In den Zeiten von steigenden Energiepreisen ist die Nachfrage an Solar- bzw. Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) für die Erzeugung von Solarstrom extrem gestiegen. Bisher habe ich dazu kein Praxisbeispiel veröffentlicht, wie erzeugter Solarstrom für den Eigenverbrauch genutzt werden kann. 

Zielsetzung und Abgrenzung der Nutzung des erzeugten Solarstroms

Mein Beitrag fokussiert sich auf den bestmöglichen Eigenverbrauch von Solarstrom ohne nennenswerte Einspeisung in das öffentliche Stromnetz. Auch geht das Praxisbeispiel nicht darauf ein, den erzeugten Solarstrom in Stromspeichern zwischen zu speichern. 

Aufbau und Umsetzung der Solarstromerzeugung und Nutzung 

Damit Ihr einen Überblick zum Aufbau der genutzten Hardware und dem Ergebnis bekommt, soll das Schaubild als Einstieg dienen. Die abgebildeten Module und Komponenten sind so im Einsatz. 

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Aufbau Praxisbeispiel: Eigenverbrauch von Solarstrom

Wie wird Solarstrom erzeugt und genutzt?

Genutzt werden 2 Solarzellen mit je 330Wp (watt piek), ausgerichtet nach Süd-Ost und Süd-West. Real liefern die 2 Zellen bei optimaler Sonneneinstrahlung jeweils ca. 300 Watt. An jede Solarzelle ist ein Wechselrichter (Inverter) angeschlossen, um die erzeugte Gleichspannung in die Nennspannung von 230V zu wandeln. 

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Solarzellen auf Dach

Die erzeugte Leistung beider Solarzellen wird anschließend durch einen Zähler (EASTRON SDM120 Modbus) erfasst. Diese Daten lassen sich via Modbus-TCP/IP auslesen, auf einen RaspberryPi mit ioBroker speichern und entsprechen anzeigen. Über eine entsprechende Absicherung (10A) wird die erzeugte Energie in das 230V-Hausnetz am Zählerplatz, in meinem Bsp. auf L1, eingespeist. 

Im Zählerschrank befindet sich der „ATON CAN-EZ3A“. Dieser Energiezähler erfasst elektrische und thermische Energieströme über 3 angeschlossene Klemmwandler (Stromsensoren). Der CAN-Energiezähler wird mit L1 bis L3 und dem N-Leiter angeschlossen und ist jeweils mit einer 2A-Sicherung abgesichert. 

Im Keller befindet sich ein Pufferspeicher (Warmwassertank), welcher bisher immer mit einer Ölheizung auf Temperatur gebracht wurden ist. An dieser Stelle ist zusätzlich der „ATON EHS-R“ verbaut. Der EHS-R ist ein stufenlos regelbarer Heizstab von 50 Watt bis 3000 Watt.

Beide ATON-Geräte sind über eine Funkverbindung (868 MHz) verbunden, tauschen in Echtzeit Daten aus und regeln entsprechend nach. 

Was passiert bei Sonneneinstrahlung?

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SDM 120 Wechselstromzähler

Beide Solarzellen liefern Energie und der Wert wird im SDM120 fortlaufend aufgezeichnet. Der ATON-Energiemesser im Zählerschrank erfasst die aktuelle Energieaufnahme im Haus und erfasst zusätzlich die erzeugte Leistung über die Solarzellen. Liefern diese weniger Energie als aktuell bezogen wird, bleibt der Heizstab aus.

Liefern die Photovoltaik-Zellen aber mehr Energie als derzeit benötigt, wird der Heizstab zugeschaltet und zieht nur soviel Energie, wie die Differenz zwischen erzeugtem und aktuell erforderlichem Verbrauch im Haus ist. Das Ziel ist, die produzierte Energie bestmöglich zu nutzen und durch die Zuschaltung des Heizstabs keine Energie aus dem öffentlichen Stromnetz zu beziehen.

Welche Komponenten wurden im „Praxisbeispiel: Photovoltaik – Eigenverbrauch von Solarstrom“ genutzt?

  • 2x Solarzellen Typ: Maysun Solar und die Umrichter von TSOL
  • 2x EASTRON SDM120 Modbus 1-Phasen Zweirichtungs-Wechselstromzähler
  • 1x ATON CAN-Energiezähler CAN-EZ3A
  • 1x ATON PV-Heizstab ATON EHS-R 
  • 1x Raspberry Pi 3B+ mit ioBroker und Modbus-Adapter

Vorteile und Mehrwerte beim Eigenverbrauch von Solarstrom

Die Nutzung von Solarzellen ist bis zu einer Leistung von max. 600 Watt mit einer entsprechenden Registrierung beim Energieversorger möglich. Die Meldung erfordert keinerlei Freigabe. Kosten fallen dafür auch keine an, wenn Ihr in der Vorgabe bleibt. 

Der Eigenverbrauch der produzierten Energie ist die beste Möglichkeit, die Stromkosten zu senken. Eine bewusste bzw. gewollte Einspeisung ins öffentliche Stromnetz ist durch die geringe Vergütung nicht lohnenswert. 

Durch die 2 Solarzellen wird die Grundlast, also die Standby-Geräte jeglicher Art, tagsüber mit Strom versorgt. Existiert ein Energieüberschuss, wird dieser über den ATON-Heizstab verbraucht und im Pufferspeicher warmes Wasser vorgehalten. Der Effekt ist in den Sommermonaten in der Form zu spüren, dass die Ölheizung in dieser Zeit fast nie läuft. 

Die Anschaffungskosten für die Photovoltaik-Komponenten und der ATON-Hardware mit den Modbus-Zählern beläuft sich ohne Installationskosten auf ca. 1.500 €. Die Einsparung tritt an 2 Stellen auf – Der Ölkessel läuft in den Sommermonaten kaum, was den Heizöl-Verbrauch spürbar senkt. Der produzierte Solarstrom führt zu ca. 1/3 weniger Energiebezug aus dem öffentlichen Netz. Eine Amortisierung tritt bei Betrachtung beider Faktoren nach ca. 2 Jahren ein. 

5 Comments

  • Avatar von Francesco Francesco

    Hallo ich habe genau das gleiche vor. Und habe auch nur eine Balkonkrafzwerk. Besitze schon Pufferspeicher wegen stückholz Heizung und solarthermie. Jetzt möchte ich auch pv Überschuss in den Puffer laden. Wie machst du das alles mit dem ioBroker wenn zb Puffer schon warm ist wie bei mir dann solarthermie Anlage ja bei Sonne gut funktioniert aber halt nicht ausreichend in der Übergangszeit ist. Also was kann das Modul zum pv Überschuss erfassen noch alles schalten kann man zb nen em23 oder sma Home Manager damit ersetzen und diverse andere Steckdosen oder Verbraucher schalten. Über den ioBroker

    • Avatar von Christian Christian

      Hallo Francesco,
      der EHS-R schaltet intelligent den PV-Überschuss in den Pufferspeicher. Dieser ist direkt montiert – Bild „Pufferspeicher mit ATON EHS-R“.

      Der ioBroker erfasst nur die erzeugen PV-Werte und die Verbrauchswerte. Er schaltet keine Energie und dient aktuell zur Visualisierung.

      Der EM23 oder das SMA Smart Meter und evtl. auch das von mir genutzte elgris Smart Meter erfassen den Gesamtverbrauch über alle 3 Phasen (L1, L2 & L3). In meinem Anwendungsfall benötigst du diese Geräte nicht, weil der Energiezähler CAN-EZ3A das übernimmt. Alle Details die der ATON kann, findest du hier: https://www.ta.co.at/x2-energiemanagement/ 



      Viele Grüße, Christian

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