PV+Ertrag

Wie funktioniert Eigenverbrauch von Solarstrom?

Beitrag von Christian Höhle, SMA Entwicklungsingenieur Kommunikationstechnologie & Corporate Blogger, erstmals erschienen am 6. Februar 2012 auf www.SMA-Sunny.com

Der Eigenverbrauch von Solarstrom in Privathaushalten und Gewerbebetrieben ist durch die EEG-Förderung eine sehr attraktive Sache. Aber wie funktioniert der Eigenverbrauch? Warum ist er sinnvoll? Und wie kann ich als Solaranlagenbesitzer den Eigenverbrauch erhöhen, um mit meiner Anlage möglichst viel Ertrag zu erwirtschaften?

In diesem Beitrag möchte ich die wissenswertesten Punkte zum Thema Eigenverbrauch vorstellen.

Was ist Eigenverbrauch und wie funktioniert das?

Die von einer Photovoltaik-Anlage erzeugte Energie wird zunächst in das Hausnetz eingespeist. Hier kann die Solarenergie von Elektrogeräten innerhalb des Hauses genutzt werden – das wird dann Eigenverbrauch oder auch Selbstverbrauch genannt. Steht mehr Strom zur Verfügung als verbraucht werden kann, fließt der Überschuss in das öffentliche Netz. Reicht der eigene Solarstrom zur Deckung des Verbrauchs nicht aus, wird die fehlende Menge aus dem Netz bezogen.

Damit der Eigenverbrauch mit dem Energieversorger abgerechnet werden kann, ist eine spezielle Anordnung der Stromzähler erforderlich (Abbildung rechts). Die Stromzähler erfassen einerseits die Energieerzeugung, andererseits aber auch den Netzbezug und die Netzeinspeisung. Der Eigenverbrauch kann einfach errechnet werden, indem man die eingespeiste Energie (Einspeisezähler) von der erzeugten Energie (PV-Zähler) abzieht.

Die Abrechnung des Eigenverbrauchs mit dem Verteilnetzbetreiber ist in der Regel unkompliziert. Oft erstellt er auf Basis der erwarteten Einspeise- und Eigenverbrauchswerte eine Gutschriftanzeige, auf der die Vergütung inklusive Eigenverbrauch bereits vollständig berechnet ist. Auf Basis der Gutschriftanzeige erfolgen dann die Abschlagszahlungen an den Anlagenbetreiber. Am Jahresende wird anhand der Zählerwerte kontrolliert und die Annahmen gegebenenfalls angepasst.

Für den Eigenverbrauch gibt es in Deutschland eine spezielle Förderung. Daher ist der Eigenverbrauch für Besitzer von Solaranlagen heute auch finanziell sehr interessant. Der Solarenergie-Förderverein Deutschland stellt einen Eigenverbrauchs-Rechner zur Verfügung, mit dem der finanzielle Vorteil leicht errechnet werden kann.

Eigenverbrauch oder Autarkie?

Hin und wieder wird von Eigenverbrauch gesprochen, aber Autarkie gemeint. Die Bedeutung der beiden Begriffe unterscheidet sich jedoch deutlich: Während es beim Eigenverbrauch um den Anteil des erzeugten Stroms geht, der selbst verbraucht wird, geht es bei der Autarkie um die umgekehrte Betrachtungsweise: Wie viel des eigenen Verbrauchs kann selbst erzeugt werden?

Der Autarkiegrad ist für Stromkunden oft das näherliegende Kriterium, da er den vermiedenen Strombezug aus dem Netz meint und somit genau den Anteil darstellt, um den sich die Stromrechnung verringert. Die Betrachtung der erzielbaren Autarkie ist besonders dort wichtig, wo keine Anbindung an das Stromnetz existiert.

Kurz gesagt:

100% Autarkie bedeutet, dass kein Strom mehr aus dem Netz bezogen werden muss, um den eigenen Verbrauch zu decken.

100% Eigenverbrauch bedeutet, dass kein selbst erzeugter Strom mehr eingespeist wird, weil der vollständig durch die Verbraucher im eigenen Haus genutzt werden kann.

Ein Beispiel:

Im Winter, wenn eine Photovoltaik-Anlage typischerweise geringere Erträge bringt, kann ein hoher Eigenverbrauch erreicht werden, da ein großer Teil des (vergleichsweise wenigen) selbst erzeugten Stroms auch im Haushalt des Anlagenbetreibers verbraucht werden kann. Dem hohen Eigenverbrauchsanteil steht eine geringe Autarkie gegenüber, weil die Anlage nur einen geringen Anteil des benötigten Stroms erzeugt und somit viel zusätzlicher Strom aus dem Netz bezogen werden muss.

Im Sommer hingegen stellt die Photovoltaik-Anlage erheblich mehr Energie bereit, sodass der Solarstrom nur zu einem geringen Anteil selbst verbraucht werden kann – hier ist der Eigenverbrauchsanteil geringer, während die Autarkie steigt, denn die Solaranlage liefert dann einen erheblich größeren Anteil des im Haushalt benötigten Stroms.

Warum ist Eigenverbrauch sinnvoll?

Die Eigenverbrauchsregelung bietet einen finanziellen Anreiz, Strom dann zu verbrauchen, wenn er auch erzeugt wird – das ist aus meiner Sicht ein erster, wichtiger Schritt, das Stromnetz auf zukünftige Anforderungen vorzubereiten. Denn durch den finanziellen Vorteil für den Anlagenbetreiber wird es nun für Unternehmen interessant, an intelligenten Lösungen zur Steuerung von Stromerzeugern und Verbrauchern zu arbeiten. Damit werden neue Produkte entstehen, die nicht nur die PV-Energie besser nutzen, sondern auch aktiv zur Unterstützung der Stromnetze beitragen können. Diese neuen Produkte werden Verbraucher und Erzeuger im Haushalt des Stromkunden so steuern, dass einerseits der Komfort möglichst wenig eingeschränkt, gleichzeitig aber auch der aktuelle Bedarf im Stromnetz berücksichtigt wird. Ein erster Schritt in diese Richtung ist der Sunny Home Manager, über den ich in weiteren Artikeln berichten werde.

Ich selbst freue mich darüber, wenn ich mit meinem selbst erzeugten Strom große Teile meines eigenen Bedarfs decken kann und dadurch weniger Strom aus fossilen Energiequellen erzeugt werden muss. LautUmweltbundesamt liegt der Brennstoffnutzungsgrad zur Stromerzeugung aktuell bei 42% – damit also 1 kWh bei mir ankommt, muss wegen des schlechten Wirkungsgrads der Kraftwerke und der Übertragungsverluste ein Energieträger mit einem Heizwert von 2,3 kWh verbrannt werden. Das bedeutet für mich, dass ich durch Nutzung meines eigenen, sauberen Stroms die Umwelt deutlich weniger belaste.

Das alles, und nicht zuletzt auch die geringere Abhängigkeit von den Preisen der Stromversorger, hinterlässt bei mir ein gutes Bauchgefühl und den Eindruck, für die Zukunft auf dem richtigen Weg zu sein.

Kritisches

Oft wird die Photovoltaik wegen einer angeblichen Belastung der Stromnetze kritisiert – zu unrecht, wie ich finde. Tatsache ist: Der Solarstrom wird in der Regel dort erzeugt, wo er auch verbraucht wird – nämlich dezentral bei den Verbrauchern, und entlastet schon allein dadurch das Netz. Durch die Eigenverbrauchsregelung werden Betreiber von Solaranlagen aber motiviert, den Strom nicht nur an dem Ort, sondern auch zu der Zeit zu verbrauchen, an dem auch die Erzeugung stattfindet. Der Solarstrom ersetzt so den Netzstrom, der ansonsten extra herantransportiert worden wäre, gleichzeitig entfällt auch der „Abtransport“ der jeweiligen Solarstrommenge, wodurch das Netz aktiv entlastet wird.

Ein anderes Argument gegen die Eigenverbrauchsregelung basiert auf der Vorstellung, dass alle Nutzer der Eigenverbrauchsoption ihre Geräte zur Mittagszeit einplanen. Wenn dann ein Wetterumschwung kommt, und in weiten Bereichen plötzlich nur wenig PV-Energie verfügbar ist, ist die folgende Verbrauchslast im Netz noch höher als sie das zur Mittagszeit sowieso schon wäre. Damit diese Situation eintritt, müsste allerdings eine sehr große Menge von Haushalten die Eigenverbrauchsregelung nutzen und ihre Geräte mit Funkuhr-Genauigkeit exakt zum gleichen Zeitpunkt aktivieren. Davon abgesehen unterscheidet sich der Verbrauchsverlauf von Gerät zu Gerät. Die Großverbraucher, um die es beim Eigenverbrauch hauptsächlich geht, besitzen zudem verschiedene Programme, die wiederum sehr unterschiedliche Verbrauchsverläufe verursachen.

