Langsam schiebt sich die Sonne über den Horizont in Richtung Himmel. Genauso langsam weckt sie die Solarstromanlage auf dem Hausdach aus dem nächtlichen Schlaf. Die Solarmodule fangen an, die Energie der Sonne in Strom umzuwandeln. Plötzlich beginnt auch das Leben im Gebäude, obwohl kein Mensch zu Hause ist.
Wie von Geisterhand beginnt die Waschmaschine im Badezimmer mit ihrer Arbeit. In der Küche startet der Geschirrspüler das vorher eingestellte Programm. Im Keller beginnt die Wärmepumpe, frisches Wasser aufzuheizen und für den Abend bereitzustellen, wenn die Bewohner des Hauses wieder da sind.
Für die Photovoltaikbranche ist ein solches einfaches Energiemanagement schon längst kein Teufelswerk mehr. Für die Anbieter der Leistungselektronik ist es inzwischen Standard, den Eigenverbrauch mit in die Planung einzubeziehen. Der Eigenverbrauch ist immerhin derzeit das Verkaufsargument Nummer eins, mit dem die Anbieter überhaupt noch einen großen Teil der kleinen Dachanlagen an private Hausbesitzer verkaufen. Denn die Einspeisevergütung als Verkaufsargument zieht schon längst nicht mehr, seit sie weit unter den Strompreisen für private Haushalte liegt.
„Generell ist es wichtig, das Haus als ganzes System zu betrachten“, erklärt Richard Baldinger, Produktmanager beim österreichischen Wechselrichterhersteller Fronius, die Herangehensweise. „Man muss die verschiedenen Bereiche, die das Energiemanagement betreffen, aufeinander abstimmen. Das fängt mit der Größe der Photovoltaikanlage an und geht bis zur Verbrauchssteuerung im Haushalt. Das sind immer individuelle Lösungen.“ Deshalb muss der Kunde beim Kauf eines Energiemanagers immer darauf achten, dass es möglichst offene Systeme sind. Das bedeutet, dass die Verbrauchssteuerung der einzelnen Geräte möglichst individuell eingestellt werden kann.
Verbrauch auf den Ertrag abstimmen
Dazu haben die Wechselrichterhersteller bereits verschiedene Lösungen entwickelt und in ihre Geräte integriert. Bei Fronius im oberösterreichischen Wels funktioniert das über ein kleines Zusatzgerät, das in den Wechselrichter eingebaut ein einfaches Energiemanagement übernimmt.
Es ist ein Relais, das von der Photovoltaikanlage ein Signal bekommt, wie viel Strom gerade produziert wird. Wenn die Leistung des Generators einen vorher eingestellten Schwellenwert erreicht, um Geräte im Haushalt zu betreiben, schaltet das Relais von Netzeinspeisung auf Eigenverbrauch um. Es leitet den Strom auf die Haushaltsgeräte, die in dem Moment starten.
Auch alte Geräte tauglich
Schiebt sich eine Wolke vor die Sonne, geht die Leistung der Solarstromanlage zurück. Erreicht sie wieder einen voreingestellten Schwellenwert, schaltet das Relais zurück von Eigenverbrauch auf Netzeinspeisung. Damit geht der Strom, der trotzdem produziert wird, aber für den Betrieb der Haushaltsgeräte nicht ausreicht, nicht verloren.
Die Waschmaschine, der Geschirrspüler und die anderen Geräten müssen dafür ihre Arbeit unterbrechen. Damit ziehen sie auch keinen teuren Strom aus dem Netz, wenn die Solarstromanlage gar keine Energie mehr liefert. Ist wieder genug Leistung aus dem Photovoltaikgenerator auf dem Dach da, setzen die Stromverbraucher ihre Arbeit dort fort, wo sie aufgehört haben.
Das setzt natürlich voraus, dass die Geräte auch dafür geschaffen sind. Dazu muss sich der Anlagenbetreiber keine noch sehr teuren Geräte kaufen, die für das intelligente Netz ausgelegt sind. Auch ohne Smart-Grid-Ready-Standard gibt es inzwischen Waschmaschinen und Geschirrspüler, die ihre Arbeit an der Stelle wieder fortsetzen, wo sie unterbrochen wurden. Das kann der Hausbesitzer auch leicht überprüfen. Er schaltet beispielsweise die Waschmaschine an, wartet einige Sekunden und zieht dann den Netzstecker. Nach einer halben Stunde steckt er den Netzstecker wieder ein. Wenn die Maschine wieder startet und das Programm nicht von vorn beginnt, ist sie für das einfache Energiemanagement gerüstet.
