DEYE Wechselrichter
Balkonkraftwerk: DEYE Wechselrichter ohne Cloud auslesen und per MQTT monitoren
Anfang März habe ich endlich ein Balkonkraftwerk über Amazon bestellt und installiert. Es ist ja inzwischen keine Raketenwissenschaft mehr, und die Akzeptanz und Möglichkeiten zur einfachen Installation per Do-It-Yourself haben mich nun endlich Fakten schaffen lassen.
Ich habe zwei Standard PV-Module je 410W samt einem passendem DEYE Wechselrichter (WR) mit Anschlusskabel als Komplettpaket bestellt. Da ich am Balkon schon eine Klimaanlage stehen habe, ist der Stromanschluss auch kein Problem gewesen. Und endlich gilt im Sommer: Wenn es heiß ist und die Klimaanlage läuft, produzieren die PV-Module ordentlich Strom dafür, außerdem ich muss dann keinen Überschuss verschenken.
Zum Start hatten die DEYE Wechselrichter, die meines Wissens identisch zu z.B. Bosswerk, Blaupunkt und Turbo Energy sind, allerdings noch ein Security Problem mit der Firmware, darüber hatte u.a. Heise berichtet. Ein Firmware Upgrade stand kurz darauf zur Verfügung und wurde automatisch eingespielt.
Die DEYE Wechselrichter haben bereits WLAN eingebaut, d.h. steckt die wirklich nur in die Steckdose und die PV-Module und kann loslegen. Die Einbindung ins eigene WLAN erfolgt wie üblich mittels eingebauten WLAN Accesspoint und internem Webserver, wo man die Konfiguration vornimmt und dann am besten den WLAN-AP deaktiviert. Die Internetverbindung des Wechselrichters habe ich dann über meine Fritzbox gesperrt.
Der WR ist über WLAN nur erreichbar, wenn die PV-Module eine Spannung (DC) erzeugen. Der Anschluss an das Stromnetz (AC) ist hierfür irrelevant. Das heisst wenn es dunkel ist, ist er nicht erreichbar bzw. aus.
Der WR bietet verschiedene Möglichkeiten zur Konfiguration und Abfrage der aktuellen Werte:
- einen internen Webserver (http://10.10.10.254)
- die Cloud Anbindung zu Solarman (Solarman Smart App)
- (angepasstes) Modbus Protokoll über Port 8899
- AT+ Befehle über Port 48899
Ich verwende das Modbus Protokoll zum auslesen des WR, das
- effizient/schnell ist (Performance)
- ohne Internetverbindung auskommt
Für DEYE kompatible WR stehen inzwischen einige Lösungsansätze zur Verfügung. Ich verwende die DEYE Inverter MQTT Bridge von Krzysztof Białek, da ich hier bereits einen MQTT Server innerhalb der Heimautomatisierungslösung FHEM zur Einbindung meiner Tasmota Devices (Shelly; Hichi) eingerichtet habe.
Diese Lösung ist als Docker Container konzipiert, was mir aber unnötiger Overhead ist. Da es in Python realisiert ist, starte ich das Skript ganz einfach direkt, ohne Docker.
Wechselrichter Eigenheiten
Der Wechselrichter läuft nur, wenn die PV-Module eine Gleichspannung einspeisen - d.h. wenn es draussen hell ist. Ein Auslesen der Werte des WR funktioniert also nicht, wenn es dunkel ist (Timeout). Ausserdem wird der Tageszähler erst durch setzen von Uhrzeit/Datum wieder auf 0 gesetzt, was über eine Internetverbindung erfolgt. Ist die gesperrt, läuft der Tageszähler weiter.
Also, jeden Abend geht der WR aus, und sobald er beim ersten Tageslicht wieder startet möchte ich Datum und Uhrzeit setzen und anschliessend die Werte kontinuierlich auslesen und über MQTT ausgeben. Bis dahin ist der WR aber halt nicht erreichbar.
