Eigenverbrauch optimieren

Es ist ein grundlegendes Problem, dass die Erzeugung von Solarstrom nicht mit unserem Tagesrhythmus zusammenpasst. Tagsüber sind die meisten Menschen auf Arbeit oder in der Schule und es wird wenig Energie genutzt. Während dieser Zeit strahlt die Sonne und die PV-Anlage erzeugt viel Strom. Morgens und abends, wenn wir Kaffee kochen, duschen, fernsehen oder bei elektrischem Licht im Zimmer sitzen, also immer dann, wenn der Eigenverbrauch besonders hoch ist, wird nur noch wenig oder kein Solarstrom erzeugt. Lange Zeit gab es keine Alternative dazu, überschüssigen Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen und bei Bedarf teuren Netzstrom zu kaufen.

Energieverbrauch intelligent steuern

Eine Lösung für das Dilemma liegt in einer intelligenten Steuerung der Eigennutzung mit einem Energiemanagementsystem. Dieses schaltet Stromverbraucher genau dann zu, wenn besonders viel Strom produziert wird. So kann der Geschirrspüler oder die Poolpumpe laufen, auch wenn niemand im Haus ist. Die Geräte werden direkt oder über schaltbare Funksteckdosen betrieben. Dieser Methode zur Optimierung des Eigenverbrauchs sind aber enge Grenzen gesetzt. Nicht alle herkömmlichen Haushaltsgeräte lassen sich auf diese Weise ein- und ausschalten und nicht alle Aktivitäten mit Stromverbrauch können zeitlich verlagert werden. Die zunehmende Vernetzung von Haustechnik und Geräten im Smart Home wird in Zukunft jedoch weitere Möglichkeiten für das Energiemanagement im Haus eröffnen. 

Sektorenkopplung: Strom statt fossile Brennstoffe

Der Eigenverbrauch lässt sich zudem durch die Einbindung und Ansteuerung zusätzlicher Verbraucher wie Wärmepumpe oder Elektrofahrzeug weiter erhöhen. Für Heizung und Warmwasserbereitung werden noch immer große Mengen fossiler Rohstoffe verbrannt, ebenso wie im Verkehr. Die Umstellung auf Strom ist insbesondere dann günstig und umweltschonend, wenn der nicht als Graustrom aus dem Netz kommt, sondern als sauberer Solarstrom vom eigenen Dach. 
Bei Wärmepumpe, Heizstab oder Wallbox / Elektroauto handelt es sich um große Stromverbraucher, das heißt, der Bedarf ist verhältnismäßig hoch. Dementsprechend lässt sich auf diesem Wege auch besonders viel selbst produzierter Solarstrom sinnvoll einsetzen, was zu einer deutlichen Erhöhung beim Eigenverbrauch führt. Eine wichtige Rolle für diese Anwendungsfälle kommt dem Energiemanagement zu, dass den Verbrauchern den über überschüssigen Solarstrom intelligent zur Verfügung stellt (Stichwort: "solaroptimiertes Laden"). Auf diese Weise lässt sich zumindest im Sommer der Stromverbrauch von Wärmepumpe, E-Auto etc. decken.

Wieder aufladbare Batterien oder „Akkus“ sind bereits in vielen Bereichen im Einsatz, so zum Beispiel beim Smartphone. Neu ist die Idee also nicht, Strom zu speichern. Die viel größeren und leistungsstärkeren Stromspeicher für den Haushalt waren jedoch lange Zeit sehr teuer und wenig effektiv.

Mittlerweile ist die Entwicklung jedoch fortgeschritten und Heimspeicher sind leistungsstark und erschwinglich geworden. Werden sie mit kostengünstig erzeugtem Solarstrom geladen, sparen sie den Zukauf von teurem Netzstrom.

Damit die Speicher optimal arbeiten, empfiehlt sich die Kombination mit dem Energiemanagementsystem. So lädt sich der Stromspeicher immer dann auf, wenn Strom erzeugt und nicht verbraucht wird. Strom, der nicht in den Speicher geladen wird, kann weiterhin ins Netz eingespeist werden. Die Einspeisevergütung ist dann ein zusätzlicher Bonus für den Betreiber der Photovoltaikanlage.