Insgesamt kann das Relais allerdings nur zwei Geräte steuern. „Das ist aber eine erste Stufe des Energiemanagements, mit dem der Anlagenbetreiber seinen Eigenverbrauch ohne großen Programmierungsaufwand maximieren kann“, sagt Richard Baldinger.
Waschmaschine heizt in die Pause
Denn für die meisten Gebäude reicht das schon aus, um die größten Energiefresser wie Wärmepumpe, Waschmaschine, Geschirrspüler oder Klimaanlage in die Ertragskurve der Photovoltaikanlage zu verschieben.
Für Branchenprimus SMA aus dem hessischen Niestetal ist so eine einfache Schwellenwertsteuerung aber zu wenig. Der Wechselrichterhersteller hat ein eigenes Energiemanagementsystem entwickelt. Die Elektronik in dem kleinen Kästchen berücksichtigt mehr Faktoren als nur die Stromproduktion der Solaranlage auf dem Dach.
Prognosen einbeziehen
Das Ziel besteht darin, Prognosen für die Erzeugung von Solarstrom und den Verbrauch zu erstellen. „Der Sunny Home Manager bezieht aus dem Internet eine standortgenaue Solarprognose für jeden Tag“, erklärt Martin Rothert, Produktmanager für Energielösungen für Wohngebäude bei SMA. „Zusätzlich berechnet er aus dem Stromverbrauch der Vergangenheit eine immer aktuelle Lastprognose für den Verbrauch. Außerdem lernt der Sunny Home Manager, welche Verbraucher steuerbar sind und wie der Verbrauch dieser Geräte ist.“ Schließlich verbraucht eine Waschmaschine nicht über die gesamte Dauer des Waschprogramms immer die gleiche Menge Strom. Während der Aufheizphase ist der Stromverbrauch viel höher als während des eigentlichen Waschgangs. Dann kann der intelligente Energiemanager diese Aufheizphase in die Pausen zwischen zwei Spülgängen des Geschirrspülers legen. Auf diese Weise können alle angeschlossenen Geräte nicht nur auf die Stromproduktion der Photovoltaikanlage, sondern auch auf die optimale Nutzung dieses Stromes abgestimmt werden. Der Energiemanager errechnet aus den einzelnen Daten, die ihm zur Verfügung stehen, einen regelrechten Fahrplan der Verbrauchssteuerung.
Konkurrent Fronius aus Österreich hat jetzt ebenfalls auf diese Herausforderung reagiert. Das Unternehmen hat im 70 Kilometer entfernten Örtchen Kollerschlag mit Loxone Electronics einen Hersteller von Steuerungslösungen gefunden, mit dem es sich zusammengetan hat. Gemeinsam haben sie den Miniserver von Loxone Electronics auf die Eingenverbrauchssteuerung von Solaranlagen abgestimmt. Der ab Herbst dieses Jahres erhältliche Miniserver wird über eine gemeinsame Schnittstelle an den Wechselrichter von Fronius angeschlossen.
Elektronik dirigiert die Geräte
So können beide Geräte miteinander kommunizieren. Der Wechselrichter liefert die aktuellen Daten aus der Solarstromanlage. Der Miniserver bekommt zusätzliche Informationen über das Wetter und den im Laufe des Tages zu erwartenden Ertrag. Auf dieser Basis steuert er die einzelnen Haushalts- und Heizgeräte per Funk oder über Draht an. Dazu hat er sowohl analoge als auch digitale Ausgänge, so dass er auch mit neuen Geräten mit USB-Anschluss oder WLAN-Steuerung zurechtkommt.
Otti
Saisonauftakt im März
Vom 12. bis 14. März 2014 findet das diesjährige Symposium zur Photovoltaik im Kloster Banz in Bad Staffelstein statt. Im Mittelpunkt stehen vor allem die Netz- und Marktintegration von Solarstrom. Weitere Themen sind die Qualitätssicherung und der Eigenverbrauch. Auch Primärregelleistung durch dezentrale Stromspeicher und integrierte Speicher stehen auf der Tagesordnung.
