Leben mit dem Energiemanager

„Darf ich denn heute die Spülmaschine einschalten? Das Geschirr stapelt sich schon.“ Solche und ähnlich süffisante Bemerkungen bekam Hans Urban, stellvertretender Geschäftsführer von Schletter, zu hören, nachdem er im vergangenen Juli ein Energiemanagementsystem bei sich zu Hause installiert hatte. Dass seine Frau, die er als „sehr tolerant“ bezeichnet, und die drei Kinder so reagierten, war kein Wunder. Immerhin hatte Urban am Küchenschrank einen Zettel angebracht, auf dem groß zu lesen stand: Spülmaschine nur bei Sonne! „Ich hatte die Eigenverbrauchsoptimierung eine kurze Zeit lang zu meinem Sport gemacht“, sagt Urban und lacht. „Da ergeben sich natürlich etliche kleine Diskussionspunkte.“ Wenn ein Energiemanager, mit dem die Betreiber von Photovoltaikanlagen ihren Eigenverbrauch erhöhen können, in ein Haus einzieht, steht eine kurze Zeit lang alles kopf. Denn noch sind es meist technikbegeisterte Vorreiter, die solch ein System erwerben, es voller Elan austesten und den Eigenverbrauch schnell in die Höhe treiben wollen. Doch dabei stoßen sie nicht nur in der Familie an ihre Grenzen.
Ein einfaches Energiemanagementsystem visualisiert lediglich. Mit Kurven und farblich unterlegten Diagrammen aufbereitet, zeigt es Daten wie die aktuelle Anlagenleistung, den Solarertrag und den Stromverbrauch. Die Nutzer können so in Sekundenschnelle erkennen, ob es sinnvoll ist, große Verbraucher wie die Waschmaschine einzuschalten oder lieber noch zu warten. Fortgeschrittenere Systeme schalten bei hohem Solarertrag Geräte automatisch ein, wodurch der Eigenverbrauch in der Regel weiter steigt. Noch größer ist der Effekt, wenn der Energiemanager noch einen Batteriespeicher steuert, der in das System eingebunden ist.
Die Zahlen, die solche Systeme liefern, werden schon seit längerem heftig diskutiert. Doch was die Anwender von ihnen halten, wie sie mit ihnen umgehen, was ihre Erfahrungen sind und ob der Ehekrach wirklich droht – darüber hört man wenig. photovoltaik hat drei Anwender dazu befragt.

Begrenzte Lastverschiebung

Hans Urban sammelt gerade Erfahrungen mit dem Sunny Home Manager von SMA Solar Technology. Der Energiemanager visualisiert und analysiert die Energieflüsse im Haushalt, er erlernt das Verbrauchsverhalten und gibt auf Basisvon Photovoltaik-Erzeugungsprognosen Handlungsempfehlungen. Einen Batteriespeicher hat Urban dazu momentan nicht installiert.
Da Urban sich intensiv mit dem Thema Eigenverbrauch auseinandersetzen will, installierte er im vergangenen Juli zunächst eine Photovoltaikanlage. Auf dem Ostdach seines Wohnhauses montierte er Module mit 3,15 Kilowatt Photovoltaikleistung, auf dem Westdach 3,13 Kilowatt. Mit einer dritten Teilanlage auf einem benachbarten Süddach hat die Anlage insgesamt 9,8 Kilowatt Leistung. Seit dem 31. Juli 2012 ist sie am Netz. „Die PV-Anteile auf dem Ostdach und dem Westdach ergeben eine optimale Verteilung und eine gute Ausnutzung der täglichen Einstrahlung“, sagt Urban. Sein Haushalt sei vergleichsweise sparsam. Die fünfköpfige Familie verbraucht zusammen mit der Mieterin in der Einliegerwohnung rund 4.500 Kilowattstunden im Jahr.
Aller Bemühungen zum Trotz ist er zu dem Schluss gekommen, dass das Potenzial für die Eigenverbrauchserhöhung allein durch ein geändertes Nutzerverhalten „sehr schnell zu Ende“ ist. „Im Haushalt können nur wenige Verbraucher verschoben werden.“ Bei ihm sind dies die Waschmaschine und der Geschirrspüler.