Eine einfache Verschiebung von Verbrauchslasten in die Mittagszeit ist aber ohnehin nicht besonders sinnvoll, denn in vielen Haushalten laufen zur Mittagszeit bereits energieintensive Geräte wie Elektroherd oder Backofen, sodass für verzögert gestartete Geräte eventuell zu wenig Solarstrom zur Verfügung steht. So wird der eigene Solarstrom nicht genutzt und stattdessen teurer Netzstrom bezogen. Je nach Verbrauchsverhalten des konkreten Haushaltes kann jeder Nutzer der Eigenverbrauchsregelung vorteilhafter handeln, wenn er die Verbraucher vor und nach der Mittagszeit einplant.

Ein Energiemanagement-System könnte hier Abhilfe schaffen, denn ein Einbruch der PV-Erzeugung durch einen Wetterumschwung würde schon lange Zeit vorher bekannt sein und bei der Einplanung der Geräte berücksichtigt. Damit würde zusätzlicher Verbrauch bei einem Wetterumschwung weitestgehend vermieden.

Wie kann man Eigenverbrauch und Autarkie erhöhen?

Mehr Eigenverbrauch bringt nach aktuellen Regelungen finanzielle Vorteile und – zumindest bei mir – ein gutes Gefühl im Bauch.

Wie also kann man mehr Strom selbst verbrauchen?

1. Einfache Hilfsmittel nutzen

Zunächst ist die einfachste und kostengünstigste Variante, den Eigenverbrauch mit vorhandenen Mitteln zu erhöhen. Oft haben Elektrogeräte mit hohem Verbrauch wie Waschmaschinen, Spülmaschinen und Wäschetrockner eine Möglichkeit zur Zeitvorwahl. Die Zeitvorwahl ermöglicht einen verzögerten Start des Geräts. So können diese Großverbraucher z.B. in Zeiten mit großem Überschuss an PV-Energie verschoben werden, um diese zu nutzen. Dabei sollte aber beachtet werden, dass dies nicht unbedingt die Mittagszeit sein muss – in vielen Haushalten findet zur Mittagszeit bereits durch das Kochen ein hoher Verbrauch statt.

Eine andere Variante ist der Einsatz von kostengünstigen Zeitschaltuhren – auch hiermit lassen sich diese Geräte leicht verschieben.

Warum werden die einfachen Lösung nur selten optimale Ergebnisse erzielen?

– Das Wetter kann sich während der Wartezeit auf den Gerätestart ändern
– Jemand im Haus könnte zur geplanten Startzeit Strom verbrauchen – z.B. zum Kochen, Backen, Staubsaugen, Bügeln, …
– Der  Stromverbrauch der Geräte könnte falsch eingeschätzt werden

Durch diese und viele weitere Effekte kann vielfach der Strom für die eingestellten Geräte nicht durch Eigenverbrauch genutzt werden. Daher kann ein Energiemanagement-System sehr beim Eigenverbrauch unterstützen.

2. Ein Energiemanagement-System nutzen

Viel einfacher und komfortabler funktioniert das zeitliche Verschieben der Gerätenutzung mit einem Energiemanagement-System. Hierbei übernimmt ein intelligentes Steuerungssystem die Einplanung der Geräte, und berücksichtigt dabei auch die zukünftige Wetterentwicklung und viele weitere Größen. Ein Energiemanagement-System ist auch in der Lage, mehrere Geräte unter Berücksichtigung ihres individuellen Stromverbrauchs optimal einzuplanen.

In den meisten Fällen ist keine Neuanschaffung von Haushaltsgeräten nötig. Ein großer Teil der vorhandenen Haushaltsgeräte kann mit Hilfe von speziell hierfür entwickelten Zwischensteckern angesteuert werden. Diese Zwischenstecker kommunizieren mit dem Energiemanagement-System und Steuern die Verbraucher nicht nur, sondern zeichnen auch deren Verbrauch auf, sodass diese Geräte mit ihrem tatsächlichen Verbrauchsprofil eingeplant werden können. Auf diese Weise können auch ältere und günstige Haushaltsgeräte so gestartet werden, dass der selbst erzeugte Solarstrom bestmöglich im eigenen Haus verbraucht wird.

Aber auch Haushaltsgeräte der neuesten Generation lassen sich mit einem Energiemanagement-System einplanen, um den eigenen Strom zu nutzen.