AS Solar
Verbrauch steuern mit dem Smartphone
Der Energy Master von AS Solar steuert nicht nur die Energieflüsse im Gebäude, sondern auch ins Netz. Mittels Datenfernübertragung meldet er Störungen und reguliert Strom, Wärme und Licht. Mit einer App fürs Smartphone bleibt der Nutzer ständig auf dem Laufenden über die Ertragsdaten und den aktuellen Energieverbrauch im Haus. Das Gerät erlaubt den Anschluss von Wechselrichter, Stromzähler und Sensoren. Außerdem übernimmt der Energiemanager die Abregelung der Einspeiseleistung auf 70 Prozent. Das spart den Rundsteuerempfänger.
Kostal
Wechselrichter mit Batterie und Manager
Kostal bietet den Piko Batterie-Wechselrichter (BA) mit integriertem Energiemanagementsystem an. Der Piko BA bindet externe Speicher ein, gleichermaßen Bleibatterien oder Lithiumspeicher. Zunächst lässt sich das Gerät als einfacher Stringwechselrichter einsetzen, der später mit einer Batterie nachgerüstet wird. Die neuen Piko-Wechselrichter verfügen über einen erweiterten MPP-Bereich und höhere Eingangsströme. Nach wie vor kommt das integrierte Kommunikations- und Monitoringpaket zum Einsatz. Dazu gehören unter anderem die Wirkleistungssteuerung und der Datalogger.
Solarwatt
Bis zu 232 Verbraucher steuerbar
Der Energiemanager wird hinter den Wechselrichter geschaltet und steuert die Stromflüsse. Elektrische Verbraucher werden vorrangig versorgt. Ist Strom übrig, wird die Batterie geladen. Erst wenn der Speicher voll ist, wird der Überschuss ins Netz eingespeist. Der Energiemanager von Solarwatt hat einen Slot für eine Micro-SD-Karte. Die Steuerung der Elektrogeräte im Haus erfolgt dabei über Funk. Der Energiemanager kann bis zu 232 Geräte steuern. Die Reichweite im Haus beträgt 30 Meter.
TÜV Rheinland
Zertifizierung für Unternehmen
Zwar hat die Einführung eines Energiemanagements in Unternehmen positive Effekte. Neben den sinkenden Energiekosten winken staatliche Anreize wie Steuervergünstigungen, Spitzenausgleich und die Befreiung von der EEG-Umlage. Doch muss das Managementsystem zertifizert sein. Dazu führt der TÜV Rheinland Schulungen durch, zur Erstanalyse, zur Bewertung und zum Controlling. Die Veranstaltungen finden am 20. Februar in Essen, am 6. März in Nürnberg und am 27. März in Neu-Isenburg statt.
IBC Solar
Ertragsberechnung inklusive
Das Anlagenüberwachungssystem Sol Guard von IBC Solar stellt eine intelligente Steuerung dar, mit der eine Einspeisebegrenzung auf 70 Prozent nicht notwendig ist. Der produzierte Solarstrom wird sofort selbst verbraucht oder in ein Batteriespeichersystem geladen. Der Sol Guard berechnet aus aktuellen Wetterdaten und der laufenden Energieerzeugung die zu erwartenden Erträge der nächsten Stunden. Zudem ermöglicht ein integrierter Schaltkontakt, weitere Verbraucher einzuschalten. Erst wenn die Kapazitäten von Eigenverbrauch und Speicher ausgenutzt sind, wird Strom ins Netz eingespeist. Die Bedienung erfolgt über einen Touchscreen, der die Anlagenleistung und Datenauswertung zeigt.
Meeco
Intelligent laden und verbrauchen
Die Meeco Gruppe im schweizerischen Zug hat mit Sun 2 Safe ein Energieumwandlungs-, Speicherungs- und Managementsystem entwickelt. Es ist mit einem Speicher ausgestattet und sorgt, in eine Solarstromanlage integriert, für den intelligenten Verbrauch und die Speicherung der auf dem Dach produzierten Energie. Gleichzeitig sieht der Anlagenbetreiber, wie viel Energie sein Generator wann produziert hat; er behält den Stromverbrauch im Blick. Die Steuerung des optimalen Verbrauchs übernimmt Sun 2 Safe. Das Gerät besteht aus einem Batterieladegerät mit zwei Photovoltaikanschlüssen, die mit unabhängigen Ladereglern ausgestattet sind, einem Wechselrichter, der über die Batterie oder den Netzanschluss betrieben wird, und einer zentralen Steuerungseinheit für das Management sowie die kontinuierliche Optimimierung der Energienutzung. Die Steuerung erfolgt etnweder über Wifi, ein Datenkabel oder das Mobilfunknetz.