Installation
Das Projekt von Github laden und in einem Verzeichnis speichern, Python ist normalerweise ja schon installiert. Ausserdem installiere ich Screen, um das Skript von der Console zu lösen.
git clone https://github.com/kbialek/deye-inverter-mqtt pip install paho-mqtt cd deye-inverter-mqtt
Unter Debian habe ich im Skript deye_cli.sh python durch python3 ersetzen müssen:
#!/bin/bash set -a; source config.env; set +a python3 deye_cli.py "$@"
Die Konfiguration meines DEYE Wechselrichters vom Typ Micro-Inverter:
config.env
DEYE_LOGGER_IP_ADDRESS=<IP Wechselrichter im WLAN> DEYE_LOGGER_PORT=8899 DEYE_LOGGER_SERIAL_NUMBER=<Seriennummer des WR> MQTT_HOST=<IP von MQTT Server> MQTT_PORT=1883 MQTT_USERNAME= MQTT_PASSWORD= MQTT_TOPIC_PREFIX=deye LOG_LEVEL=ERROR DEYE_DATA_READ_INTERVAL=60 DEYE_METRIC_GROUPS=micro
Ausserdem habe ich ein kleines Wrapper Skript geschrieben, um Daten des WR einfacher lesen und schreiben zu können:
deye_inverter.sh [--check <pause>] --read <register> | --write <register> <value>
#!/bin/bash
# Read / Write DEYE Inverters
# via deye_inverter_mqtt python package
# https://github.com/kbialek/deye-inverter-mqtt
retries=2 # retry deye_inverter command multiple times
sleep=5 # sleep time between retries
# locate script in deye_inverter_mqtt directory
cd $(dirname $0)
if [ ! -f ./deye_cli.sh ]; then
echo "Error: ./deye_cli.sh not found."
echo " Please move $(basename $0) in deye-inverter-mqtt directory."
exit 1
fi
. ./config.env
log_info ()
{
if [ ${LOG_LEVEL} = "INFO" ]; then
logger -t $(basename $0) $@
fi
}
log_error ()
{
logger -t $(basename $0) $@
echo 2>&1 $@
}
# read parameters: mode [rw], register, value and optional -c <check pause>
pause=0
while [ $# -gt 0 ]; do
case $1 in
-c|--check) shift
[ $# -ge 3 ] || exit 1
pause=$1
;;
-w|--write) mode=w
shift
[ $# -eq 2 ] || exit 1
reg=$1
val=$2
shift
;;
-r|--read) mode=r
shift
[ $# -eq 1 ] || exit 1
reg=$1
;;
esac
shift
done
# handle offline deye_inverter by
# ${pause} > 0 -> endless loop
# ${pause} = 0 -> error after ${retries}
while true; do
# try deye_cli.sh $retries times every $sleep secs
check=${retries}
while [ ${check} -gt 0 ]; do
case ${mode} in
r) result=$(./deye_cli.sh $mode $reg | grep 'int: ')
if [ -n "$result" ]; then
echo "$result"
log_info -t $0 deye_cli.sh $mode $reg
exit 0
fi
;;
w) result=$(./deye_cli.sh $mode $reg $val)
if [ "$result" = "Ok" ]; then
log_info -t $0 deye_cli.sh $mode $reg $val
exit 0
fi
;;
esac
# wait ${sleep} or ${pause} secs
sleep $(( ${pause} ? ${sleep} : ${pause} ))
# try ${retries} times
(( check-- ))
done
# error, or retry endless until wakeup of deye_inverter
if [ ${pause} -eq 0 ]; then
log_error "Error: deye_cli.sh $mode $reg $val failed."
exit 1
fi
done
Obiges Skript deye_inverter.sh -r 22 liest z.B. das Register 22 aus dem Wechselrichter aus, deye_inverter.sh -w 22 5892 schreibt das Jahr 2023 und den Monat April (23 *256 + 4) in Register 22.
Das benötigt man, um dem WR jeden Morgen zum Start Datum und Uhrzeit beizubringen. Damit wird auch der Tageszähler täglich auf 0 gesetzt, ansonsten bliebe der alte Wert stehen und der Tageszähler würde einfach stetig addieren, wie der Gesamtertragszähler.
Also, jede Nacht geht der WR aus, und sobald er beim ersten Tageslicht wieder startet möchte ich Datum und Uhrzeit setzen und anschliessend die Werte kontinuierlich auslesen und über MQTT ausgeben.
