. Bezoek vervolgens in je webbrowser het adres http://IP:7070, met bij IP het ip-adres van je Linux-server. Daarna krijg je de vraag om een beheerderswachtwoord in te stellen.

Het beheerderswachtwoord heb je alleen nodig om de configuratie van evcc aan te passen; het dashboard zelf kun je altijd zien. Omdat er momenteel nog geen configuratie is, krijg je de vraag om evcc in te stellen. Klik op Let’s start configuration om naar de configuratiepagina te gaan. Daarna vind je die altijd onderaan onder More en dan Configuration. Hier configureer je al je apparaten in diverse categorieën (zie het kader ‘YAML-configuratie’ voor een alternatieve manier).

Onder Charging & Heating configureer je laadpalen en verwarmingstoestellen. Onder Vehicles komen je elektrische auto’s en onder Consumers kun je andere apparaten toevoegen waarvan je het elektriciteitsverbruik wilt meten of beheren, zoals een wasmachine of droogkast. Onder Grid voeg je de P1-meter toe en onder Solar & Battery de omvormers van je zonnepanelen en thuisbatterijen. Additional Meters is interessant voor meters die evcc niet gebruikt of toont, maar waarvan je wel het verbruik wilt loggen. Verder kun je ook bronnen toevoegen om tarieven en voorspellingen binnen te halen. Tot slot kun je ook nog enkele integraties en diensten configureren.

Het belangrijkste om aan je configuratie toe te voegen, is je P1-meter, zodat evcc weet wanneer er overschot het net op gaat. Ga daarvoor in de configuratie naar Grid en klik op Add grid meter. Kies dan de Manufacturer. Onder de beschikbare meters staan apparaten zoals de HomeWizard Wi-Fi P1 Meter, maar ook de SlimmeLezer van Marcel Zuidwijk. Je vult dan het ip-adres van het apparaat in en past optioneel andere instellingen aan.

Je kunt ook de DSMR-component van ESPHome op je ESP32 gebruiken, met de juiste schakeling voor de P1-poort, en dan in evcc je apparaatje als netmeter van het type ESPHome DSMR instellen. Dat werkt dan via de ingebouwde webserver van ESPHome. Heb je al een P1-meter in Home Assistant geïntegreerd, dan kun je onder Generic integrations voor Home Assistant kiezen. Evcc ontdekt dan de beschikbare entiteiten en toont je een lijst met suggesties. Het is ook mogelijk om de meetwaarden via MQTT in te lezen. Dan kies je als netmeter een User-defined device en construeer je YAML-code voor meterattributen die als bron MQTT gebruiken. Je moet dan wel je MQTT-broker als integratie in evcc hebben geconfigureerd.

Voordat je de configuratie van de meter opslaat, klik je op validate. Evcc probeert dan de benodigde data uit te lezen en toont je het resultaat. Als dit niet klopt, kun je de configuratie nog aanpassen. Klik uiteindelijk op Save om de configuratie op te slaan en vervolgens op Restart om evcc te herstarten. Je ziet nu ook op de configuratiepagina de metingen van je P1-meter, standaard elke 30 seconden.

Op de homepagina van je evcc-installatie (Charge) zie je nu de energiestromen in je huis gevisualiseerd. Omdat je alleen nog maar een netmeter hebt geconfigureerd, zie je niet wat er daadwerkelijk in je huis wordt verbruikt; alleen of je elektriciteit naar het net stuurt of van het net haalt. Overschot (teruglevering) wordt in het geel getoond, afname van het net in het grijs.

Op dezelfde manier voeg je de omvormer van je zonnepanelen toe. Ga op de configuratiepagina van evcc naar Solar & Battery, klik op Add solar or battery en kies Add solar meter. Daar kun je uit een heleboel producenten kiezen. Wordt je omvormer niet rechtstreeks ondersteund, dan kun je ook een Shelly EM kiezen en een aangesloten CT-klem rond de AC-stroomkabel van je omvormer aanbrengen. En ook hier kun je weer voor User-defined device kiezen als de gegevens via MQTT of een http REST API beschikbaar zijn.