In den Stunden ohne Sonne kann der Betreiber der Anlage selbst erzeugten Strom verbrauchen, so lange, bis der Speicher leer ist. Erst dann wird wieder Netzstrom bezogen. Je nach Größe des Stromspeichers lässt sich so die Eigennutzung erhöhen und damit auch der Autarkiegrad, d. h. die Unabhängigkeit vom Energieversorger. Mit einem Speicher sind Autarkiegrade von 80 bis 90 Prozent möglich. 

Der Begriff Energieautarkie bezeichnet Konzepte, bei denen Energieverbraucher lokal verfügbare Energieträger und -quellen nutzen und so nicht von externen Energielieferungen abhängig sind. 

Im Zusammenhang mit einem Endverbraucher wird der Begriff (und ähnliche wie Energieautonomie und Energieunabhängigkeit) meist in der Form genutzt, dass sich der Nutzer vom Energieversorger unabhängig macht und den eigenen Energiebedarf decken kann. Da dies meist nicht zu 100 % möglich ist, spricht man von einem Autarkiegrad.

Sie wollen berechnen, wie energieautark Ihre PV-Anlage sein kann? Fordern Sie ein Angebot an, um genaue Werte und eine konkrete Anlagenplanung zu erhalten. Falls Ihnen eine grobe Schätzung genügt, können Sie auch unseren Unabhängigkeitsrechner verwenden.

Ist ein 100% autarkes Haus sinnvoll?

Autarkie ganz allgemein bezeichnet die wirtschaftliche Unabhängigkeit durch Selbstversorgung. Von einem autarken Haus zu sprechen, ist vor allem im Zusammenhang mit der Energieversorgung sinnvoll, obwohl auch Aspekte wie Wasser oder Lebensmittel hier eine Rolle spielen können. 

Um die Autarkie, das heißt Unabhängigkeit, zu erreichen, muss immer ein gewisser Aufwand betrieben werden, indem z.B. selbst Strom erzeugt wird. Mit Photovoltaik und Speicher geht das recht gut, doch hier muss der Faktor eingeplant werden, dass Sonnenstrom nicht immer in gleicher Menge zur Verfügung steht. 

Wer über ausreichend Holz verfügt, kann sich auch autark mit Wärme versorgen. Bei einer Ölheizung wird das schon deutlich schwerer, da nur die wenigsten über eine Ölquelle und eine Raffinerie verfügen. Hier ist eine Autarkie so gut wie unmöglich. 

Während es an abgelegenen Orten meist gar keine Alternative gibt, als sich autark zu versorgen, lohnt sich das in der Regel in Ballungsräumen wirtschaftlich nicht. Hier gibt es deutlich günstigere Wege, sich zum Beispiel mit Wärme zu versorgen. Beim Erzeugen und Speichern von Strom mit der PV-Anlage liegt das Problem eher darin, dass die 100%-Selbstversorgung nur bei deutlicher Überdimensionierung realistisch ist. 

Statt auf ein autarkes Haus zu setzen, ist es also sinnvoll, in Plusenergiehäuser, Aktiv-Häuser, Passivhäuser oder (KfW-)Effizienzhäuser zu investieren. Alle diese Konzepte sind darauf ausgelegt, mit möglichst wenig (extern zuzuführender) Energie auszukommen. 

Eine hohe Eigenverbrauchsquote (so viel wie möglich von selbst erzeugten Solarstrom auch selbst zu verbrauchen) ist in der Regel wirtschaftlicher, als eine hohe Autarkie anzustreben. So lassen sich die Stromkosten sicher senken. 

Der EnergyManager als zentrale Steuereinheit regelt die Energieerzeugung, Speicherung und den Verbrauch. Wetter- und Verbrauchsvorhersage werden verwendet, um das System bestmöglich auszusteuern und die Eigennutzung zu optimieren. 

Die im Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) festlegte Einspeisevergütung galt lange Zeit als finanzieller Hauptanreiz für die Investition in Photovoltaik. Heutzutage ist es kaum noch vorstellbar, doch im Jahre 2004 wurde die Einspeisung einer Kilowattstunde (kWh) ins öffentliche Stromnetz noch mit 54,7 Cent vergütet! 

