Seit Anfang 2021 sind wir elektrisch unterwegs. Ende 2021 stieg dann der Strompreis dank Stromanbieterpleite kurzzeitig auf 90Ct /kWh. Zwei Gründe, sich mit dem Thema PV näher zu beschäftigen, wenn man das Geld nicht zum Fenster rauswerfen möchte…
Erster Gedanke: Eine Firma beauftragen. Problem: Auf meinem Reihenmittelhausdach ist nicht so richtig viel Platz am Flachdach. Vor allem, weil mitten am Dach schon vier große Solarthermie-Paneele hochkant stehen, die ich auch nicht umstellen / verändern kann. Daraus resultiert dahinter ein gewisser Schattenwurf. String-Wechselrichter waren aufgrund Schatten kaum geeignet, Optimierer schieden aus anderen Gründen leider auch aus und generell kurz gesagt: Keine Firma wollte den Job haben, trotz vieler, vieler Anfragen meinerseits. Woanders verdient man als Firma mit PV eben leichter Geld.
Zweiter Gedanke – je mehr ich mich mit dem Thema zwangsläufig selbst beschäftig habe- war: Selber machen.
Und so hat es sich am Ende dann auch ergeben und inzwischen erzeugt eine kleine Anlage auf dem Dach nun Strom. Folgende Konstellation ergibt insgesamt eine Leistung von 3,12kWp:
- 8x Paneele à 390 Watt (JA-Solar jam54s31-390/mr, blieben aus einem größeren Projekt eines Freundes über)
- 2x Microwechselrichter Hoymiles HSM-2000-4T (um optimal mit der Schattenkonstellation und der für die „früheren“ HM-Serien zu hohen Eingangsstromleistung auszukommen)
- Solarstell Connect Flachdach-Aufständerungen (1x 4 Module quer, 1x 2 Module quer, 1x 2 Module hochkant)
- Shelly 3EM Pro (einmal für das Messen des Verbrauchs aller Verbraucher und separat einmal für das Messen der aktuellen Stromproduktion)
Zu guter Letzt musste (was auch der höchste Kostenfaktor war) meine Hausverteilung komplett neu aufgebaut werden. Da hier Einiges an Pfusch vom Hausbau 2011 und des damaligen Elektrikers beseitigt werden musste, kann man das aber auch nur bedingt nur der PV zuschreiben. Insgesamt 6.130€ und damit knapp 2000€ je kWp.
Nach dem was ich bisher weiß schaffe ich es wohl, 80% des Stroms auch zu verwenden. Insofern hat sich – abhängig vom Strompreis und der tatsächlichen Jahresproduktion – die Anlage vermutlich allerspätestens in zehn Jahren amortisiert. Rechne ich die neue Hausverteilung raus, weil die auch aus anderen Gründen sinnvoll war, geht es 1/3 schneller.
Was mache ich nun mit dem Strom?
Der Gedanke, das Auto per Sonnenstrom zu laden, hat mich schon sehr beschäftigt. Allerdings war mir unklar, ob das so richtig funktioniert. Wieviel Strom kommt wirklich vom Dach? Wie wirken sich die geringen Neigungswinkel der Aufständerung aus? Wie der Schattenwurf? Insgesamt lieferte die Anlage allerdings ab dem ersten Tag schon ganz gute Werte, so dass ich hier schon optimistisch war. Da wir das Auto tagsüber nicht oft brauchen und beruflich nicht darauf angewiesen sind, steht es eh meist in der Garage.
Kleine Herausforderung war dann noch der Umgang mit dem Ladevorgang selbst. Unser Kia e Niro lädt ab 6 Ampere Ladeleistung, was bei normalen dreiphasigen Ladevorgängen etwa 3600 Watt Leistung entspricht. Also mehr Leistung als vom Dach kommen kann. Meine Wallbox ist ein goe-Charger, leider noch eine alte HW-Version, die noch kein Umschalten auf einphasiges Laden kann. Gelöst habe ich das dann durch den Kauf eines einphasigen Ladekabels, das so die Bereiche ~1000 Watt bis ~3600 Watt abdeckt. Manuell funktionierte das Laden damit schon ganz gut. Also ging es weiter…
Überschussladen via openHAB
Folgende Anforderungen waren mir wichtig:
- Automatisches Aktivieren des Überschussladens, wenn das einphasige Kabel eingesteckt ist. Ist das dreiphasige eingesteckt, soll mit 11kW geladen werden.
