Eigenverbrauch optimieren mit Energiemanagement

Die Erhöhung des Eigenverbrauchs ist bei einer Solaranlage oder einem Balkonkraftwerk aus wirtschaftlicher Sicht in aller Regel die sinnvollste Strategie, und der Grund dafür liegt im deutlichen Unterschied zwischen dem Wert von selbst genutztem und von eingespeistem Strom. Wenn du den von deiner Anlage erzeugten Strom selbst verbrauchst, ersetzt jede so genutzte Kilowattstunde eine Kilowattstunde, die du sonst zum vollen Strompreis aus dem Netz kaufen müsstest, sodass du dir die kompletten Bezugskosten für diese Energiemenge sparst. Da die Strompreise vergleichsweise hoch sind, ist der finanzielle Wert des selbst genutzten Stroms entsprechend hoch. Den überschüssigen Strom, den du nicht selbst verbrauchst, speist du dagegen ins öffentliche Netz ein, und dafür erhältst du je nach Anlage und Regelung entweder nur eine geringe Einspeisevergütung oder, was bei vielen Balkonkraftwerken der Fall ist, gar keine Vergütung, sodass dieser Strom verschenkt wird. Aus diesem deutlichen Unterschied ergibt sich die wirtschaftliche Logik, möglichst viel des erzeugten Stroms selbst zu nutzen, denn jede selbst verbrauchte Kilowattstunde spart dir den vollen, teuren Strompreis, während jede eingespeiste nur den geringen Vergütungswert oder nichts einbringt. Den Eigenverbrauch zu erhöhen ist damit der wirksamste Hebel, um aus der Solaranlage den größten finanziellen Nutzen zu ziehen und die Investition schneller zu amortisieren. Die Herausforderung dabei ist das zeitliche Auseinanderfallen von Erzeugung und Verbrauch, denn der Solarstrom entsteht tagsüber mit einem Maximum um die Mittagszeit, während viele Haushalte morgens und abends den höchsten Verbrauch haben, wenn die Sonne wenig oder gar nicht scheint. Tagsüber, wenn viel erzeugt wird, ist häufig niemand zu Hause oder es laufen nur wenige Geräte, sodass der erzeugte Strom ungenutzt eingespeist wird, während am Abend teurer Netzstrom bezogen wird. Den Eigenverbrauch zu optimieren bedeutet daher, diese zeitliche Lücke zu schließen, indem man entweder flexible Verbraucher in die Erzeugungszeit verschiebt oder den überschüssigen Strom in einem Speicher für die verbrauchsstarken Abendstunden zwischenspeichert. Beide Ansätze sorgen dafür, dass mehr des selbst erzeugten Stroms tatsächlich selbst genutzt wird und weniger zum geringen Wert eingespeist werden muss. Voraussetzung für eine gezielte Optimierung ist, dass man die eigene Erzeugung und den eigenen Verbrauch im Tagesverlauf kennt, weshalb die Messung der erste Schritt sein sollte, bevor man Maßnahmen ergreift.

