shine 3-Punkte-Plan zur Energieunabhängigkeit – Teil 3: Mehr Unabhängigkeit mit intelligenter Hardware

 

Dies ist Teil 3 des shine 3-Punkte-Plans zur Energieunabhängigkeit. In Teil 2 haben wir uns mit dem Wiedererlangen der Kontrolle über die eigene Stromversorgung beschäftigt. Diese Kontrolle möchten wir nun nutzen, um uns Schritt für Schritt unabhängiger von Energieversorgern zu machen. Am Beispiel von Thomas und seiner Familie zeigen wir euch, wie dies mit den Erkenntnissen aus der PV-Visualisierung gelingt.

Unabhängigkeit von Energieversorgern durch Steigerung des Eigenverbrauchs

Wie in Teil 2 bereits erläutert, gelingt die Steigerung der Unabhängigkeit durch die Erhöhung des Eigenstromverbrauchs. Gerade für diejenigen, die wie Thomas und Simone ihre Solaranlage erst nach 2012 installiert haben, ist die Optimierung des Eigenverbrauchs die wichtigste Stellschraube. Dies hat drei Ursachen:

  • Die Preise pro kWh Strom vom Netz liegen deutlich über der Einspeisevergütung. Die Volleinspeisung lohnt sich also nicht mehr.
  • Die Stromgestehungskosten einer Solaranlage liegen laut Fraunhofer Institut bei maximal 14 ct/kWh. Selbst produzierter PV-Strom ist also deutlich günstiger als Strom vom Energieversorger.
  • Seit dem EEG 2012 werden PV-Anlagen mit einer Kapazität von unter 10 kWp automatisch bei 70% ihrer Nennleistung abgeregelt. Hierdurch entstehen Verluste, die der shine Energiemanager mit der dynamischen Wirkleistungsbegrenzung vermeiden kann.

In Teil 2 haben wir euch bereits eine Grafik mit unserer Zielvorstellung gezeigt. Der linke Balken zeigt die herkömmliche Stromversorgung, bei der 100% der Energie vom Versorger kommt. Der mittlere Balken zeigt den Eigenverbrauchsanteil von 23%, den unsere Beispielfamilie ohne große Maßnahmen zur Eigenverbrauchssteigerung erreicht. Der rechte Balken ist unser Ziel, das bereits mit heutigen Technologien erreichbar ist. Wie dies geht, erfahrt ihr im Folgenden.

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Ohne zusätzliche Hardware lässt sich der Eigenverbrauch nur geringfügig steigern

Eine PV-Anlage allein sorgt nicht für einen hohen Eigenverbrauch. Der Grund für die geringe Eigenverbrauchsquote ist technisch bedingt. Um Solarstrom selbst nutzen zu können, muss er genau dann produziert werden, wenn wir ihn brauchen. Im letzten Teil haben Simone und Thomas deshalb bereits versucht, große Verbraucher wie die Waschmaschine in die Mittagszeit zu verlegen. In einem anderen Beitrag auf unserem Blog erfahrt ihr, wie ihr euren Eigenstromverbrauch auch ohne zusätzliche Hardware erhöht.

Um echte Unabhängigkeit von Stromversorgern zu erreichen, führt jedoch kein Weg an zusätzlicher Hardware vorbei. Derzeit sind Solarbatterien dabei in aller Munde. Sie erlauben uns, die zur Mittagszeit produzierten Überschüsse zu speichern und abends sowie während der Nacht abzurufen. Auch Thomas hat den Bedarf erkannt, zögert aber noch:

„Die einfachste und effektivste Lösung wäre ein Stromspeicher, mit dem wir die Überschüsse aus der Mittagszeit speichern können. Das Problem ist, dass PV-Batterien noch immer sehr teuer sind und dies am Ende auch den Preis pro selbst genutzter Kilowattstunde erhöht.“

Tatsächlich gibt es eine große Nachfrage nach Batteriespeichern für Photovoltaikanlagen. Die größte Hürde bleibt aber der Preis, der je nach Kapazität bei 5.000,- bis über 15.000,- Euro liegt. Es handelt sich also um eine große Investition, die die Kosten für die PV-Anlage selbst oft übertrifft und die Stromgestehungskosten in die Höhe treibt. Deshalb sehen Simone und Thomas sich zunächst nach alternativen Lösungen um. Schnell fallen ihnen die Kosten für Heizung und Warmwasser ein.