- Laden auch dann, wenn noch nicht der volle Überschuss da ist, also wenn die Hälfte vom Dach kommt und die Hälfte vom Netz bezogen wird, ist das auch noch OK.
- Konfigurationsmöglichkeiten über die openHAB-GUI und ein halbwegs schickes Widget, da das ganze noch auf einem Wand-Tablet landen soll (später)
Vorhanden sind grundsätzlich bestimmte Items in openhab, die ich über die GUI angelegt habe, die den Strombezog mit Wollbox, ohne, die PV-Leistung usw. beinhalten und die in den nachfolgenden Regeln vorkommen. Persistiert wird das Ganze in influxdb, so dass wir auch auf Durchschnittswerte zurückgreifen können.
Was im Probebetrieb bald auffiel, war ein Aus- und Anschalten, wenn kurzzeitig Wolken kamen oder z.B. Verbraucher im Haus dazukamen (Fön, Waschmaschine, ..). Reinem Überschussladen widersprechen das, insofern ok, dass natürlich der Ladevorgang komplett gestoppt wurde. Hier wollte ich allerdings konstantere Ladevorgänge und habe daher dann in die Regeln eingebaut, dass nur dann abgebrochen wird, wenn in Betrachtung der letzten 15 Minuten ein Laden nicht mehr gestartet würde. Das ständige An- und Ausschalten des Ladevorgangs insgesamt wollte ich dem Auto einfach ersparen.
Um das ganze auch optisch etwas schöner anzuzeigen habe ich mir dazu auch noch ein kleines Widget für die OH3-UI gebastelt, in dem ich dann auch einstellen kann, ab wann wirklich geladen werden soll (im Beispiel ab 550 Watt Überschuss). Ladestärke wird dann natürlich per Rules angepasst.
Tatsächlich schaffe ich es mit den nachfolgenden Rules dann auch auf ein gutes Ausnutzen des Sonnenstroms:
Die blaue Linie ist letztlich die entscheidende. Bewegt sich diese nahezu bei der Null-Linie, dann nutze ich den Strom bestmöglich aus. Im Beispieltag allerdings liefen teils noch weitere Haushaltsgeräte, die dann natürlich die Ausschläge nach oben – sofern die Wallbox nicht weiter runtergeregelt werden kann – verursachen. Wenn man hier mehr auf Sicherheit gehen will, nichts oder weniger aus dem Netz zu beziehen, müsste man eben noch in die Ladestärkensteuerung etwas mehr Puffer hineinprogrammieren oder eben schneller einen Ladevorgang abbrechen, was ich so aber für mich nicht wollte.
Insgesamt wurden am Beispieltag 15 kWh Strom ins Auto geladen, was etwa 80 Kilometern Fahrleistung entspricht. 64kWh hat der Akku grundsätzlich an Kapazität. Ich bin gespannt, wie die Leistung Mitte Juni dann aussehen wird, wenn der Sonnenstand am höchsten ist.
Noch zum Chart: Ist eine Fläche unter der Null-Linie nur weiß und nicht grau hinterlegt, wurde der Sonnenstrom vollständig genutzt. Graue Fläche unterhalb bedeutet Einspeisung, oberhalb Netzbezug.