Die Verschiebung des Stromverbrauchs in die Sonnenstunden, auch Lastverschiebung genannt, ist die einfachste und kostengünstigste Methode, um den Eigenverbrauch von Solarstrom zu erhöhen, und beruht darauf, energieintensive, zeitlich flexible Verbraucher gezielt dann zu betreiben, wenn deine Anlage Strom erzeugt, also vor allem um die sonnenreiche Mittagszeit. Der erste Schritt besteht darin, jene Geräte im Haushalt zu identifizieren, die viel Energie benötigen und deren Betriebszeitpunkt sich flexibel wählen lässt, ohne dass es den Alltag stört. Typische Kandidaten sind die Waschmaschine, der Wäschetrockner, der Geschirrspüler, der Warmwasserboiler, eine Poolpumpe sowie das Laden von Akkus, Elektrowerkzeugen oder Elektrofahrzeugen. Diese Geräte verbrauchen viel Strom und müssen oft nicht zu einer bestimmten Uhrzeit laufen, sodass sich ihr Betrieb in die Erzeugungszeit verlegen lässt. Statt beispielsweise abends zu waschen, wenn die Sonne nicht mehr scheint und du teuren Netzstrom beziehst, startest du die Waschmaschine mittags, wenn der Solarertrag am höchsten ist, sodass der selbst erzeugte Strom direkt für den Waschvorgang genutzt wird, anstatt ungenutzt eingespeist zu werden. Für die praktische Umsetzung gibt es mehrere Möglichkeiten. Viele Geräte verfügen über eine eingebaute Zeitvorwahl oder einen Timer, mit dem sich der Start auf die gewünschte Uhrzeit programmieren lässt. Noch flexibler und komfortabler ist der Einsatz smarter Steckdosen mit Zeitplänen, über die du auch Geräte ohne eigene Zeitvorwahl zu festgelegten Zeiten ein- und ausschalten kannst, sodass etwa der Boiler oder ein Ladegerät automatisch zur Mittagszeit läuft. Noch gezielter arbeitet ein Energiemanagement-System, das die aktuelle Erzeugung deiner Anlage kennt und Verbraucher genau dann zuschaltet, wenn tatsächlich ein Überschuss vorhanden ist, was die Lastverschiebung an die reale, schwankende Erzeugung anpasst und so noch mehr Eigenverbrauch ermöglicht. Wichtig bei der Lastverschiebung ist, nur solche Geräte unbeaufsichtigt zu betreiben, deren Betrieb zur Mittagszeit auch in Abwesenheit sicher und vertretbar ist, denn manche Geräte wie Wäschetrockner oder Waschmaschine bergen bei unbeaufsichtigtem Betrieb gewisse Risiken, etwa durch Defekte oder Wasserschäden, weshalb du abwägen solltest, welche Geräte du bedenkenlos zeitversetzt und unbeaufsichtigt laufen lässt und welche du lieber nur unter Aufsicht betreibst. Bereits mit einfacher Zeitsteuerung und der konsequenten Verlagerung der größten flexiblen Verbraucher in die Erzeugungszeit lässt sich der Eigenverbrauch oft deutlich steigern, und das ganz ohne die Anschaffung eines teuren Speichers, was die Lastverschiebung zur wirtschaftlich attraktivsten ersten Maßnahme macht.

Ob sich ein Speicher für dein Balkonkraftwerk oder deine Photovoltaikanlage lohnt, ist eine Frage, die einer ehrlichen und individuellen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung bedarf, denn Speicher sind eine erhebliche Investition, und ihre Rentabilität hängt von mehreren Faktoren ab, sodass sie sich nicht in jeder Konstellation gleichermaßen rechnen. Der grundsätzliche Nutzen eines Speichers besteht darin, dass er den tagsüber erzeugten Solarüberschuss, der sonst ungenutzt eingespeist würde, zwischenspeichert und in den verbrauchsstarken Abend- und Nachtstunden wieder abgibt, wenn die Sonne nicht mehr scheint und der Verbrauch hoch ist. Dadurch erhöht der Speicher den Eigenverbrauch, weil mehr des selbst erzeugten Stroms tatsächlich selbst genutzt wird, anstatt zum geringen Wert eingespeist und abends durch teuren Netzstrom ersetzt zu werden. Dieser zusätzliche Eigenverbrauch ist der wirtschaftliche Vorteil des Speichers. Ob dieser Vorteil die Kosten rechtfertigt, hängt von mehreren Faktoren ab. Zunächst spielen die Anschaffungskosten des Speichers und seine nutzbare Kapazität eine Rolle, denn ein Speicher muss über seine Lebensdauer durch die eingesparten