Zweit-Elektroauto

Doch Urban und seine Frau sind nicht immer zu Hause, um die Geräte einzuschalten, wenn die Solaranlage gerade viel Strom erzeugt. Deswegen hat er im Oktober noch ein Elektroauto eingebunden, und dies ist das Optimierungspotenzial, das Hans Urban für wirklich interessant hält. „Die Waschmaschine und die Spülmaschine verbrauchen nur eine bis eineinhalb Kilowattstunden je Spülgang, das Elektroauto aber zwischen 10 und 20 Kilowattstunden“, sagt er.
In seiner Familie ist das Elektroauto der Zweitwagen und deshalb oft zu Hause. „Mit einem Energiegehalt von 24 Kilowattstunden macht es einiges aus, die Ladezeiten günstig zu wählen.“ Das Auto zieht 3,8 Kilowatt Leistung. Was wegen der Ladestrombegrenzung von Steckdosen nicht aus der PV-Anlage kommen kann, kommt aus dem öffentlichen Netz.
In diesem Jahr will Urban noch einen Batteriespeicher an den Sunny Home Manager anbauen. Ein Energiemanagementsystem, das lediglich Daten visualisiert, hält er dennoch für eine gute Sache. „Ein Verbraucher weiß damit, was er verbraucht und was die Anlage erzeugt. Er kann damit Monitoring betreiben und die Steuerungsmöglichkeiten nutzen.“ Die einzige Einschränkung, die er momentan sieht, ist, dass der Sunny Home Manager nur über das Webportal von SMA zugänglich ist. Wenn das Portal sich gerade nicht laden lässt, kann er auch nicht auf sein Energiemanagementsystem zugreifen. Und Verbindungsstörungen kommen nach Aussage von Urban hin und wieder vor. Allerdings weiß er auch, dass SMA daran arbeitet, diese Einschränkung zu beheben.

Sommer und Übergangszeiten

Derlei Erfahrungen dürften der Frau von Carlo Hailer bekannt vorkommen. „Zu Anfang habe ich mir oft eine blutige Nase geholt“, sagt Carlo Hailer aus Wildpoldsried mit einem Augenzwinkern. Seit November 2011 ist in seinem Haus ein Photovoltaik-Speichersystem von Prosol Invest installiert. Der IT-Fachmann bezeichnet sich als technikaffin, zudem spart er gerne Strom. Das führte dazu, dass er sich zu Beginn ebenfalls intensiv mit dem Thema befasste.
In den ersten Wochen nach der Installation rief er sogar manchmal vom Büro aus zu Hause an und sagte seiner Frau, dass die Zeit nun günstig sei, um die Waschmaschine oder die Spülmaschine einzuschalten. Das stieß nicht immer auf Verständnis. Die Anrufe gewöhnte er sich wieder ab, stattdessen vertraute er darauf, dass seine Familie schon mitspielen werde, was sie auch tat. Heute kann er sagen: „Mensch und System sind eingespielt.“ Rund 70 Prozent ihres Jahresstrombedarfs deckt die dreiköpfige Familie mit Solarstrom.
Hailer hat 2011 neu gebaut. Zum Einzug ließ er eine Photovoltaikanlage mit 7,74 Kilowatt Leistung und das Speichersystem installieren. Er entschied sich für Lithium-Ionen-Batterien mit einer Speicherkapazität von 8,4 Kilowattstunden.
Über seine Solarerträge und den Stromverbrauch weiß er genau Bescheid. 2012 verbrauchte die dreiköpfige Familie 3.167 Kilowattstunden Strom. Davon bezog sie nur 935 Kilowattstunden aus dem Netz, den Rest deckten sie mit Solarstrom. Zu diesem hohen Eigenverbrauchsanteil trugen sie aber auch selbst bei. „Man muss den Verbrauchschon ein bisschen umstellen, sagt Hailer. Er selbst habe Spaß daran, mit dem System zu „spielen“.
Vormittags versorgt das System die elektrischen Geräte im Haushalt mit Solarstrom und speichert überschüssigen Strom in der Batterie. Wenn Hailer oder seine Frau zu Hause sind, beobachten sie die Anlagenleistung und überlegen, wie sie den Verbrauch passend zur Solareinstrahlung verschieben können. Statt morgens waschen sie die Wäsche dann zum Beispiel in der Mittagszeit, wenn die Anlage viel Solarstrom erzeugt. Häufig waschen sie aber auch abends, wenn der Akku voll ist.

Wenn mal Zeit wäre

Etwa 95 Prozent der Zeit ist das System auf automatischen Betrieb eingestellt. In diesem Modus entscheidet das System autark, wann es Solarstrom in das Hausnetz, in die Batterie oder in das öffentliche Netz einspeist. Nur manchmal schaltet Hailer in den manuellen Modus um. Dies macht er in der Regel dann, wenn es bewölkt ist und die Anlagenleistung nicht ausreicht, um damit große Verbraucher zu betreiben oder für die ganze Familie zu kochen. Der Energiemanager würde nun erst einmal weiter den Speicher laden. Wenn in der Batterie aber schon genug Energie ist, entnimmt Hailer diese. „Damit kann man die letzten Prozente im Hinblick auf den Eigenverbrauch herauskitzeln“, sagt Hailer. Man müsse nur daran denken, den Modus hinterher wieder umzuschalten.
„Zwischen März und Oktober kann man viel Eigenverbrauch herausholen, um das System optimal zu nutzen“, lautet sein Fazit nach einem Jahr. Die Bedienung des Systems bezeichnet er als einfach. „Die Software wurde aufgespielt und wird regelmäßig gewartet.“ Die Daten für die Stromerzeugung und den Verbrauch liest er auf dem Display oder über eine App auf seinem Smartphone ab. „An dem Speicher gibt es nichts zu machen, der wurde programmiert“, sagt er weiter.
Seit Ende vergangenen Jahres kann sein System nun auch mit ausgewählten Steckdosen im Haus kommunizieren. So lassen sich diese, je nach Einstrahlleistung, automatisch einschalten, um Verbraucher wie den Trockner oder die Spülmaschine zu aktivieren. Bislang hatte Hailer noch keine Zeit, sich damit zu beschäftigen, doch so bald wie möglich will er sehen, wie er seinen Eigenverbrauch noch weiter steigern kann.

