Als stolzer Besitzer einer eigenen PV-Anlage möchte man seinen selbst erzeugten Strom natürlich vorwiegend selbst verbrauchen. Allerdings erfordert das manuelle Einschalten der Verbraucher je nach Sonnenstand und aktueller Überschussleistung viel Zeit und Disziplin vom Anlagenbesitzer. Es wäre daher wünschenswert dies zu automatisieren.

Zudem werden dynamische Stromtarife immer beliebter, bei deren Nutzung energieintensive Geräte vor allem zu Zeiten mit niedrigen Strompreisen betrieben werden sollten.

Ein vernünftig geplantes Energiemanagementsystem ist daher das A und O.

Dabei setzen wir zunächst auf die am Markt verfügbaren Energiemanagementsysteme und sollte hier keine passende Steuerung dabei sein, kommt unser Energiemanager zum Einsatz, der individuell nach den entsprechenden Anforderungen programmiert wird.

Stromspeicher ohne Integration in den Energiemanager

Sobald der Wechselrichter eine Überschusseinspeisung ins Netz erkennt, wird der Überschuss in den Speicher geladen. Je nach Einstellung am Wechselrichter mit entsprechender Intelligenz. Erkennt der Wechselrichter einen Bezug aus dem Netz, wird der Stromspeicher automatisch wieder entladen.

Der Energiemanager kann nur Verbraucher einschalten, wenn auch tatsächlich ein Überschuss ins Netz eingespeist wird. Wird aber der Speicher geladen, entsteht kein Überschuss und die Prioritätensteuerung im Energiemanager wird erst aktiviert, wenn der Speicher voll ist.

Umgekehrt schaltet der Energiemanager Verbraucher erst wieder aus, wenn ein entsprechender Bezug aus dem Netz erkannt wird. Da der Wechselrichter hier aber sobald ein Bezug erkannt wird, den Speicher entlädt, kann die Prioritätensteuerung im Energiemanager erst wieder die Verbraucher ausschalten, wenn der Speicher leer ist und somit wieder ein Bezug aus dem Netz generiert wird.

Über entsprechende Zeiteinstellungen im Wechselrichter können Sie das Laden und Entladen des Speichers eventuell unterdrücken.

Stromspeicher mit Integration in den Energiemanager

Ist der Stromspeicher in die Prioritätensteuerung vom Energiemanager integriert, kann auch dem Speicher eine Priorität zugeordnet werden. Zudem ist die Vorgabe der maximalen Ladeleistung und einer Zielladung möglich, welche vorgibt zu wieviel Prozent der Speicher für die Abend- und Nachtstunden ohne PV-Ertrag gefüllt sein soll. Somit können Verbraucher bereits eingeschaltet werden, wenn eine bestimmte Zielladung erreicht ist. Die dann noch überschüssige Energie wird aber weiterhin in den Speicher geladen.

Gegen Abend, wenn die Erzeugung der PV-Anlage weniger wird und die Funktion „Speicher wieder auf Zielladung entladen“ aktiviert ist, lässt die Prioritätensteuerung die Verbraucher auch eingeschaltet, selbst wenn die reine Sonnenleistung nicht ausreicht. Es wird der Speicher so weit entladen, bis die vorgegebene Zielladung erreicht ist. Dadurch können Sie Ihren Eigenverbrauch weiter erhöhen, da sich durch den Speicher die Einschaltzeit der Verbraucher erweitert.

Hat der Speicher seine Zielladung erreicht, werden die Verbraucher durch den Energiemanager abgeschaltet, damit der Rest für den normalen Verbrauch in der Nacht zur Verfügung steht.

Ein Energiemanagementsystem steuert Ihre Wallbox damit das Auto genau mit der überschüssigen Leistung Ihrer PV-Anlage geladen wird.

Ein E-Auto benötigt zum Laden mindestens einen Strom von 6 A. Unterstützt Ihre Wallbox 1-phasiges Laden, entspricht das einer Leistung von 1380 W (6 A x 230 V), die mindestens als Überschuss vorhanden sein muss. Bei 3-phasigem Laden muss mindestens eine Leistung von 4140 W (6 A x 230 V x 3 Phasen) zur Verfügung stehen.
Für die Nutzung der Überschussleistung einer PV-Anlage zum Laden eines E-Autos eignen sich besonders Wallboxen, die ein Umschalten zwischen 1-phasigem und 3-phasigem Laden erlauben, da sowohl kleine, als auch große Leistungen zum Laden genutzt werden können.

Sind Sie tagsüber nicht zu Hause um das PV-Überschussladen nutzen zu können ist eventuell ein dynamischer Stromtarif sinnvoll.

Viele Wärmepumpen verfügen über eine SG-Ready Schnittstelle, über welche in Zeiten von PV-Überschuss oder niedrigen Strompreisen die Warmwassertemperatur und die Vorlauftemperatur der Heizung erhöht werden können.

Einige Hersteller bieten zudem die Möglichkeit, der Wärmepumpe den aktuellen PV-Überschuss per Modbus TCP oder über ein 0-10 V Signal mitzuteilen, sodass diese ihre Leistung entsprechend anpassen kann.

Durch die Temperaturerhöhung kann die Energie sowohl in Form von warmem Wasser als auch über die Masse des Hauses (Ziegel, Beton, Estrich, usw.) gespeichert werden.

Die Erhöhung der Vorlauftemperatur zeigt ihre Wirkung allerdings nur in Heizungsanlagen ohne Einzelraumregelung, da sonst die Raumthermostate bei Erreichen der eingestellten Temperatur die Heizung für den entsprechenden Raum abschalten und ein "Überheizen" somit nicht möglich ist.

Verfügt Ihre Heizung über einen Pufferspeicher, kann es durchaus sinnvoll sein über einen elektrischen Heizstab überschüssige Energie der PV-Anlage zur Heizungsunterstützung zu nutzen. Gerade im Sommer kann dadurch meist die komplette Warmwassererwärmung sichergestellt werden und die Heizung ausgeschaltet bleiben. In der Überganszeit im Frühling und Herbst werden zudem andere Energieträger wie Gas, Öl, Pellets, usw. gespart.

Eine Brauchwasserwärmepumpe nutzt die vorhandene Wärme in der Umgebung zur Warmwasserversorgung. Dabei dient als Energiequelle entweder die Raumluft, die Außenluft oder die Abluft aus einer Lüftungsanlage. Der Aufbau einer Brauchwasserwärmepumpe besteht aus einem integrierten Warmwasserspeicher mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Sie funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie eine Heizungswärmepumpe. Die Wärmepumpe nimmt die thermische Wärmeenergie der Luft auf und erhöht die Temperatur über einen Kompressor, indem dieser das zirkulierende Kältemittel verdichtet. Mit einer gängigen Jahresarbeitszahl (JAZ) der Brauchwasserwärmepumpen von 3 - 4 können somit aus 1 kWh Strom 3 - 4 kWh Wärme erzeugt werden.

Über die gezielte Steuerung der Brauchwasserwämepumpe durch ein Energiemanagementsystem kann in Zeiten mit PV-Überschuss die Temperatur im Warmwasserspeicher erhöht und dadurch zusätzlich Energie gespeichert werden.

Haben Sie zudem weitere Geräte, die Sie nur zu Zeiten von PV-Überschuss oder günstigen Strompreisen bei dynamischen Stromtarifen betreiben möchten, können diese durch Relais über LAN oder WLAN geschaltet werden.

Hier einige Beispiele:

• Waschmaschine
• Trockner
• Poolheizung
• Schwimmbadheizung
• Klimageräte
• Trocknungsanlagen
• uvm.