Stromkosten mehr einbringen, als er gekostet hat, um sich zu amortisieren. Weiter ist dein Verbrauchsprofil entscheidend, also wie viel Strom du abends und nachts benötigst, denn nur dann kann der Speicher seinen gepufferten Strom sinnvoll abgeben, sowie wie groß der tägliche Überschuss überhaupt ist, der gespeichert werden kann. Auch die Höhe deines Strompreises beeinflusst die Rechnung, denn je teurer der Netzstrom, desto wertvoller ist jede durch den Speicher zusätzlich selbst genutzte Kilowattstunde. Schließlich ist die Lebensdauer und Zyklenfestigkeit des Speichers relevant, da er über viele Jahre zuverlässig arbeiten muss, um sich zu rechnen. In vielen Fällen amortisieren sich Speicher erst über längere Zeiträume, und ob diese Amortisationszeit kürzer ist als die Lebensdauer des Speichers, entscheidet über die Wirtschaftlichkeit. Eine ehrliche Betrachtung ist hier wichtig, denn ein Speicher ist nicht automatisch wirtschaftlich, und in manchen Konstellationen, etwa bei kleinem Überschuss, geringem Abendverbrauch oder hohen Speicherkosten, rechnet er sich nur langsam oder gar nicht. Bevor du einen Speicher anschaffst, solltest du daher deinen Eigenverbrauch zunächst durch die günstigere Lastverschiebung optimieren und dann anhand deiner gemessenen Erzeugung, deines Verbrauchsprofils, der Speicherkosten und deines Strompreises überschlagen, wie viel zusätzlicher Eigenverbrauch und damit welche Ersparnis ein Speicher bringen würde und wie lange seine Amortisation dauert. Neben der reinen Wirtschaftlichkeit können auch andere Motive eine Rolle spielen, etwa der Wunsch nach mehr Unabhängigkeit vom Netz. Für die konkrete Auslegung, die technische Eignung und rechtliche Fragen rund um Speicher und Einspeisung ist fachkundiger Rat sinnvoll, da diese Darstellung keine individuelle Energie- oder Wirtschaftsberatung ersetzt.

Ein Energiemanagement-System ist die intelligente Steuerzentrale, die das Zusammenspiel von Stromerzeugung, Stromverbrauch und gegebenenfalls Stromspeicherung in einem Haushalt koordiniert, mit dem Ziel, möglichst viel des selbst erzeugten Solarstroms tatsächlich selbst zu nutzen und so den Eigenverbrauch zu maximieren. Seine grundlegende Aufgabe besteht zunächst in der Messung, denn um sinnvoll steuern zu können, muss das System kontinuierlich erfassen, wie viel Strom gerade von der Solaranlage erzeugt wird und wie viel im Haushalt verbraucht wird, sowie ob ein Überschuss vorhanden ist oder Strom aus dem Netz bezogen wird. Auf Basis dieser Echtzeitdaten trifft das System dann Entscheidungen zur Steuerung der angeschlossenen Komponenten. Eine zentrale Funktion ist die Laststeuerung, bei der das System flexible Verbraucher automatisch zuschaltet, wenn ein Solarüberschuss vorhanden ist, sodass dieser Strom direkt genutzt wird, statt eingespeist zu werden. So kann das System beispielsweise einen Warmwasserboiler, eine Wärmepumpe, eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug oder andere flexible Lasten genau dann aktivieren, wenn die Erzeugung den momentanen Verbrauch übersteigt, und sie wieder abschalten oder drosseln, wenn der Überschuss endet. Verfügt der Haushalt über einen Batteriespeicher, übernimmt das Energiemanagement zusätzlich dessen Steuerung, indem es den Speicher lädt, wenn mehr erzeugt als verbraucht wird, und ihn entlädt, wenn der Verbrauch die Erzeugung übersteigt, etwa am Abend, sodass der tagsüber gespeicherte Strom dann genutzt wird. Durch dieses koordinierte Zusammenspiel von Messung, Laststeuerung und Speichermanagement sorgt das System dafür, dass der selbst erzeugte Strom optimal genutzt wird und möglichst wenig teurer Netzstrom bezogen und möglichst wenig wertvoller Überschuss zum geringen Wert eingespeist werden muss. Viele Energiemanagement-Systeme bieten zudem eine Visualisierung in einer App, in der du Erzeugung, Verbrauch, Eigenverbrauchsquote und gegebenenfalls den Speicherstand im Verlauf einsehen kannst, was