Abseits davon, dass das Überschussladen noch klappt hatte das Ganze den Positiven Aspekt, dass ich nun endlich den Umstieg von openHAB 2.5 auf 3.4 geschafft habe 😉
Nun zu den rules…
openHAB-Rule: Saldierenden Verbrauch ermitteln
Um generell zu wissen, beziehen wir gerade Strom oder speisen wir ein und um die Leistung der PV-Anlage zu kennen arbeiten zwei Shellys, die per mqtt angebunden sind.
rule "Saldierender Stromverbrauch Haus und PV"
when
Item shellypro3emhaus_Power changed
or Item shellypro3empv_Power changed
then
strom_saldierend.postUpdate((shellypro3emhaus_Power.state as Number) + (shellypro3empv_Power.state as Number))
strom_saldierend_ohne_wallbox.postUpdate((shellypro3emhaus_Power.state as Number) + (shellypro3empv_Power.state as Number) - (GoeCharger_Power_All.state as Number))
endopenHAB-Rule: Wallbox überwachen, Überschussladen aktivieren / deaktivieren
Anhand eingesteckten Kabels (einphasig) sowie einer grundsätzlichen Konfiguration, die im Widget einstellbar ist, ob überhaupt Überschussladen stattfinden soll (bei einphasigem Kabel) wird diese Option gesteuert:
rule "Anschluss Wallbox überwachen, um Überschuss-Lademodus abhängig davon anzusteuern"
when
Item GoeCharger_Cable_Encoding changed
or Item config_pv_laden_aktivieren changed
or Item GoeCharger_Power_All changed
or Item GoeCharger_Phases changed
then
if (GoeCharger_Cable_Encoding.state == NULL) {
logInfo(logPrefix, 'Wallbox aktuell nicht erreichbar, daher keine Änderung Überschusslademodus')
} else {
// Ist config_pv_laden_aktivieren AN sowie das richtige Kabel eingesteckt ist der Überschusslade-Modus aktiviert
if (((GoeCharger_Cable_Encoding.state as Number).intValue == 20) && (config_pv_laden_aktivieren.state == ON)) {
if (ueberschussladen_aktiv.state != ON) ueberschussladen_aktiv.sendCommand(ON)
} else {
if (ueberschussladen_aktiv.state != OFF) ueberschussladen_aktiv.sendCommand(OFF)
}
}
end
rule "Uberschusslade-Modus verarbeiten und Wallbox sperren oder Direktladen erlauben"
when Item ueberschussladen_aktiv changed to ON
then
// Laden per se verbieten - das Laden wird dann separat über die Cron-getriggerte Rule gestartet
GoeCharger_Allow_Charging.sendCommand(OFF)
GoeCharger_Maximum_Current_Temporary.sendCommand(6)
end
rule "Uberschusslade-Modus verarbeiten und Wallbox sperren oder Direktladen erlauben"
when Item ueberschussladen_aktiv changed to OFF
then
// Laden per se erlauben - es wird nicht oder mit mehrphasigem Kabel geladen
GoeCharger_Allow_Charging.sendCommand(ON)
GoeCharger_Maximum_Current_Temporary.sendCommand(16)
endopenHAB-Rule: Steuern der Ladestärke, Starten und Abbrechen Überschussladen
Alle 5 Sekunden (oder wenn der Überschusslademodus sich ändert sofort) wird geprüft, ob geladen werden soll, gestoppt werden soll oder ob die Stromstärke anzupassen ist.
var boolean log = false
val logPrefix = 'rule_ueberschussladen_ladevorgang'
var Integer ampereAlt
var Integer ampereNeu
var boolean starteLaden
var boolean stoppeLaden
var Number durchschnittsleistungPV
var Number durchschnittsverbrauchSaldierendAnOhneWallbox
var Number durchschnittsverbrauchSaldierendAusOhneWallbox
rule "Durchschnittswert PV ermitteln und Wallbox aktiv steuern"
when
// Alle 5 Sekunden prüfen
Time cron "0/5 * * * * * *"
or Item ueberschussladen_aktiv changed
then
if (log) logInfo(logPrefix, '+++ Prüfen auf PV-Laden')
if (config_pv_laden_untergrenze.state == NULL) config_pv_laden_untergrenze.sendCommand(400) // Default-Wert setzen
if ((GoeCharger_Cable_Encoding.state == NULL) || (GoeCharger_Cable_Encoding.state == UNDEF)) {
if (log) logInfo(logPrefix, '+++ Wallbox (temporär) offline? Abbruch Prüfung, keine Veränderungen wird vorgenommen...')
