WHIP: Energiemanagement richtig gemacht

Teil 4 der Serie Smart Home Energiemanagement. ← Zurück: Was Energiemanagement wirklich erfordert

Warum WHIP?

Nach Jahren des Aufbaus von PV/Batterie-Systemen und dem Kampf mit bestehenden Smart-Home-Plattformen haben wir beschlossen, das zu bauen, was wir wirklich brauchen: ein Energiemanagementsystem, das von Grund auf für diese Aufgabe konzipiert ist.

WHIP ist unsere Antwort auf die im vorherigen Artikel skizzierten Anforderungen. Es ist ein Full-Stack Smart-Home-Framework – und Energiemanagement ist eine seiner Kernstärken. Was WHIP auszeichnet, ist sein Hardware-Fundament: eine robuste, verkabelte Infrastruktur, die auf Zuverlässigkeit und Langlebigkeit ausgelegt ist.

WHIP steht für Witty House Infrastructure Processor. Ja, der Name ist augenzwinkernd gemeint.

Design-Philosophie

Energie-zuerst, nicht Geräte-zuerst

Traditionelle Smart-Home-Plattformen modellieren die Welt als Sammlung von Geräten. WHIP modelliert die Welt als Energieflüsse zwischen Quellen, Speichern, Verbrauchern und dem Netz. Geräte sind nur die Mechanismen, durch die Energie fließt.

Optimieren statt nur automatisieren

Regelbasierte Automatisierung ("wenn Solar > 2kW, starte Geschirrspüler") ist fragil und suboptimal. WHIP verwendet Optimierungsalgorithmen, um die besten Entscheidungen zu finden – unter Berücksichtigung von Prognosen, Beschränkungen und Nutzerprioritäten.

Lokal-zuerst, Cloud-optional

Die Kernfunktionalität läuft vor Ort. Cloud-Dienste erweitern die Fähigkeiten (Wetterdaten, Fernzugriff), sind aber nicht erforderlich, damit das System funktioniert.

Architekturüberblick

WHIP besteht aus drei Abstraktionsebenen, die jeweils unabhängig operieren können:

Hardware-Fundament

• Nodes: STM32-basierte Mikrocontroller mit FreeRTOS, verbunden über 1MBit CAN-Bus. Jeder Node handhabt Sensoren, Aktoren und lokale Logik. Nodes können unabhängig operieren – kein übergeordnetes System für Grundfunktionalität erforderlich.
• Hubs: Raspberry Pi-basierte Aggregatoren, die CAN-Netzwerke überwachen, Ethernet-Gateway-Dienste bereitstellen, Firmware-Updates handhaben und zu höheren Ebenen brücken.
• Server: Linux-basierte Steuerungsebene mit Visualisierung, Internetkonnektivität, Drittanbieter-Integrationen (ZoneMinder, Kodi, Wetterdienste) und systemübergreifender Koordination.
• Software-Schicht: Auf dieser Hardware läuft die Energiemanagement-Logik, die in den folgenden Features beschrieben wird.

Warum CAN-Bus?

Das CAN-Bus-Backbone bietet robuste, störungsresistente Kommunikation bei 1MBit. Keine WLAN-Aussetzer, keine Cloud-Abhängigkeiten, kein Single Point of Failure. Jeder Node ist eine eigenständige Einheit, die auch bei Netzwerkstörungen weiterläuft.

Kernfunktionen

Intelligentes Batteriemanagement

• Prognosebasiertes Laden: Batterie nicht füllen, wenn morgen sonnig wird
• Netztarifoptimierung: Laden während günstiger Stunden, Entladen während teurer
• Langlebigkeitsschutz: Unnötige Zyklen vermeiden, Temperaturgrenzen respektieren

Last-Orchestrierung

• Automatische Lastverschiebung in Solarüberschuss-Perioden
• Prioritätsbasiertes Abschalten bei Versorgungsengpässen
• EV-Ladeoptimierung mit Abfahrtszeit-Awareness

Netzinteraktion

• Dynamische Einspeisebegrenzung
• Peak-Shaving zur Reduzierung von Spitzenlastgebühren
• Einspeisevergütungs-Optimierung

Resilienz-Features

• Automatischer Generatorstart bei Netzausfall + niedriger Batterie
• Inselbetrieb-Koordination
• Notreserve-Management

Was kommt als Nächstes

Dieser Artikel führt WHIP konzeptionell ein. In kommenden Artikeln werden wir tiefer eintauchen:

• Installation und Setup: WHIP auf Ihrem System zum Laufen bringen
• Konfiguration: Ihre Installation, Beschränkungen und Ziele definieren
• Integrationen: Spezifische Hardware anbinden (Victron, Fronius, etc.)
• Fortgeschrittene Themen: Benutzerdefinierte Optimierungsziele, Multi-Standort-Koordination, API-Nutzung

WHIP ist das Ergebnis dessen, was wir aus Jahren praktischer Erfahrung mit Energiesystemen gelernt haben. Es ist meinungsstarke Software – gebaut von kompetenten Praktikern, für mutige Praktiker.

Ist WHIP etwas für Sie? Wenn Sie ein Haus bauen oder umfassend renovieren, verkabelte Zuverlässigkeit der kabellosen Bequemlichkeit vorziehen und technisch versiert sind – ja. Wenn Sie Plug-and-Play oder schnelle kabellose Nachrüstung wollen – wahrscheinlich nicht. WHIP verlangt vorausschauende Planung und Engagement, liefert aber danach ein System, das einfach funktioniert.