SMA
Home Manager fürs Wohngebäude
Mit dem Sunny Home Manager bietet das Unternehmen aus Kassel seit 2012 eine Schaltzentrale für den Stromverbrauch im Gebäude an. Der kleine Regler leitet den Sonnenstrom zu Verbrauchern im Haus. Das können Waschmaschine, Geschirrspüler, Eisschrank oder Wärmepumpe sein, etwa für Warmwasser. Der Sunny Home Manager schaltet die Verbraucher rechtzeitig zu oder ab, allein dadurch kann er die Eigenverbrauchsquote des Sonnenstroms auf bis zu 40 Prozent steigern. „Ein solches Produkt amortisiert sich innerhalb von vier bis fünf Jahren“, schätzt Detlev Beister, Produktmanager bei SMA. „Je höher der Eigenverbrauch, desto schneller rechnet sich die Investition.“ Das Gerät bezieht sogar Wetterprognosen ein, um Stromverbrauch und Erzeugung in Einklang zu bringen. Seit Jahresbeginn verfügt der Home Manager über eine Funktion, mit der er die Menge des Stroms zur Netzeinspeisung begrenzen kann. Damit setzt er die neuen Vorschriften zum Einspeisemanagement um. Wenn der Netzbetreiber ein Steuersignal an die Solaranlage schickt, muss sie ihre Wirkleistung am Netz reduzieren können, entweder stufenlos oder schlagartig um 30 Prozent. Auch kann der Home Manager verschiedene Batterien einbinden, als Puffer für den Sonnenstrom.
TÜV Rheinland
Anwenderkonferenz in Köln
Die vierte Photovoltaik-Anwenderkonferenz findet vom 20. bis 21. Februar 2014 in Köln statt. Auf der vom TÜV ausgerichteten Fachkonferenz werden aktuelle Trends und Herausforderungen der Branche diskutiert. Die diesjährigen Schwerpunkte liegen auf Eigenverbrauch sowie Qualität bei Planung und Montage.
Ob auf eigenen oder fremden Dächern – Betreiber- und Vertragskonzepte zur Nutzung von Eigenstrom sind im Kommen. Welche wirtschaftlichen Potenziale sich daraus ergeben und welche rechtlichen und steuerlichen Aspekte dabei zu beachten sind, wird auf der Konferenz ausführlich beleuchtet. Weitere Fragen sind: Wie bewähren sich welche Speichersysteme in der Praxis? Und welches Potenzial steckt in der Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe?
Wie funktioniert eine installationsbegleitende Qualitätssicherung zur Vermeidung von Fehlern bei Planung und Ausführung? Auch bauaufsichtliche Zulassungsverfahren sowie Feinheiten der Elektroinstallation sollte man kennen, um mittelfristig auf dem Anwendermarkt erfolgreich zu sein. Wenn doch „das Kind in den Brunnen gefallen ist“, dann können außergerichtliche Verfahren helfen, den Schaden in Grenzen zu halten. Dazu spricht Prof. Dr. Meiendresch, vorsitzender Richter am Landgericht.
Fronius und Loxone
Server regelt komplexe Versorgungssysteme
Der Wechselrichterhersteller Fronius kooperiert mit Loxone, einem Anbieter von Automatisierungstechnik für das Haus. Der Loxone Miniserver regelt alles von der Beschattung bis zur Heizung im Eigenheim. Die Kombination mit einer PV-Anlage und einem Fronius-Wechselrichter ermöglicht dem Hausbesitzer ein bequemes Energiemanagement, um den Eigenverbrauch und die Energieautonomie zu steigern. Dadurch spielt die Anlage das Geld schneller wieder ein. Der Wechselrichter kann einfach per Netzwerkkabel mit dem Loxone Miniserver verbunden werden. Die Steuerung des Loxone-Systems ist mit jedem beliebigen Gerät möglich: egal ob klassischer Lichtschalter, PC oder Touchscreen. Android-Smartphones, iPhone oder iPad können bequem zur Haussteuerung eingesetzt werden.
Themendossier
Mehr Praxis: Stromspeicher
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Die perfekte Abstimmung von Erzeugung und Last: Mit einem guten Energiemanagement kann der Analgenbetreiber den Eigenverbrauch von selbst produziertem Solarstrom erheblich steigern.