} else if (ueberschussladen_aktiv.state == ON) { // Rule nur relevant, wenn automatisches Überschussladen aktiv
// GoeCharger_Maximum_Current_Temporary: Min 6A, Max 16A. (Da 11kw-Wallbox)
durchschnittsleistungPV = shellypro3empv_Power.averageSince(now.minusMinutes(1))
durchschnittsverbrauchSaldierendAnOhneWallbox = strom_saldierend_ohne_wallbox.averageSince(now.minusMinutes(1))
durchschnittsverbrauchSaldierendAusOhneWallbox = strom_saldierend_ohne_wallbox.averageSince(now.minusMinutes(15))
// check, ob Laden abgebrochen werden muss. Wir schauen uns hier die durchschnittsverbräuche der letzten 10 Minuten an - ist einer passend, laden wir erst einmal weiter
stoppeLaden = true
(1..10).forEach[i|
if ((strom_saldierend_ohne_wallbox.averageSince(now.minusMinutes(i)) as Number).intValue < (-1 * (config_pv_laden_untergrenze.state as Number).intValue)) {
stoppeLaden = false
}
]
starteLaden = // Bedingungen für Starten von Laden (sofern Überschussladen aktiv)
((durchschnittsleistungPV).intValue < -700) // Mindestens 700 Watt per PV iM Durchscnitt
&& ((shellypro3empv_Power.state as Number).intValue < -700) // ... sowie aktuell
&& ((durchschnittsverbrauchSaldierendAnOhneWallbox).intValue < (-1 * (config_pv_laden_untergrenze.state as Number).intValue)) //
if ((GoeCharger_Power_All.state as Number).intValue > 0) { // es wird aktuell geladen und Überschussladen ist an (zuvor geprüft) - Anpassen Ladeleistung?
// Saldierender Strom negativ - Überschuss vorhanden? Überschuss modulo 150 Watt erhöhen, max 16 A
// Saldierender Strom positiv - Netzbezug vorhanden? Überschuss modulo 150 Watt verringern, max auf 6A
ampereAlt = ((GoeCharger_Maximum_Current.state as Number).intValue)
ampereNeu = ampereAlt.intValue - ((strom_saldierend.state as Number).intValue / 150).intValue
if (ampereNeu > 16) ampereNeu = 16
else if (ampereNeu < 6 ) ampereNeu = 6
if (ampereAlt != ampereNeu) {
GoeCharger_Maximum_Current_Temporary.sendCommand(ampereNeu)
if (log) logInfo(logPrefix, 'Anpassung Wallbox Ladestärke von : ' + ampereAlt.toString + ' zu ' + ampereNeu.toString)
}
// Prüfen, ob Laden gestoppt werden soll?
if (stoppeLaden == true && GoeCharger_Allow_Charging.state == ON && starteLaden == false) {
GoeCharger_Allow_Charging.sendCommand(OFF)
}
}
// ansonsten: Prüfen, ob Laden gestartet werden soll?
if ((GoeCharger_Power_All.state as Number).intValue == 0) { // es wird aktuell geladen
if (starteLaden && (GoeCharger_Allow_Charging.state == OFF)) {
GoeCharger_Allow_Charging.sendCommand(ON)
}
}
} else if (log) logInfo(logPrefix, '+++ Überschussladen nicht aktiv - keine automatische Steuerung. ueberschussladen_aktiv.state=' + ueberschussladen_aktiv.state.toString)
endInformation / Nachtrag: inzwischen sind die Rules etwas angepasst im Einsatz, siehe hierzu auch mein Update aus 04/2024: Kia eNiro – Überschussladen schon ab 550 Watt (openHAB, go-e Charger
Hallo Florian,
heute bin ich auf deinen Blog gestoßen und vor allem auf diesen Artikel hier. Einfach unglaublich toll und beeindruckend, wie du deine Arbeit hier „dokumentierst“. Ich bin gerade am Anfang mit OpenHAB und bin schon stolz meine Wallbox von goE und meine PV-Anlage von Fronius einbinden zu können. Dann kommt (nachdem ich seit 3 Tagen stolzer Besitzer eines E-Autos bin) sofort die Frage auf, wie ich die Überschussladung für meine Zwecke nutzen kann. Daher auch die Recherche im Netz und das Finden deines Artikels. ich versuche in den nächsten Tagen deine Vorgehensweise für mich zu nutzen um am Ende auch auf ein so geniales Widget zu kommen. Sieht echt toll aus und hat die Informationen und Funktionen integriert, die für diesen Use-Case nötig sind. Vielen Dank hier für die Inspiration und vor allem DANKE für die Code-Schnipsel. Wenn ich etwas vorzeigbares habe, lass ich es dich wissen. Viele Grüße aus Franken,