Folgendes Skript starte ich jeden Morgen um 04:00 Uhr per Cron (und in rc.local fürs booten):
deye_mqtt_daemon.sh
#!/bin/bash
# reset Daily_Power of DEYE Inverters
# via deye_inverter_mqtt python package
# https://github.com/kbialek/deye-inverter-mqtt
# config:
deye_inverter_mqtt_cfg='config.env'
deye_inverter_mqtt_cmd='python3 deye_docker_entrypoint.py'
# installation:
# locate script in deye_inverter_mqtt directory
cd $(dirname $0)
if [ ! -f deye_cli.sh -o ! -f ${deye_inverter_mqtt_cfg} ]; then
echo "Error: ./deye_cli.sh not found."
echo " Please move $(basename $0) in deye-inverter-mqtt directory."
exit 1
fi
# start deye_inverter_mqtt
deye_inverter_mqtt_start ()
{
# read config file
set -a; source ${deye_inverter_mqtt_cfg}; set +a
# detach deye_inverter_mqtt with screen
screen -d -m ${deye_inverter_mqtt_cmd}
}
# get deye_inverter_mqtt PIDs
deye_inverter_mqtt_pid ()
{
ps ax | grep "${deye_inverter_mqtt_cmd}" | grep -v grep | grep -i -v SCREEN | awk '{print $1}'
}
# stop all runnning deye_inverter_mqtt instances
deye_inverter_mqtt_stop ()
{
# get PIDs and stop them
deye_mqtt_pid=`deye_inverter_mqtt_pid`
[ -z ${deye_mqtt_pid} ] || kill ${deye_mqtt_pid}
# check if any still runs
deye_mqtt_pid=`deye_inverter_mqtt_pid`
if [ ! -z ${deye_mqtt_pid} ]; then
# be patient for kill cmd, try again
logger -t deye_inverter "Info: found running deye_inverter_mqtt"
sleep 1
[ -z ${deye_mqtt_pid} ] || kill ${deye_mqtt_pid} 2>/dev/null
# check again
deye_mqtt_pid=`deye_inverter_mqtt_pid`
if [ ! -z ${deye_mqtt_pid} ]; then
logger -t deye_inverter "Error: couldn't stop running deye_inverter_mqtt"
echo -n "Error: couldn't stop running deye_inverter_mqtt (${deye_mqtt_pid})"
echo
exit 1
fi
fi
}
# store actual date + time into vars
get_date_time ()
{
year=$(date +%y)
month=$(date +%m | sed 's/^0//g')
day=$(date +%d | sed 's/^0//g')
hour=$(date +%H | sed 's/^0//g')
minute=$(date +%m | sed 's/^0//g')
second=$(date +%S | sed 's/^0//g')
}
# ------------------------
# MAIN: Script starts here
# ------------------------
# stop any runnning deye_inverter_mqtt processes
deye_inverter_mqtt_stop
# wait for deye inverter connection by reading (old) date
val22_old=$(./deye_inverter.sh -c 60 -r 22 | sed 's/int: //g' | cut -d, -f1)
logger -t deye_inverter "date/time update initialized"
# ensure with loop, that all values are written
while [ -z ${daily_reset} ]; do
# read (old) day (this also waits for deye inverter start in the morning)
val23_day=$(./deye_inverter.sh -c 10 -r 23 | sed 's/.*h: //g' | cut -d, -f1)
# set actual year, month, day, hour, minute, second
get_date_time
# calculate register 22-24 by date and time
val22=$(( ${year} * 256 + ${month} ))
val23=$(( ${day} * 256 + ${hour} ))
val24=$(( ${minute} * 256 + ${second} ))
# reset date only once a day -> nothing to do = exit loop
[ ${val22_old} = ${val22} -a ${val23_day} = ${day} ] && break
# reset daily_power by
# setting register 22-24 with actual date + time
./deye_inverter.sh -w 22 $val22 || continue
./deye_inverter.sh -w 23 $val23 || continue
./deye_inverter.sh -w 24 $val24 || continue
# exit loop if all vars are written
daily_reset=done
done
logger -t deye_inverter "date/time updated"
# stop old runnning deye_inverter_mqtt processes
# shouldn't find any running instance
deye_inverter_mqtt_stop
# start deye_inverter_mqtt as daemon
deye_inverter_mqtt_start
logger -t deye_inverter "MQTT started"
Mein Crontab Eintrag:
0 4 * * * /root/deye-inverter-mqtt/deye_mqtt_daemon.sh
und /etc/rc.local:
# start monitoring of PV-System: DEYE inverter /root/deye-inverter-mqtt/deye_mqtt_daemon.sh
So sieht das aus, wenn es den ganzen Tag im April regnet und bedeckt ist:
Die Eigenverbrauchsquote habe ich mittels Grafana ermittelt:
