Hintergrund: Energiebilanz – Darstellung von Erzeugung und Verbrauch für Anlagen mit Sunny Home Manager

This post was originally published in 2014. The tips and techniques explained may be outdated.

Wie lässt sich die anteilige Stromversorgung durch Solaranlage und Batteriespeicher sinnvoll und korrekt darstellen?


Vor einiger Zeit wurde im Sunny Portal die Darstellung der Energiebilanz für Anlagen mit Sunny Home Manager geändert. Die Umstellung hatte einen guten Grund und wurde von den meisten Nutzern positiv bewertet, zum Teil gibt es aber auch Unverständnis. Die Frage ist: Wie kam es dazu, was hat es mit der Unterteilung in zwei Diagramme auf sich und warum gibt es neben dem Begriff des Eigenverbrauchs nun auch noch den Begriff der Eigenversorgung? Zur Beantwortung dieser Fragen ist es hilfreich, das Ganze mal chronologisch zu betrachten – angelehnt an die Entwicklung der Nutzungsstrategie typischer Hausdach-PV-Anlagen.

Früher

Bis Januar 2009 war der Eigenverbrauch von Solarstrom überhaupt kein Thema. Die bis zu diesem Zeitpunkt installierten PV-Anlagen speisen die erzeugte Energie vollständig[1] gegen Vergütung ins Netz – je mehr, desto besser. Dementsprechend dient die Darstellung des Tagesgangs hier lediglich dazu, die Performance der Anlage nachzuvollziehen, zu überwachen und eventuelle Mindererträge zu erkennen (Abb. 1).

Abb.1: Darstellung des Anlagenertrags für Einspeise-Anlagen

Abb.1: Darstellung des Anlagenertrags für Einspeise-Anlagen



[1] Das gilt wohlgemerkt nur abrechnungstechnisch. Physikalisch wird die erzeugte PV-Energie auch bei diesen Anlagen vorrangig lokal verbraucht. Moderne Eigenverbrauchsanlagen haben lediglich eine andere Zähleranordnung.

 

Gestern

Ab 1. Januar 2009 war der Eigenverbrauch von Solarstrom dann politisch gewünscht und wird[2] für die bis zum 30.3.2012 installierten PV-Anlagen sogar separat über das EEG gefördert. In der grafischen Darstellung der Energiemengen taucht nun erstmals auch der lokale Verbrauch auf. Die Überlappung mit der Solarstrom-Erzeugung entspricht dem direkt verbrauchten und damit das Netz entlastenden Anteil des Solarstroms, mit dessen Hilfe sich der finanzielle Ertrag der PV-Anlage zusätzlich steigern lässt (Abb. 2). Die Eigenversorgung des Haushalts und die Nutzung von Batteriespeichern spielten aber noch keine nennenswerte Rolle.

Abb. 2: Darstellung von Erzeugung, Verbrauch und Eigenverbrauch

Abb. 2: Darstellung von Erzeugung, Verbrauch und Eigenverbrauch

 


[2] Jede dieser Anlagen kann während der 20jährigen EEG-Förderdauer die Eigenverbrauchsabrechnung und -förderung in Anspruch nehmen, die Umstellung kann also auch nachträglich erfolgen.

 

Heute

Seit April 2012 besteht Netzparität für Solarstrom, das heißt die Einspeisevergütung neuer PV-Anlagen (und fast noch wichtiger: ihre Stromerzeugungskosten) liegen deutlich unterhalb der typischen Bezugsstrompreise für Haushaltskunden. Somit ist es auch ohne separate Förderung finanziell attraktiv, den selbst produzierten Solarstrom auch selbst zu nutzen – und dazu gegebenenfalls auch zwischenzuspeichern. Entsprechend tauchen zwei zusätzliche Farben in der Energiebilanz auf, die die in den Speicher geladene und aus dem Speicher entnommene Energie kennzeichnen (Abb. 3).

Abb. 3: All-in-One-Darstellung der energetischen Verhältnisse in Eigenverbrauchsanlagen mit Speicher

Abb. 3: All-in-One-Darstellung der energetischen Verhältnisse in Eigenverbrauchsanlagen mit Speicher

 

Die Darstellung wird damit schon reichlich kompliziert, und mit den inhaltlichen Zusammenhängen ist es nicht besser: Der Eigenverbrauchsanteil des Solarstroms ist nicht mehr als einfache Schnittmenge von Verbrauch und PV-Erzeugung erkennbar, denn auch die Batterieladung muss hierfür berücksichtigt werden. Betrachtet man dagegen die Versorgung des Haushalts mit eigenem Solarstrom, muss man den Verbrauch sowie seine Überlappung mit der PV-Erzeugung und der Batterieentladung berücksichtigen. Kurz: Das Ganze lässt sich in einem einzigen Diagramm nicht wirklich gut abbilden.

Es gibt aber eine Lösung für das Problem, nämlich ein zweiteiliges Diagramm wie in der aktuellen Energiebilanz-Darstellung im Sunny Portal (Abb. 4). Die untere Hälfte zeigt als Hüllkurve die Gesamterzeugung elektrischer Energie und schlüsselt auf, was damit passiert ist (Direktverbrauch, Aufladung eines Batteriespeichers oder Netzeinspeisung). Die obere Hälfte zeigt als Hüllkurve den Gesamtverbrauch des Haushalts im gewählten Zeitraum und schlüsselt auf, aus welchen Quellen er mit Energie versorgt wurde (PV-Anlage, Speichersystem oder öffentliches Netz).  Da auch Speichersysteme bilanziert werden, benötigt man jedoch zwei Begriffe für die Selbstnutzung von PV-Energie – analog zu den beiden Betrachtungsweisen:

Eigenverbrauch (Erzeugersicht) = PV-Energie, die vor Ort genutzt und nicht ins Netz gespeist wird. Sie setzt sich zusammen aus unmittelbar genutzter PV-Energie (Direktverbrauch) und zwischengespeicherter PV-Energie (Batterieladung). Die Eigenverbrauchsquote beschreibt, welcher Anteil der lokal produzierten Energie vor Ort verbraucht wurde.

Eigenversorgung (Verbrauchersicht) = Im Haushalt genutzte Energie, die nicht aus dem Netz, sondern aus der lokalen Erzeugung stammt. Sie setzt sich zusammen aus direkt genutzter PV-Energie (Direktverbrauch) und zwischengespeicherter PV-Energie (Batterieentladung). Die Eigenversorgungsquote beschreibt, welcher Anteil der im Haushalt benötigten Energie aus eigener Produktion stammt.

Bei PV-Anlagen ohne Speichersystem sind die Werte für Eigenverbrauch und Eigenversorgung natürlich identisch. Bei Anlagen mit Speichersystem ergibt sich jedoch ein Unterschied, da Batterieladung und Batterieentladung sich aufgrund der unvermeidlichen Speicherverluste unterscheiden.

Abb. 4: Die neue Energiebilanz im Sunny Portal

Abb. 4: Die neue Energiebilanz im Sunny Portal

 

Morgen?

Aufgrund der weiter fortschreitenden Entwicklung (z. B. Integration zusätzlicher lokaler Erzeuger wie Mikro-BHKWs) oder der zunehmend ganzheitlichen Betrachtung des elektrischen und thermischen Energiehaushalts sind künftig sicherlich noch Erweiterungen denkbar, die basierend auf dem neuen Prinzip aber gut umgesetzt werden können. Weiterer Erzeuger ließen sich z. B. mit einem dritten Diagramm problemlos abbilden: Neben der Versorgungssicht (Aus welchen Quellen wird der Bedarf des Haushalts gedeckt?) und dem bereits vorhandenen Erzeugungsdiagramm (Wohin fließt die erzeugte Energie?) würde hier die lokal erzeugte Energie nach ihrer Herkunft aufgeschlüsselt (Frage: Wie setzt sich die lokal erzeugte Energie zusammen?). Sinnvoll wäre auch die Detaillierung der Verbraucherbilanz von der Ebene des Gesamthaushalts auf einzelne Verbraucher. So ließe sich z. B. ablesen, mit welchem Anteil PV-Energie eine Wärmepumpe im gewählten Betrachtungszeitraum betrieben wurde, was interessante Rückschlüsse auf die angefallenen Energiekosten und den CO2-Footprint zulässt.