Torsten
Danke, freut mich, wenn das jemand brauchen kann! Es sind zwar alle Setups ein bisschen verschieden, aber oft sind es ja die Denkanstöße uns ein paar Code Schnipsel, die einem dann was bringen…
Hallo Florian,
Vielen Dank für die tolle Aufbereitung und den Kontext rund um die Anlage. Dank deiner Codes und dem Trick mit dem Kabel habe ich auch meine erste Version zum Überschussladen zum Laufen bekommen. Allerdings gab es Änderungen für die API v2 ein paar Änderungen, sodass man das Konzept in 1:1 übernehmen kann. Dein mitrechnen des Solaranteils und die Darstellung möchte ich noch machen. Das ist eine gute Idee und sehr gut gemacht bei dir.
Vielen Dank für deine Arbeit.
Grüße aus dem Norden
Freut mich, dass es dir geholfen hat!
Was hat sich denn geändert bei der Api?
Allow_charging kann in der Api v2 nicht mehr gesetzt nur noch gelesen werden. In APi v2 läuft alles über Force_state. Das hat 3 Möglichkeiten 0-auto, 1-off und 2-on. Ich nehme 0 für das erzwungene Laden, also laden mit voller Leistung ohne Rücksicht auf die PV-Leistung. Dann muss man noch ein paar Abfragen machen, dass man nach dem Ladekabel abziehen wieder auf force_state 1 landet.
Zusätzlich habe ich noch eine Batterie für das Haus. Das braucht auch noch eine extra Abfrage.
Hallo,
ist uns genauso auch passiert mit unserem Reihenmittelhaus (42° NO / 222° SW). Sind ab 2022 auf der Suche nach Solarteuren gewesen, die bei uns ein Projekt umsetzen können. Alle, wirklich alle, haben nur auf Google Maps geguckt und uns dann zu Verstehen gegeben, lohnt sich nicht. Man könnte nicht genug PV Paneele installieren, aber niemand hat sich das VorOrt angeschaut. Die konnten halt alle bei anderen einfacheren Objekten mit weniger Mühen größere Projekte umsetzen.
Dennoch 2 Jahre nicht aufgegeben, bis zufällig Herbst 2024 eine junger „Aquisiteur“ für PV Installationen einer berüchtigten Gruppe vor der Haustüre stand. Würde ich sonst ja vom Hof jagen, aber hier hatte ich schnell geschaltet mit der Hoffnung das wir doch nochmal konkreter mit jemanden sprechen können und weitere Kontakte bekommen. Wir hatten uns gedacht das min. 8 PV Paneele mit kleinem Speicher umzusetzen wären, gedachter Projektpreis €8-€10k pauschal, mit dem Ziel das innerhalb 10 Jahren zu amortisieren. Das ging dann endlich seinen Gang, wir haben 4 Angebote, 3 davon gut & seriös, bekommen, auch von 2 lokalen Anbietern, die ebenfalls mal vorbei kamen.
Und dann? Am Ende haben wir im Mai 2025, also nach 2,5 Jahren Suche, eine PV Anlage mit 19 PV Paneelen (8,17kWp), Ost-West belegt, und 13kWh (11,7kWh nutzbar) Stromspeicher in Betrieb genommen. Installiert von einem der lokalen Anbieter, der sich auch um alle Bürokratie gekümmert hat. Projektpreis doppelt so hoch wie unsere erste Idee, haben aber dafür auch mehr als das Doppelte bekommen, von A-Z professionell umgesetzt. Wir hatten dann auch entschieden, wenn die einmal auf unser Satteldach steigen, sollen die das Maximale an Paneelen auflegen, was eben geht und sinnvoll ist. Selbstinstallation auf unserem Satteldach war für mich selbst undenkbar, hätten wir eh einkaufen müssen. Alleine das Einrüsten zur Selbstinstallation hätte mich ca. €2k bei der aktuellen Marktlage gekostet.