Speicher einbinden

Wie Hailer lebt auch Johannes Stierstorfer, Leiter des Bereichs Technologie und Innovation bei dem Systemanbieter Phoenix Solar, energiebewusst. Die vierköpfige Familie kocht mit Gas, sie hat keinen Trockner, nur eine kleine Gefriereinheit und verbraucht so im Jahr nur 2.300 Kilowattstunden Strom.
Vor vier Jahren baute Stierstorfer ein Haus. Auf dem Südostdach sind Solarmodule mit zwei Kilowatt Leistung installiert, auf dem Nordwestdach hat er vier Kilowatt PV-Leistung. Seine Photovoltaikanlage, die rund 5.000 Kilowattstunden Strom im Jahr erzeugt, bezeichnet er als „nicht eigenverbrauchsoptimiert“. „Dafür ist der Generator in Relation zum Stromverbrauch zu groß“, erklärt er. „Würde ich die PV-Anlage jetzt für unsere Bedürfnisse zu Hause planen und installieren, würde ich den Generator aus wirtschaftlichen Gründen kleiner dimensionieren, um die Eigenverbrauchsquote zu optimieren.“ Seit April nutzt er einen PowerRouter inklusive Batteriesystem von Nedap. Das System testet Stierstorfer für seinen Arbeitgeber, der es zum Sommer 2012 ins Programm aufnahm. Der Wechselrichter hat eine Leistung von fünf Kilowatt. Daran angeschlossen sind zwei Bleibatterien von Enersys mit einer Speicherkapazität von insgesamt 4,6 Kilowattstunden. Mit den Bleibatterien kann er bis zu 50 Prozent der Speicherkapazität entnehmen, darunter sollte der Ladestatus im Normalbetrieb nicht fallen. Im Winter schaltet das System auf Wintermodus um. In diesem Betriebszustand ist die Batterie immer voll geladen. So wird die Batterie geschont und ihre Lebensdauer verlängert. Der Nutzer oder Installateur kann den Zeitraum in den Einstellungen des PowerRouters hinterlegen. Die Umstellung in den Wintermodus und die Reaktivierung erfolgen dann automatisch. „Je nach klimatischen Bedingungen am Installationsort wird die Winterruhe länger oder kürzer gewählt“, erläutert Stierstorfer.
Von April bis Oktober 2012 erzeugte die Photovoltaikanlage 3.700 Kilowattstunden Solarstrom. Ohne das Speichersystem hätte der natürliche Eigenverbrauch im Hause Stierstorfer 430 Kilowattstunden betragen. Durch die Batterie konnte dieser auf 750 Kilowattstunden gesteigert werden.

Schön wär‘s

„Von Frühjahr bis Herbst reichte die Speicherkapazität aus, um den Stromverbrauch einer Phase während der Nachtstunden zu decken“, sagt er. Der Speicher versorgte nur die Haushaltsgeräte, die auf diese Phase gelegt waren (siehe photovoltaik 11/2012, Seite 43: „Phasenverwirrung“). „Durch den vor kurzem installierten Drei-Phasen-Sensor wird sich der Eigenverbrauch in Zukunft aber deutlich erhöhen.“ Stierstorfer rechnet mit einer Eigenverbrauchssteigerung auf 950 bis 1.000 Kilowattstunden im Vergleichszeitraum im laufenden Jahr.
Auch Stierstorfer und seine Frau versuchen, ihren Verbrauch auf die Solareinstrahlung einzustellen, also Lastmanagement zu betreiben. Wenn sie zu Hause sind, schalten sie bei hohem Solarertrag die Waschmaschine oder die Spülmaschine ein. „Aber wenn man tags- über nicht zu Hause ist, kann man die Geräte auch nicht einschalten“, sagt Stierstorfer.
Optimal wäre es also, die Geräte würden bei hohem Angebot an Photovoltaikstrom automatisch über den Energiemanager eingeschaltet werden. Der PowerRouter bietet diese Funktion bereits. Nur leider eignen sich die Geräte in dem Haushalt nicht dafür. Selbst wenn das Energiemanagementsystem den Impuls an Funksteckdosen schicken würde, so müsste noch jemand auf den Einschaltknopf drücken. „Deshalb sind jetzt ansteuerbare Haushaltsgeräte gefragt“, zieht Johannes Stierstorfer eine erste Bilanz.