Fazit: Die neue, zweigeteilte Energiebilanz ist sicher nicht alternativlos, aber ausgesprochen sinnvoll und – wenn man das Prinzip einmal verstanden hat – auch recht einfach zu lesen. In jedem Fall ist sie in der Lage, die Energieflüsse und energetischen Zusammenhänge sauber abzubilden.

8 Comments
  1. Avatar
    A. Reinhard says:

    Endlich mal eine saubere und transparente Analyse und Visualisierung des Standes der Technik! Weiterführend müsste jetzt an der Entschärfung sprich Reduzierung der Einspeisespitzen gearbeitet werden durch andere Speicherbetriebsoptimierung.

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  2. Avatar
    Thomas says:

    Hallo,

    seit einiger Zeit bleibt die Energiebilanz “Tag” immer bei 8:00 stehen. Erst am Folgetag kann man sich rückwirkend den Tag anschauen. Die Anzeige “Aktuell” funktioniert, genauso wie die Portalseite. Es besteht also Verbindung zum Homemanager und dieser liefert auch Daten. Ist das eine Fehlfunktion?

    MfG

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  3. Avatar
    Bernd Biedermann says:

    Die im Sunny Portal enthaltene Verbraucherbilanz ist an sich sehr gut. Leider wird sie nur im 15-Minunten Intervall abgedatet, trotz Professional Package. Dies geht sicher besser.
    Aber auch in der Darstellung der Verbraucher gibt es einen gravierenden Fehler.
    Beispiel: Brauchwasserwärmepumpe mit PV-Optimierung, eingebunden per 2 x Edimax SP2101W Schalt- und Messsteckdose. Eine Dose misst und visualisiert korrekt den Verbrauch der Wärmepumpe.
    Die zweite Dose wird vom Sunny Home Manager 2 gesteuert und schaltet bei überschüssiger PV-Energie die Wärmepumpe per Schaltimpuls ein. Im Sunny Portal ist diese Dose mit “nur schalten, nicht messen (!), feste Leistungsaufnahme eingebunden.
    In der Verbraucherbilanz wird allerdings die eingestellte Leisungsaufnahme, ab der die Steckdose schalten soll, visualisiert und zusätzlich zur tatsachlichen Messung per 1. Dose abgebildet. Zudem ist diese falsche Darstellung auch noch so dargestellt, dass die eingestellte “feste Leistungsaufnahme” zu Lasten der Grundlast erscheint. Die Grundlast hat sich ja nicht geändert, geht aber so teilweise auf 0 zurück. Meiner Meinung nach sollte eine Edimax, die nur zum Schalten dient, nicht im Diagramm dargestellt werden, sondern nur darunter bei den Verbrauchern, wo man ja sieht, wenn die PV-Schaltung erfolgt ist oder nicht.
    Gerne stelle ich entsprechende Screen-Shots meiner Verbraucherbilanz zur Verfügung.

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  4. Avatar
    Anna says:

    Leider wird bei mir nur die Leistung dargestellt (wie in Abbildung 1). Wie kann ich sehen wie hoch mein Eigenverbrauch und die Einspeisung waren/sind?

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    • Anke Baars
      Anke Baars says:

      Hi Anna,
      bitte klick dazu im Sunny Portal in der Menüleiste links “Aktueller Status und Prognose”.
      Viele Grüße,
      Anke

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