„Bisher heizen wir mit Heizöl, das wir selbst einkaufen und in recht großen Mengen lagern können, wenn die Preise gerade niedrig sind. Aber auch da können wir sparen, wenn wir Warmwasser in Zukunft teilweise mit Solarstrom aufheizen.“

Die Idee ist nicht neu: Mit Hilfe eines elektrischen Heizstabs wird Warmwasser durch Solarstrom aufbereitet. Der Vorteil gegenüber Stromspeichern ist simpel: Einen Heizstab für PV-Anlagen gibt es bereits für wenige hundert Euro.

Warmwasser mit der Solaranlage aufbereiten

Ein Heizstab kann elektrische Energie eins zu eins in thermische Energie umwandeln. Wenn wir eine Kilowattstunde Strom aus der Solaranlage in den Heizstab leiten, dann kommt hinten eine Kilowattstunde thermische Energie heraus. In der Praxis nutzt man dies zum Zuheizen des Pufferspeichers für Warmwasser.

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Der Heizstab oder die Heizpatrone wird in den Warmwasserspeicher eingeschraubt. Ein Teil der Energie zur Warmwasserbereitung kommt dann aus dem überschüssigen Solarstrom, den wir mittags produzieren. Der Pufferspeicher dient dabei als eine Art Ersatz für die teure Solarbatterie: Statt Strom als chemische Energie in der Batterie zu speichern, speichert man ihn in Form von Warmwasser im Pufferspeicher. Für Thomas und Simone macht diese Lösung Sinn:

„Gerade im Sommer muss die Ölheizung eSolarbatterien zur Eigenverbrauchsoptimierungxtra zum Aufheizen von Warmwasser anspringen. Hier ist der Heizstab im Vorteil, weil er ohne Energieverlust beliebig häufig ein- und ausgeschaltet werden kann. Außerdem ist die Solarenergie ja sowieso da und würde sonst einfach ins Netz eingespeist. Für unser Warmwasser müssten wir dann das Heizöl verbrennen.“

Die Steuerung des Heizstabs übernimmt bei Simone und Thomas der shine Energiemanager. Er leitet überschüssigen Strom automatisch in den Pufferspeicher. Die dort in Form von Warmwasser gespeicherte Energie kann dann zu einem späteren Zeitpunkt beispielsweise zum Spülen oder Duschen genutzt werden. Hierdurch lässt sich der Eigenverbrauch um rund 25% steigern – eine einfache und günstige Lösung, um euch unabhängiger vom Stromversorger zu machen. Theoretisch lässt sich der PV-Strom mit einem Heizstab auch zur Unterstützung der Heizung nutzen. Entsprechende Lösungen werden bereits jetzt in der Praxis angewandt.

Ein PV-Heizstab ermöglicht einen Eigenverbrauchsgrad von rund 50%

Mit der Installation eines Heizstabs konnten Simone und Thomas ihren Eigenverbrauch noch einmal erhöhen. Er liegt jetzt bei 49% im Vergleich zu 23% ohne Heizstab. Statt 1.004 kWh verbrauchen sie im Jahr nun 2.148 kWh ihrer PV-Produktion selbst.

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Das Prinzip bei der Erhöhung des Eigenverbrauchs ist also stets das selbe: Strom wird gespeichert, um ihn dann flexibel nutzen zu können, wenn er gebraucht wird. Alternativ müssen Verbraucher in die Zeit der höchsten Produktion verlegt werden. Dies haben Simone und Thomas in Teil 2 unserer Serie bereits versucht, hatten damit im Vergleich zum Komfortverlust aber nur geringen Erfolg. Im Prinzip eignet sich aber jeder Stromspeicher für die Steigerung des Eigenverbrauchs und kann damit auch zur Unabhängigkeit von Energieversorgern beitragen. Auch ein Elektroauto lässt sich mit Hilfe einer Ladesäule in dieses System einbinden. Da die Kapazität der meisten Autobatterien hoch ist und diese sonst mit teurem Strom vom Netz geladen werden müssten, werden in Zukunft zunehmend Elektroautos als Stromspeicher dienen. Ähnlich funktioniert es mit Pedelecs und E-Bikes. Hierfür muss das Laden der Batterien einfach in die Zeit der höchsten Sonneneinstrahlung verlegt oder automatisch mit einem Energiemanager gesteuert werden.

Solarbatterien zur Eigenverbrauchsoptimierung

Die Königslösung zur Erhöhung des Eigenverbrauchs ist und bleibt eine Solarbatterie. Trotz der vergleichsweise hohen Investition überlegen Simone und Thomas weiterhin, ob sie sich eine zusätzliche Batterie kaufen. Auch diese lässt sich mit dem shine Energiemanager steuern. Der Algorithmus leitet den überschüssigen Solarstrom dann automatisch in die Batterie. Dabei ist der Algorithmus selbstlernend: Auf Grundlage des individuellen Stromverbrauchs von Simone und Thomas sorgt er möglichst dafür, dass genau so viel Strom für die dunklen Abendstunden gespeichert wird, wie die Familie benötigt. Bevor die Familie aber in eine Batterie investiert, möchte sie zunächst genau wissen, um wie viel sich ihr Eigenverbrauch dann erhöhen würde und welcher Stromspeicher sich für ihren individuellen Fall am besten eignet. Möglich macht dies eine Batteriesimulation. Hierbei simuliert der shine Energiemanager verschiedene Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten. Anhand der Ergebnisse der Simulation können wir genau ablesen, welche Batterie sich für unseren individuellen Fall am ehesten lohnt und um wie viel wir unseren Eigenverbrauch erhöhen können. So lässt sich die Investition genau einschätzen und planen.

Simone und Thomas entscheiden sich letztlich für einen Batteriespeicher mit einer tatsächlichen Kapazität von 6 kWh. Hiermit und mit dem Energiemanager erhöhen sie ihren Eigenverbrauch um weitere 29%. Zusammen mit dem Heizstab erreicht die Familie nun einen Eigenverbrauch von 78%.

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Reststrom aus der Energiegemeinschaft

Nach der Installation des Batteriespeichers für den Photovoltaikstrom beziehen Simone, Thomas und die zwei Kinder nur noch 22% ihres Stroms von ihrem alten Versorger. Darüber hinaus konnten sie mit dem Heizstab einen Teil ihres Verbrauchs an Heizöl senken, womit sie zusätzliches Geld sparen. Um auch die letzten Prozente ihres Stromverbrauchs aus eigener PV-Produktion zu nutzen, hilft nur eine Erhöhung der Kapazität ihrer Solaranlage. Mit einer größeren Solarbatterie lässt sich der Eigenverbrauch nur noch geringfügig erhöhen, wie die folgende Kurve zeigt:

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Statt weiter in ihr System zu investieren, setzen Simone und Thomas auf günstigen grünen Strom aus der shineCommunity. So können sie mit gutem Gewissen und einem hohen Autarkiegrad vom Energiereichtum in Europa profitieren.

Wenn ihr weitere Tipps rund um die Erhöhung eures Eigenverbrauchs sucht, dann schaut euch gerne auch unsere weiteren Artikel hier auf dem Blog an, schreibt uns oder ruft uns an. Gerne beraten wir euch auf der Suche nach der für euch perfekten Lösung zur Steigerung eures Eigenverbrauchs.

3 Kommentare zu „shine 3-Punkte-Plan zur Energieunabhängigkeit – Teil 3: Mehr Unabhängigkeit mit intelligenter Hardware

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