In den Folgejahren sank die Vergütung deutlich, im Jahr 2019 wurden 10 Cent pro kWh erreicht, aktuell sind es etwa 8 Cent pro kWh. Immer wieder kommt deshalb die Frage auf, ob sich der Kauf einer Photovoltaikanlage überhaupt noch lohnt. Eine Frage, die sich klar mit Ja beantworten lässt, wenn auch aus anderen Gründen als im Jahre 2004.

Die hohe Photovoltaik-Einspeisevergütung aus den Anfangstagen hatte ein klares politisches Anliegen: Durch den finanziellen Anreiz sollten Unternehmen und Haushalte motiviert werden, in die Gewinnung von solar erzeugtem Strom zu investieren. Damals waren die Preise für eine Solaranlage noch um ein Vielfaches höher und die Leistung deutlich geringer als bei modernen Anlagen. Die im Erneuerbaren Energien Gesetz (EEG) festgeschriebene Einspeisevergütung war somit entscheidend für die Frage, ob sich die Investition lohnt.

Über die Jahre hat sich die Situation jedoch grundlegend geändert: Photovoltaikanlagen sind preiswerter geworden, die kWp-Zahlen gestiegen und die Einspeisevergütung liegt deutlich unter dem Preis des Netzstroms. Während eine eingespeiste Kilowattstunde dem Betreiber einer PV-Anlage weniger als 10 Cent bringt, zahlt er für eine Stunde Netzstrom 25 Cent und mehr. 

Die Gestehungskosten, also die Kosten für die Erzeugung einer kWh Solarstrom, liegen bei ca. 10 Cent. Man muss kein Mathematiker sein, um zu verstehen: Es lohnt sich, den selbst erzeugten Strom selbst zu verbrauchen! Das Gebot der Stunde ist deshalb ein erhöhter Eigenverbrauch bzw. die Nutzung des selbsterzeugten Solarstroms im eigenen Haus zu optimieren!

Hinweis: In Zeiten der Sektorenkopplung, das heißt im Rahmen der Elektrifizierung von Wärme und Mobilität, ist es sinnvoll so viel wie möglich kWp Leistung aufs Dach zu bringen.

Laut EEG wird die Einspeisevergütung 20 Jahre ab Installation einer Solaranlage gezahlt. In den nächsten Jahren läuft die Förderung für viele Photovoltaikanlagen aus. Überschüssiger Solarstrom aus Post-EEG-Anlagen darf zwar weiterhin ins öffentliche Netz eingespeist werden, über die dann erforderliche Direktvermarktung lassen sich jedoch nur geringe Erträge von ca. 4 Cent pro kWh erzielen. 

Ein Grund zur Abschaltung der PV-Anlage ist das jedoch nicht. Zum einen haben die Post-EEG-Anlagen ihre Kosten bereits eingespielt. Zum anderen können sie in der Regel mit einem Energie­management­­system und einem Stromspeicher nachgerüstet werden. So lässt sich auch mit alten Anlagen der Eigenverbrauch optimieren. Das senkt die Stromrechnung und spart langfristig Geld. Denn eines ist ziemlich sicher: Die Preise für Netzstrom werden auch in Zukunft steigen. 

Bei der Nachrüstung eines Solar-Speichers ist zu unterscheiden, wie dieser in die Photovoltaik-Anlage integriert wird. Wird der Speicher AC-seitig eingebunden – also nach dem Wechselrichter der PV-Anlage - bedeutet das, dass er über einen eigenen, internen Wechselrichter verfügen muss (auch als Batterie-Wechselrichter bezeichnet). Bei DC-seitiger Einbindung ist das nicht notwendig – der Speicher befindet sich vor dem Wechselrichter der Anlage (dem PV-Wechselrichter) und kann auf diesen zugreifen. 

Der Solar-Wechselrichter muss aber auch für die zusätzliche Last ausgelegt sein. Ist dies nicht der Fall, muss der Wechselrichter ausgetauscht werden. Eine zusätzliche Investition die durch den erhöhten Stromverbrauch aus der PV-Anlage refinanziert werden muss. Eine eventuelle Nachrüstung sollte also schon bei der Planung berücksichtigt werden.