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modules/class_akku.py
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@ -1,29 +1,30 @@
import numpy as np
class PVAkku:
def __init__(self, kapazitaet_wh=None, hours=None, lade_effizienz=0.88, entlade_effizienz=0.88,max_ladeleistung_w=None,start_soc_prozent=0,min_soc_prozent=0,max_soc_prozent=100):
# Kapazität des Akkus in Wh
def __init__(self, kapazitaet_wh=None, hours=None, lade_effizienz=0.88, entlade_effizienz=0.88,
max_ladeleistung_w=None, start_soc_prozent=0, min_soc_prozent=0, max_soc_prozent=100):
# Battery capacity in Wh
self.kapazitaet_wh = kapazitaet_wh
# Initialer Ladezustand des Akkus in Wh
# Initial state of charge in Wh
self.start_soc_prozent = start_soc_prozent
self.soc_wh = (start_soc_prozent / 100) * kapazitaet_wh
self.hours = hours
self.discharge_array = np.full(self.hours, 1)
self.charge_array = np.full(self.hours, 1)
# Lade- und Entladeeffizienz
# Charge and discharge efficiency
self.lade_effizienz = lade_effizienz
self.entlade_effizienz = entlade_effizienz
self.max_ladeleistung_w = max_ladeleistung_w if max_ladeleistung_w else self.kapazitaet_wh
self.min_soc_prozent = min_soc_prozent
self.max_soc_prozent = max_soc_prozent
def to_dict(self):
return {
"kapazitaet_wh": self.kapazitaet_wh,
"start_soc_prozent": self.start_soc_prozent,
"soc_wh": self.soc_wh,
"hours": self.hours,
"discharge_array": self.discharge_array.tolist(), # Umwandlung von np.array in Liste
"discharge_array": self.discharge_array.tolist(), # Convert np.array to list
"charge_array": self.charge_array.tolist(),
"lade_effizienz": self.lade_effizienz,
"entlade_effizienz": self.entlade_effizienz,
@ -32,7 +33,7 @@ class PVAkku:
@classmethod
def from_dict(cls, data):
# Erstellung eines neuen Objekts mit Basisdaten
# Create a new object with basic data
obj = cls(
kapazitaet_wh=data["kapazitaet_wh"],
hours=data["hours"],
@ -41,25 +42,24 @@ class PVAkku:
max_ladeleistung_w=data["max_ladeleistung_w"],
start_soc_prozent=data["start_soc_prozent"]
)
# Setzen von Arrays
# Set arrays
obj.discharge_array = np.array(data["discharge_array"])
obj.charge_array = np.array(data["charge_array"])
obj.soc_wh = data["soc_wh"] # Setzt den aktuellen Ladezustand, der möglicherweise von start_soc_prozent abweicht
obj.soc_wh = data["soc_wh"] # Set current state of charge, which may differ from start_soc_prozent
return obj
def reset(self):
self.soc_wh = (self.start_soc_prozent / 100) * self.kapazitaet_wh
self.discharge_array = np.full(self.hours, 1)
self.charge_array = np.full(self.hours, 1)
def set_discharge_per_hour(self, discharge_array):
assert(len(discharge_array) == self.hours)
assert len(discharge_array) == self.hours
self.discharge_array = np.array(discharge_array)
def set_charge_per_hour(self, charge_array):
assert(len(charge_array) == self.hours)
assert len(charge_array) == self.hours
self.charge_array = np.array(charge_array)
def ladezustand_in_prozent(self):
@ -67,121 +67,95 @@ class PVAkku:
def energie_abgeben(self, wh, hour):
if self.discharge_array[hour] == 0:
return 0.0, 0.0 # Keine Energieabgabe und keine Verluste
return 0.0, 0.0 # No energy discharge and no losses
# Berechnung der maximal abgebenden Energiemenge unter Berücksichtigung der Entladeeffizienz
# Calculate the maximum discharge amount considering discharge efficiency
max_abgebbar_wh = self.soc_wh * self.entlade_effizienz
# Berücksichtigen der maximalen Entladeleistung des Akkus
# Consider the maximum discharge power of the battery
max_abgebbar_wh = min(max_abgebbar_wh, self.max_ladeleistung_w)
# Tatsächlich abgegebene Energie darf nicht mehr sein als angefragt und nicht mehr als maximal abgebbar
# The actually discharged energy cannot exceed requested energy or maximum discharge
tatsaechlich_abgegeben_wh = min(wh, max_abgebbar_wh)
# Berechnung der tatsächlichen Entnahmemenge aus dem Akku (vor Effizienzverlust)
# Calculate the actual amount withdrawn from the battery (before efficiency loss)
tatsaechliche_entnahme_wh = tatsaechlich_abgegeben_wh / self.entlade_effizienz
# Aktualisierung des Ladezustands unter Berücksichtigung der tatsächlichen Entnahmemenge
# Update the state of charge considering the actual withdrawal
self.soc_wh -= tatsaechliche_entnahme_wh
# Berechnung der Verluste durch die Effizienz
# Calculate losses due to efficiency
verluste_wh = tatsaechliche_entnahme_wh - tatsaechlich_abgegeben_wh
# Rückgabe der tatsächlich abgegebenen Energiemenge und der Verluste
# Return the actually discharged energy and the losses
return tatsaechlich_abgegeben_wh, verluste_wh
# return soc_tmp-self.soc_wh
def energie_laden(self, wh, hour):
if hour is not None and self.charge_array[hour] == 0:
return 0,0 # Ladevorgang in dieser Stunde nicht erlaubt
return 0, 0 # Charging not allowed in this hour
# Wenn kein Wert für wh angegeben wurde, verwende die maximale Ladeleistung
# If no value for wh is given, use the maximum charging power
wh = wh if wh is not None else self.max_ladeleistung_w
# Relativ zur maximalen Ladeleistung (zwischen 0 und 1)
# Relative to the maximum charging power (between 0 and 1)
relative_ladeleistung = self.charge_array[hour]
effektive_ladeleistung = relative_ladeleistung * self.max_ladeleistung_w
# Berechnung der tatsächlichen Lademenge unter Berücksichtigung der Ladeeffizienz
# Calculate the actual charging amount considering charging efficiency
effektive_lademenge = min(wh, effektive_ladeleistung)
# Aktualisierung des Ladezustands ohne die Kapazität zu überschreiten
# Update the state of charge without exceeding capacity
geladene_menge_ohne_verlust = min(self.kapazitaet_wh - self.soc_wh, effektive_lademenge)
geladene_menge = geladene_menge_ohne_verlust * self.lade_effizienz
self.soc_wh += geladene_menge
verluste_wh = geladene_menge_ohne_verlust* (1.0-self.lade_effizienz)
verluste_wh = geladene_menge_ohne_verlust * (1.0 - self.lade_effizienz)
return geladene_menge, verluste_wh
def aktueller_energieinhalt(self):
"""
Diese Methode gibt die aktuelle Restenergie unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades zurück.