hilft, das eigene Verhalten zu verstehen und weiter zu optimieren. Wichtig für die Funktion eines Energiemanagement-Systems ist, dass die beteiligten Komponenten zusammenarbeiten, also dass die Messeinrichtung, die zu steuernden Verbraucher, der Wechselrichter der Solaranlage und ein eventueller Speicher miteinander kompatibel sind und vom System angesteuert werden können, weshalb bei der Auswahl und beim Aufbau auf die Kompatibilität der Komponenten geachtet werden muss. Ein Energiemanagement-System nimmt dir die manuelle Steuerung weitgehend ab und optimiert den Eigenverbrauch automatisch im Hintergrund, was besonders dann nützlich ist, wenn mehrere steuerbare Verbraucher und ein Speicher vorhanden sind, deren Zusammenspiel sich von Hand kaum effizient regeln ließe. Für einfache Anlagen mit wenigen Geräten kann dagegen schon die manuelle oder zeitgesteuerte Lastverschiebung über smarte Steckdosen einen großen Teil des Optimierungspotenzials erschließen.

Wenn du deinen Eigenverbrauch optimieren möchtest, ist es sinnvoll, in einer bestimmten Reihenfolge vorzugehen, die mit den günstigen und grundlegenden Schritten beginnt und sich erst bei Bedarf zu aufwendigeren und teureren Maßnahmen steigert, denn so investierst du Aufwand und Geld dort, wo der Nutzen am größten ist, und vermeidest voreilige teure Anschaffungen. Der erste und wichtigste Schritt ist die Messung, denn du kannst nur gezielt optimieren, was du kennst. Solange du nicht weißt, wie viel Strom deine Anlage zu welcher Tageszeit erzeugt und wie sich dein Verbrauch über den Tag verteilt, tappst du im Dunkeln. Erfasse daher zunächst mit geeigneten Messmitteln deine Erzeugung und deinen Verbrauch, etwa mit einem IR-Lesekopf am Stromzähler für den Gesamtverbrauch und die Einspeisung sowie mit Mess-Steckdosen für den Verbrauch einzelner großer Geräte. So erkennst du, wann Überschüsse entstehen und wann dein Verbrauch hoch ist, und kannst die zeitliche Lücke zwischen Erzeugung und Verbrauch verstehen, die es zu schließen gilt. Der zweite Schritt ist die Lastverschiebung, also die günstigste und oft wirksamste Maßnahme. Verlege energieintensive, zeitlich flexible Verbraucher wie Waschmaschine, Geschirrspüler, Boiler oder das Laden von Akkus in die sonnenreichen Stunden, indem du Zeitvorwahlen der Geräte oder smarte Steckdosen mit Zeitplänen nutzt. Damit erhöhst du den Eigenverbrauch oft schon deutlich, ohne einen teuren Speicher anzuschaffen, und nutzt das vorhandene Potenzial der Lastverschiebung voll aus. Der dritte Schritt, der erst nach Ausschöpfung der Lastverschiebung sinnvoll ist, betrifft die weitergehenden und teureren Maßnahmen, nämlich einen Batteriespeicher und ein automatisiertes Energiemanagement-System. Ein Speicher lohnt sich, wenn du auch den Abend- und Nachtbedarf stärker aus eigener Erzeugung decken willst und die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für deine Situation aufgeht, was du anhand deiner gemessenen Daten, der Speicherkosten und deines Strompreises prüfen solltest. Ein Energiemanagement-System mit automatischer Laststeuerung lohnt sich, wenn du mehrere steuerbare Verbraucher und gegebenenfalls einen Speicher hast, deren Zusammenspiel sich automatisch optimieren lässt. Diese Reihenfolge, also zuerst messen, dann durch Lastverschiebung mit einfachen Mitteln optimieren und erst danach über Speicher und automatisiertes Management nachdenken, stellt sicher, dass du mit geringem Aufwand und Kosten beginnst, den größten Teil des Optimierungspotenzials kostengünstig erschließt und nur dort in teurere Technik investierst, wo sie für deine Situation tatsächlich einen wirtschaftlichen oder praktischen Mehrwert bietet. Bei allen Schritten ist auf die Kompatibilität der Komponenten zu achten, und für Auslegung, Anschluss sowie rechtliche Fragen rund um Einspeisung und Anmeldung deiner Anlage solltest du fachkundigen Rat einholen, da diese Darstellung keine fachliche Beratung ersetzt.