Wanneer je ook dit apparaat hebt toegevoegd, toont de homepagina van evcc al wat nuttigere informatie. Als er minder naar het net wordt gestuurd dan de productie van je zonnepanelen, wordt je zelfverbruik in een groen balkje getoond. Met pictogrammen boven en onder de balk zie je welke elektriciteit van de zon of het net komt, en wat er naar je huis en naar het net gaat. Slaag je er trouwens niet in om je zonnepanelenproductie uit te lezen, dan is dat geen ramp. Alle functionaliteit van evcc blijft werken, alleen zonder inzicht in je zelfverbruik en in het percentage zonnestroom van je laadsessies.

Het slim laden van je elektrische auto is het hoofddoel van evcc, en daarom heet de hoofdpagina van je evcc-installatie ook Charge. Tot nu toe is daar niets van te zien; daarvoor moet je eerst een laadpaal aan je configuratie toevoegen. Klik onder More / Configuration in het onderdeel Charging & Heating op Add charger or heater en vervolgens op Add charging point. Geef je laadpunt een naam en klik op Add charger. Nadat je de producent hebt gekozen, dien je afhankelijk van het model nog wat gegevens in te vullen, zoals het ip-adres en de poort. Vergeet ook niet om in de laadpaal zelf de slimme modus uit te schakelen, zodat niet én evcc én de laadpaal zelf beslissingen gaan nemen.

Nadat je de laadpaal hebt toegevoegd, verschijnt deze op de configuratiepagina onder Charging & Heating. Klik dan op het pictogram met de schuifbalken naast de naam voor extra instellingen. Het belangrijkste is de standaardmodus, die bepaalt hoe de laadpaal zich gedraagt wanneer je de auto aankoppelt. Met Off gebeurt er dan niets totdat je een andere modus kiest. Solar laadt alleen bij voldoende elektriciteitsproductie, die je anders het net op zou sturen, en pauzeert het laden bij onvoldoende overschot. Min+Solar laadt altijd met het laagst mogelijke vermogen (1,4 kW per fase) en meer als er extra zonne-energie beschikbaar is. Met Fast laad je met het hoogst mogelijke vermogen.

Bij het laden in zonnemodus pauzeert je laadpaal mogelijk als een wolk de zon even bedekt, om daarna weer op te starten. Te vaak na elkaar in- en uitschakelen is niet handig. Daarom heeft evcc standaard vertragingen ingebouwd. Pas wanneer er een minuut lang overschot is, geeft evcc aan de laadpaal de opdracht om te laden. En pas wanneer er drie minuten lang afname van het net nodig is, pauzeert evcc het laden. Dit is het standaardgedrag van maximum solar in de instellingen van je laadpaal.

Wil je dit aanpassen, klik dan op custom, waarna je andere vertragingen kunt kiezen. Als je niet wilt wachten tot je met 100 procent zonne-energie kunt laden, stel dan bijvoorbeeld in dat de laadpaal al begint te laden vanaf 1,2 kW overschot en blijft laden zolang er niet meer dan 200 watt van het net wordt afgenomen. Verder kun je onder Electrics het maximaal toegestane laadvermogen instellen. Standaard is het maximale vermogen van je laadpaal ingesteld, vaak 11 of 22 kW. Door other te kiezen, kun je hier de minimum- en maximumstroom instellen. Deel het gewenste laadvermogen in watt door 230 volt om de benodigde stroomsterkte te berekenen.

In principe kun je nu al je auto met evcc laten opladen, maar voor extra functionaliteit zoals voorspellingen van de eindtijd van de laadsessie, het plannen van laadsessies en het laadbeheer van meerdere elektrische auto’s, voeg je het best ook nog je auto toe. Dat kan op de configuratiepagina onder Vehicles en dan Add vehicle. Kies je producent en vul de eventuele gebruikersnaam, het wachtwoord of andere gegevens voor het online-account van je auto in (zie ook het kader ‘SOC zonder online API’ voor een alternatief). Onder Show advanced settings kun je ook een prioriteit instellen als je meerdere elektrische auto’s tegelijk oplaadt of verdere beperkingen op het laadvermogen instellen.

