Thuisbaterij-sim

Speelt de werkelijke load uit QuestDB plus PV af tegen historische EPEX day-ahead en TenneT/ENTSO-E onbalansprijzen om batterij-, leveranciers- en capaciteits-scenario's te benchmarken. Levert jaarkosten per scenario, 15-jarige mix-outlook en een capaciteits-gevoeligheidsanalyse met vervangingen-aware TCO.

De brondata is verzameld met mijn meterlogger (zowel zon als zonnepanelen). Nog niet open source maar wel te gebruiken via de docker hub. Zelf draai ik het in k8s.

Dit is geschreven voor mijn eigen kosten/baten analyse. Dus vandaar questdb en enphase. Met een kleine aanpassing zou het met elke merk inverter met API ondersteuning moeten werken.

Omdat ik wat gaten had in mijn data (niet opgemerkte crashes) zit er ook een gap filler in welke op basis van werkelijk verbruik een fitting een realistische gap fill doet. Zie load_series in data.py.

Setup

Build-systeem is uv. Installeer met brew install uv of curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh.

cd sim
uv sync
cp config/user.example.toml config/user.toml # daarna invullen

config/user.toml bevat tarieven, contracten, batterij-defaults, simulatieparameters, questdb_url en entsoe_api_key. Voor uitleg per veld: zie config/user.example.toml.

API keys

Voor volledige historische prijsdata zijn twee externe sleutels relevant:

• ENTSO-E: maak een account aan op het ENTSO-E Transparency Platform en vraag daar een API-token aan. Vul die in config/user.toml in als entsoe_api_key. Deze sleutel wordt gebruikt voor day-aheadprijzen en als primaire bron voor onbalansprijzen.
• TenneT: maak via het TenneT developer portal een API-key aan en zet die als omgevingsvariabele TENNET_API_KEY. Deze wordt alleen gebruikt als fallback voor onbalansprijzen wanneer ENTSO-E niet beschikbaar is.

Zonder sleutels kan de simulatie nog steeds draaien: day-ahead valt terug op de publieke EnergyZero API en onbalansprijzen worden uiteindelijk synthetisch gemaakt. De resultaten zijn dan minder geschikt voor nauwkeurige onbalans-scenario's.

Prijsbron-fallback:

Laag	Wanneer	Bron
Day-ahead, primair	entsoe_api_key gezet	ENTSO-E query_day_ahead_prices('NL')
Day-ahead, fallback	geen sleutel	EnergyZero publieke API
Day-ahead, laatste redmiddel	beide niet	gekalibreerd synthetisch
Onbalans, primair	entsoe_api_key gezet	ENTSO-E onbalans, mid van Long/Short
Onbalans, fallback	TENNET_API_KEY gezet	TenneT settlement-prices CSV
Onbalans, laatste redmiddel	geen	gesynthetiseerd uit day-ahead

Draaien

uv run thuisbat-sim --start 2025-05-01 --end 2026-05-01

# capaciteits-sweep
uv run thuisbat-sim --start 2025-05-01 --end 2026-05-01 --sweep-capacity

Eerste run is traag (~2 min) door de QuestDB-pull en Numba-JIT-warmup. Daarna 2-4 seconden door cache + JIT.

CLI-opties:

• --start, --end: venster (UTC). Default uit config/user.toml.
• --capacity: nominaal in kWh.
• --max-power: AC laad/ontlaadvermogen kW.
• --config: pad naar TOML-config (anders config/user.toml).
• --sweep-capacity: sweep over 5/8/10/12/15/20/25/30 kWh.
• --monte-carlo N: bootstrap N over alle gecachte historische jaren.
• --workers: aantal parallelle workers.

Output:

• output/report.md: jaarkosten per scenario en 15-jarige mix.
• output/<scenario>.csv: per-kwartier dispatch-trace.
• output/sensitivity.md: capaciteits-sweep.
• output/monte_carlo.md: Monte Carlo verdelingen.

Scenario's

Saldering-tijdperk	Post-saldering
baseline-fixed	baseline-fixed-postsaldering
dynamic-no-battery	dynamic-no-battery-postsaldering
battery-pv-only
tibber-day-ahead	tibber-day-ahead-postsaldering
tibber-lp-saldering (LP-optimaal)	tibber-lp-postsaldering (LP-optimaal)
frank-imbalance	frank-imbalance-postsaldering
	perfect-foresight-postsaldering

Ontwerp

• Tijdsresolutie: 15-min over het hele jaar. Day-ahead uurlijks, geforward-filled. ENTSO-E onbalans 15-min native; TenneT-CSV gereconstrueerd uit Isp.
• Gap-fill: schaal-vorm-model. Echte dagtotalen uit kWh-tellers, profiel per maand genormaliseerd op som 1, geschaald op het werkelijke dagtotaal. Ruwe QuestDB-data wordt nooit gewijzigd.
• Batterij (battery.py): SoC per kwartier, RT-rendement symmetrisch gesplitst (one-way = √RTE).
• Dispatch (strategies.py): per-kwartier-beslissing JIT-gecompileerd via Numba. Eerste call ~5 s warmup, daarna ~50× sneller dan pure Python.
• Veroudering (aging.py): LFP cycluslevensduur (6.000 cycli @ 80% DoD, 0.5C, 25°C), DoD-exponent 1.7, C-rate-exponent 0.5, kalenderondergrens 14 jr.
• Economie (economics.py): commodity (uurlijks) versus vlakke kosten (energiebelasting, transport, BTW). Saldering tot 2027-01-01.
• Onbalans-P&L: symmetrisch. Slechte trades kosten ook geld.
• Sweep: run_scenario(include_detail=False) slaat de per-kwartier detail-DataFrame over.

Cache

• Nooit verwijderen tenzij het schema wijzigt. ENTSO-E rate-limits maken opnieuw ophalen duur.
• Drie caches in cache/:
  • load_<venster>.parquet: 15-min verbruik/PV na gap-fill.
  • <venster>_da.parquet etc.: prijsfeeds.
  • da_<COUNTRY>_<JAAR>.parquet: meerjarige spread-analyse.
• Numba JIT-cache: src/sim/__pycache__/_dispatch_loop_jit-*.nbi.

Verwachte layout QuestDB tabellen

grid_meter

Column	Type	Notes
MeterMerkType	Symbol
Serienummer	Symbol
UsageCounter1	Double	kWh off-peak
UsageCounter2	Double	kWh peak
OutputCounter1	Double	kWh returned off-peak
OutputCounter2	Double	kWh returned peak
VoltageP1/P2/P3	Double	Volts
TotalPowerUsage	Long	W
TotalPowerOutput	Long	W
BrownoutsP1/P2/P3	Long
SpikesP1/P2/P3	Long
CurrentP1/P2/P3	Long	A
PowerUsageP1/P2/P3	Long	W
PowerOutputP1/P2/P3	Long	W
timestamp	Timestamp	From telegram.Time

solar

Column	Type	Notes
EnvoySerialNumber	Symbol
ProductionWattHours	Double	Lifetime Wh
ProductionWatt	Double	Current W
ProductionVoltage	Long	Contains PanelCount (naming is misleading)
timestamp	Timestamp	From data.ReadingTime