3. Energie speichern

Der Eigenverbrauch kann noch weiter optimiert werden, wenn Batteriespeicher eingesetzt werden. Diese nehmen überschüssige PV-Energie auf, die sonst in das Stromnetz eingespeist würde. Später, wenn die selbst erzeugte Energie nicht mehr zur Deckung des Verbrauchs ausreicht,  kann die gespeicherte PV-Energie im Haus genutzt werden.

Speichersysteme bieten darüber hinaus den Vorteil, dass sie Netzausfälle überbrücken können. Sie werden auch dort eingesetzt, wo ein Stromnetz nicht verfügbar oder sehr unstabil ist, und über den Eigenverbrauch hinaus die zusätzlichen Funktionen von Batteriespeichern interessant sind. Finanziell sind die Batteriespeicher leider noch nicht in der Lage, ihre eigenen Kosten durch den finanziellen Vorteil eines höheren Eigenverbrauchs zu decken. Nach dem “Wegweiser Solarwirtschaft“, einer von den Beratungsunternehmen Roland Berger und Prognos verfassten Studie, sorgen steigende Strompreise und fallende Kosten für Wechselrichter und Batterien aber dafür, dass dies etwa 2017 der Fall sein wird.

Eine Vision zur Vermeidung des Netzausbaus

Was wäre, wenn man die Stromnetze deutlich entlasten könnte? Was wäre, wenn es für jeden Bürger und jedes Unternehmen (auch ohne dass diese selbst Energie erzeugen) nützlich wäre, Strom zu insgesamt vorteilhaften Zeiten zu verbrauchen? Dann würde jeder Stromkunde seinen Teil dazu beitragen, die Notwendigkeit des Netzausbaus und damit die Stromtarife von morgen zu reduzieren. Dies könnte sogar ohne zusätzliche Förderung einfach über neuartige Stromtarife geschehen, deren Kosten vom aktuellen Energieangebot und der momentanen Netzbelastung abhängen. Der Stromversorger könnte auf Basis seiner Prognose für die Netzbelastung für jeden Stromkunden individuell eine Preisverteilung für einen kompletten Tag vorgeben, sodass der Stromkunde ganz gezielt selbst aktiv werden oder sein Energiemanagement-System diese Aufgabe für ihn übernehmen kann.

Ein Tarif für Regionen mit viel PV-Strom könnte z.B. bei einer nahenden Schlechtwetterfront so aussehen:

  1. Während des noch guten Wetters ist der Strompreis gering, weil viel Energie aus der Photovoltaik verfügbar ist und die Netze nur wenig belastet werden
  2. Während des Umschwungs zum schlechten Wetter ist der Strompreis sehr teuer, um die Verbrauchsspitze im Netz zu senken, da die PV-Anlagen weniger erzeugen werden.
  3. Während des weiterhin schlechten Wetters pendelt der Strompreis sich langsam auf mittlerem Niveau ein, weil zwar nur wenig Strom aus Photovoltaik zur Verfügung steht, aber die Gefahr eines Energiemangels im Netz gebannt ist.

Ähnlich wären in Regionen mit großem Windkraftanteil günstigere Stromtarife bei guten Windverhältnissen und teurere Tarife bei Flaute möglich.

Natürlich würde in vielen Regionen eine Mischung aus vielen Energiequellen zu finden sein, die allesamt Einfluss auf den Preis nehmen.

Aber was hat dann der Stromkunde davon, der die Mühe auf sich nimmt, seine Haushaltsgeräte und Maschinen zu günstigen Zeiten anzusteuern? Vor allem einen günstigeren Strompreis – je besser sein Verbrauch dem Energieangebot und dem Netzbedarf folgt, desto günstiger bekommt er seinen Strom und kann so viel Geld sparen.

Darüber hinaus würden die Verteilnetzbetreiber in vielen Fällen den Netzausbau reduzieren oder vielleicht sogar ganz vermeiden können, und eine Versorgung aus 100% erneuerbaren Energien würde ein ganzes Stück näher rücken.

Mir ist bewusst, dass noch einige Grundlagen für eine tatsächliche Umsetzung fehlen (wie z.B. entsprechende Stromtarife, Möglichkeiten zur Abrechnung, Möglichkeiten zur einfachen Darstellung komplexer Tarife usw.). Trotzdem finde ich den Gedanken sehr reizvoll und freue mich auf eure Meinung dazu!

Quelle: sma-sunny.com
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