Je auto verschijnt nu in de configuratie, en op de hoofdpagina Charge kun je onder de laadpaal de auto selecteren. In de instellingen van je laadpaal kun je overigens ook een standaardvoertuig kiezen, zodat dit automatisch wordt geselecteerd. Zodra je nu je auto op de laadpaal aansluit en indien nodig authenticeert met een RFID-kaart, begint je auto te laden in de standaardmodus van de laadpaal. Je krijgt het huidige laadvermogen, de tijdens de sessie al geladen energie en de resterende laadtijd te zien. Met de schuifbalk stel je het gewenste laadniveau in. Je kunt hier nu ook eenvoudig van laadmodus veranderen, en met een klik op het pictogram met de twee schuifbalkjes pas je het laadvermogen en andere instellingen aan.

Evcc biedt ook de mogelijkheid om laadsessies te plannen. Klik op de hoofdpagina bij de laadpaal onder PLAN op none om een laadplan aan te maken. Stel de datum en het tijdstip in waarop je een specifiek laadniveau wilt bereiken en schuif de schakelaar Active naar rechts om het plan te activeren. Onder Preview Plan krijg je te zien wanneer evcc je auto zal laden en tegen welke kostprijs (zie ook het kader ‘Energieprijs instellen’). Klik op het pictogram naast Preview Plan om te kiezen of je het goedkoopst of continu wilt laden. Herhaalde plannen zijn ook mogelijk, bijvoorbeeld om elke donderdagochtend een volle batterij te hebben omdat je die dag elke week ver moet rijden.

Op de pagina Sessions krijg je een overzicht van alle voorbije laadsessies. Je kunt er filteren op laadpaal of voertuig, grafieken bekijken van de energie, kostprijs of het aandeel zonne-energie, en dat per maand, jaar en in totaal. De tabel met laadsessies is ook te exporteren naar een csv-bestand. Overigens toont evcc ook altijd in de rechterbovenhoek van de webinterface het percentage zonne-energie van je geladen energie in de laatste maand. Klik hierop om jezelf te vergelijken met de evcc-community die data deelt.

Heb je een thuisbatterij, dan kun je die in de configuratie toevoegen onder Solar & Battery door op Add solar or battery te klikken en dan Add battery meter te kiezen. Selecteer de producent en vul de nodige gegevens in, zoals het ip-adres, de poort, batterijcapaciteit, minimum- en maximumlaadniveau, en maximale laad- en ontlaadvermogens. Als je batterij zelf ook een slimme modus aanbiedt, schakel die dan niet in. Stel hem zo in dat hij zoveel mogelijk vanaf je zonnepanelen oplaadt (zelfverbruik).

Naast de hoofdpagina verschijnt nu een pagina Battery. Het is belangrijk dat je hier het gedrag in combinatie met je laadpaal instelt. Bepaal tot welk batterijniveau je thuisbatterij eerst moet worden opgeladen voordat je laadpaal start met laden. Je kunt ook instellen of je batterij mag ontladen om je auto op te laden. Dat is minder efficiënt door de energieomzettingen, maar soms is het handig om dat extra vermogen van je thuisbatterij in je auto te stoppen. Denk bijvoorbeeld aan de situatie waarin je weet dat de batterij, nadat je met de auto van huis bent vertrokken, weer volledig kan opladen via je zonnepanelen.

De mogelijkheden van evcc zijn nog veel uitgebreider. Zo kun je ook voorspellingen van de opbrengst van je zonnepanelen toevoegen via een dienst zoals Forecast.Solar. Op de pagina Forecast zie je dan de verwachte productie voor de komende dagen. Je kunt ook notificaties instellen, zodat je op je gsm een melding krijgt wanneer het opladen van je auto is voltooid. En met Load Management stel je een maximumvermogen in dat je van het net wilt afnemen, zodat je laadpaal zich daar automatisch aan aanpast. Dat is handig om in Vlaanderen je piekvermogen zo laag mogelijk te houden, omdat dit extra wordt belast met het capaciteitstarief. En als je evcc een waardevol project vindt, overweeg dan om het te sponsoren.