Es gab 3 VorOrt Termine, initiale Besichtigung & Besprechung im, am Haus mit Drohnenflügen für Photogrammetrie zur weiteren Planung, Dez. 2024. Anfang Mai 2025 dann die Installation der PV Paneele. Das hat ziemlich genau 9h gedauert, inkl. Ein- und Abrüstung, sowie Verlegung der DC Kabel. Ca. 2 Wochen später dann die Elektronik, das hat nur ganze 4h gedauert und die Anlage lief.
Ergebnis seither, 98% Autarkie im Juni & Juli, 93% im August, 72% September, 56% Okt. und das Wetter ist echt nicht gut seit Mitte Sept. hier. Wenig Sonnentage, viel stabile Wolkenlagen. Die Autarkie-Raten beinhalten auch das Laden unseres BEV (60kWh) mit in Summe ca. 750kWh seit Inbetriebnahme im Mai 2025. PV Überschussladen erhöht naturgemäß ganz leicht den Netzbezug. Aber alles ist viel, viel besser als wir uns erträumt hatten und visieren nun eine Autarkie von ca. 70% über’s Jahr an.
Noch haben wir (zu) wenig Daten (Monate), aber meine ersten Hochrechnungen geben schon den Ausblick, das sich mit den aktuellen Zahlen der Projektpreis innerhalb +/- 9 Jahren amortisieren wird. Wie berechnet? Recht einfach. Wir hatten vor Inbetriebnahme eine monatlichen Abschlag auf Strom von €244. Den reduzieren wir vereinfacht um die Ziel-Autarkie übers Jahr von 70%, also ca. €74. Damit bleiben €170 zum Gegenrechnen auf die Investition. Einspeiseerlöse fließen in meiner Rechnung bisher nicht ein, da kommen wir vmtl. eh nur auf €5-10 pro Monat. Jedes eingespeiste kWh ist für uns am Ende ein verlorenes kWh.
Fazit, einfach nicht aufgeben, bei jedem Objekt lässt sich PV sinnvoll im Rahmen umsetzen. Die Installation wird bei seriösen Betrieben pauschal abgerechnet, bei nicht geradlinigen Objekte durchaus von Vorteil.
Hi Florian,
wirklich tolle Umsetzung!
Ich versuche gerade ein ähnliches widget zu erstellen. Insbesondere die einfache Chart übersicht gefällt mir sehr gut. Könntest du neben den rules vlt auch Teile des widget teilen? 🙂
VG
Peter
Hallo Peter.
Gern poste ich hier auch den aktuellen Stand des Widgets – eignet sich als Basis sicher ganz gut..
Gruß
Florian
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timestamp: Apr 6, 2024, 11:54:47 AM
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„green“‚
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„orange“ : „green“‚
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geladen‘
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title: Angeschlossenes Kabel
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title: PV-Überschuss-Lademodus (intern)
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iconColor: ‚=(items.eNiroLademodus.state == „maximal“) ? „green“ : „orange“‚
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title: eNiro Lademodus
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– opacity: 0.9
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„orange“‚
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item: config_pv_laden_aktivieren
itemColor: ‚=(items.ueberschussladen_aktiv.state == ON) ? „green“ : „orange“‚
title: Überschussladen
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config:
color: green
icon: f7:plusminus_circle
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step: 50
title: Laden ab Überschuss
– component: oh-slider-item
config:
color: green
icon: f7:plusminus_circle
iconColor: green
item: config_pv_laden_puffer
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min: -200
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step: 50
title: Puffer zu Netzbezug
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item: GoeCharger_Maximum_Current
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title: (Aktueller) Ladestrom
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title: Temperatur Wallbox
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title: Konfiguration Nutzung
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title: Laden erlauben
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– component: oh-list-item
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title: Geladen seit 02/2020
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title: Fehlercode
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title: Genutzte Phasen