Sie berücksichtigt dabei die Lade- und Entladeeffizienz.
This method returns the current remaining energy considering efficiency.
It accounts for both charging and discharging efficiency.
"""
# Berechnung der Restenergie unter Berücksichtigung der Entladeeffizienz
# Calculate remaining energy considering discharge efficiency
nutzbare_energie = self.soc_wh * self.entlade_effizienz
return nutzbare_energie
# def energie_laden(self, wh, hour):
# if hour is not None and self.charge_array[hour] == 0:
# return 0,0 # Ladevorgang in dieser Stunde nicht erlaubt
# return 0, 0 # Charging not allowed in this hour
# # Wenn kein Wert für wh angegeben wurde, verwende die maximale Ladeleistung
# # If no value for wh is given, use the maximum charging power
# wh = wh if wh is not None else self.max_ladeleistung_w
# # Berechnung der tatsächlichen Lademenge unter Berücksichtigung der Ladeeffizienz
# effektive_lademenge = min(wh, self.max_ladeleistung_w)
# # Calculate the actual charging amount considering charging efficiency
# effective_charging_amount = min(wh, self.max_ladeleistung_w)
# # Aktualisierung des Ladezustands ohne die Kapazität zu überschreiten
# geladene_menge_ohne_verlust = min(self.kapazitaet_wh - self.soc_wh, effektive_lademenge)
# # Update the state of charge without exceeding capacity
# charged_amount_without_loss = min(self.kapazitaet_wh - self.soc_wh, effective_charging_amount)
# geladene_menge = geladene_menge_ohne_verlust * self.lade_effizienz
# charged_amount = charged_amount_without_loss * self.lade_effizienz
# self.soc_wh += charged_amount
# self.soc_wh += geladene_menge
# verluste_wh = geladene_menge_ohne_verlust* (1.0-self.lade_effizienz)
# # Zusätzliche Verluste, wenn die Energiezufuhr die Kapazitätsgrenze überschreitet
# # zusatz_verluste_wh = 0
# # if effektive_lademenge > geladene_menge_ohne_verlust:
# # zusatz_verluste_wh = (effektive_lademenge - geladene_menge_ohne_verlust) * self.lade_effizienz
# # # Gesamtverluste berechnen
# # gesamt_verluste_wh = verluste_wh + zusatz_verluste_wh
# return geladene_menge, verluste_wh
# # effektive_lademenge = wh * self.lade_effizienz
# # self.soc_wh = min(self.soc_wh + effektive_lademenge, self.kapazitaet_wh)
# losses_wh = charged_amount_without_loss * (1.0 - self.lade_effizienz)
# return charged_amount, losses_wh
if __name__ == '__main__':
# Beispiel zur Nutzung der Klasse
akku = PVAkku(10000) # Ein Akku mit 10.000 Wh Kapazität
print(f"Initialer Ladezustand: {akku.ladezustand_in_prozent()}%")
# Example of using the class
akku = PVAkku(10000) # A battery with 10,000 Wh capacity
print(f"Initial state of charge: {akku.ladezustand_in_prozent()}%")
akku.energie_laden(5000)
print(f"Ladezustand nach Laden: {akku.ladezustand_in_prozent()}%, Aktueller Energieinhalt: {akku.aktueller_energieinhalt()} Wh")
print(f"State of charge after charging: {akku.ladezustand_in_prozent()}%, Current energy content: {akku.aktueller_energieinhalt()} Wh")
abgegebene_energie_wh = akku.energie_abgeben(3000)
print(f"Abgegebene Energie: {abgegebene_energie_wh} Wh, Ladezustand danach: {akku.ladezustand_in_prozent()}%, Aktueller Energieinhalt: {akku.aktueller_energieinhalt()} Wh")
print(f"Discharged energy: {abgegebene_energie_wh} Wh, State of charge afterwards: {akku.ladezustand_in_prozent()}%, Current energy content: {akku.aktueller_energieinhalt()} Wh")
akku.energie_laden(6000)
print(f"Ladezustand nach weiterem Laden: {akku.ladezustand_in_prozent()}%, Aktueller Energieinhalt: {akku.aktueller_energieinhalt()} Wh")
print(f"State of charge after further charging: {akku.ladezustand_in_prozent()}%, Current energy content: {akku.aktueller_energieinhalt()} Wh")