Für die Lastverschiebung eignen sich am besten Geräte, die zwei Eigenschaften vereinen, nämlich einen hohen Energieverbrauch und eine zeitliche Flexibilität, das heißt, dass es nicht darauf ankommt, zu welcher genauen Uhrzeit sie laufen, sodass sich ihr Betrieb ohne Komfortverlust in die sonnenreichen Stunden verlegen lässt. Geräte mit hohem Verbrauch bringen den größten Effekt, weil bei ihnen die in die Erzeugungszeit verschobene Energiemenge groß ist und damit ein entsprechend großer Anteil des Solarstroms selbst genutzt wird, während bei Kleinverbrauchern die Verschiebung kaum ins Gewicht fällt. Zu den am besten geeigneten Geräten zählen die Waschmaschine und der Wäschetrockner, die viel Energie benötigen und deren Waschzeitpunkt sich in der Regel flexibel wählen lässt, ebenso der Geschirrspüler, der oft erst abends oder nachts läuft, sich aber problemlos auf die Mittagszeit programmieren lässt. Ein weiterer guter Kandidat ist der Warmwasserboiler oder ein elektrischer Warmwasserspeicher, der das Wasser tagsüber bei Sonnenüberschuss aufheizen und die Wärme für später speichern kann, sowie eine Wärmepumpe, die sich in vielen Fällen so steuern lässt, dass sie bevorzugt bei Solarüberschuss läuft. Auch das Laden von Akkus eignet sich hervorragend, sei es das Laden von Powerstations, Akkuwerkzeugen, Pedelecs oder eines Elektrofahrzeugs, denn der Ladevorgang lässt sich oft flexibel auf die Tagesstunden legen, und gerade das Laden eines Elektroautos kann große Strommengen aufnehmen und damit viel Solarüberschuss binden. Eine Poolpumpe oder Filteranlage, die ohnehin täglich für einige Stunden laufen muss, lässt sich ebenfalls gut in die Mittagszeit legen. Weniger geeignet für die gezielte Lastverschiebung sind dagegen Geräte mit geringem Verbrauch, deren Verlagerung kaum Wirkung zeigt, sowie Geräte, deren Betriebszeitpunkt fest vom Bedarf bestimmt wird und sich nicht verschieben lässt, etwa Beleuchtung, Kochen oder die Nutzung von Unterhaltungselektronik, die dann stattfinden, wenn man sie benötigt. Auch Geräte, die ohnehin rund um die Uhr laufen, wie der Kühlschrank, lassen sich nicht verschieben, da sie kontinuierlich Strom brauchen. Bei der praktischen Umsetzung der Lastverschiebung solltest du die geeigneten Geräte über ihre Zeitvorwahl, über smarte Steckdosen mit Zeitplänen oder über ein Energiemanagement-System gezielt in die Erzeugungszeit legen und dabei beachten, dass manche Geräte wie Waschmaschine und Trockner aus Sicherheitsgründen nicht völlig unbeaufsichtigt in deiner Abwesenheit laufen sollten, weshalb du abwägen musst, welche Geräte du bedenkenlos automatisch und unbeaufsichtigt betreibst und welche du lieber unter Aufsicht zur passenden Zeit startest. Indem du die wenigen großen, flexiblen Verbraucher konsequent in die sonnenreichen Stunden verlegst, erzielst du den größten Zuwachs beim Eigenverbrauch mit geringem Aufwand.