Wichtige Begriffe

Zur besseren Verständlichkeit werden im Folgenden die wichtigsten Begriffe im Zusammenhang mit der Eigenstromnutzung von PV-Anlagen erläutert:

Autarkie:
Autarkie beschreibt das Bestreben, den Strombedarf eines Haushalts möglichst vollständig durch selbst erzeugten Strom zu decken, ohne auf externe Stromquellen angewiesen zu sein.

Autarkiegrad:
Der Autarkiegrad gibt den Anteil des selbst erzeugten Stroms am gesamten Stromverbrauch eines Haushalts an und zeigt, wie unabhängig ein Haushalt vom öffentlichen Stromnetz ist.

Eigenverbrauchsquote:
Die Eigenverbrauchsquote beschreibt den Anteil des selbst erzeugten Stroms, der direkt im eigenen Haushalt genutzt wird, im Verhältnis zur insgesamt produzierten Strommenge.

Prosumer:
Ein Prosumer ist sowohl Produzent als auch Verbraucher von Strom. Der Besitzer einer PV-Anlage erzeugt eigenen Strom, nutzt ihn selbst und speist Überschüsse ins öffentliche Netz ein. Gleichzeitig bezieht er den fehlenden Strombedarf aus dem öffentlichen Netz. Der Begriff setzt sich aus den englischen Wörtern „Producer“ (Erzeuger) und „Consumer“ (Verbraucher) zusammen.

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Ausgangssituation

Die Technik mancher Elektrogeräte, wie beispielsweise Computer, ist nach einigen Jahren veraltet, sodass ihre zuverlässige Funktionsfähigkeit nicht mehr garantiert werden kann. Im Gegensatz dazu sind viele ältere PV-Anlagen auch nach Jahren weiterhin in der Lage, verlässlich Strom zu produzieren.

Allerdings gibt es Leistungsunterschiede zwischen älteren und neueren PV-Anlagen. Vor 20 Jahren konnten Anlagen auf gleicher Fläche nur etwa zwei Drittel der elektrischen Leistung moderner Systeme erzeugen. Zudem weisen Wechselrichter der neuesten Generation einen höheren Wirkungsgrad auf als ältere Modelle. Alterungsbedingte Leistungsverluste sind ebenfalls unvermeidlich,

Die Degradation der PV-Module, also der durch technische Faktoren bedingte Leistungsverlust, wird von den Herstellern in der Regel mit 20 bis 25 Prozent über einen Zeitraum von 20 Jahren angegeben, was etwa 1 Prozent pro Jahr entspricht. In der Praxis ist die Degradation jedoch deutlich geringer und beträgt nur etwa 0,3 Prozent der installierten Leistung pro Jahr. Ein größerer Einfluss auf die Leistung kann durch Verschmutzung der Module oder Moosbewuchs entstehen, abhängig von den Umgebungsbedingungen. Grundsätzlich bleibt die Anlage jedoch auch nach vielen Jahren in der Lage, zuverlässig Strom zu erzeugen.

Angesichts aktueller Entwicklungen in der Energiewirtschaft und den steigenden Klimaschutzzielen wird der Eigenverbrauch von selbst erzeugtem Strom immer attraktiver. Im Folgenden werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, wie Anlagenbetreiber ihre PV-Anlage möglichst lange optimal nutzen und den Eigenverbrauch weiter steigern können.

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Umrüstung der PV-Anlage

Im Zuge des notwendigen Umbaus einer ursprünglich für Volleinspeisung ausgelegten PV-Anlage ist es unerlässlich, die elektrischen Komponenten von einer Elektrofachkraft überprüfen zu lassen. Daher wird dringend empfohlen, die gesamte elektrische Anlage, beispielsweise im Rahmen eines E-CHECKs, einer gründlichen fachlichen Prüfung zu unterziehen. Die Überprüfung der PV-Anlage ist wichtig, da im Laufe der Zeit technische Mängel auftreten können, die erhebliche Auswirkungen auf die Funktion und Sicherheit der Anlage haben.

Der Umbau muss durch eine beim Netzbetreiber registrierte Elektrofachkraft durchgeführt werden. Zudem ist es erforderlich, den zuständigen Netzbetreiber über den Umbau zu informieren und die aktuelle Zählersituation zu überprüfen. In den meisten Fällen müssen der herkömmliche Verbrauchszähler sowie der bisherige Einspeisezähler gegen einen sogenannten Zweirichtungszähler ausgetauscht werden. Für Photovoltaikanlagen mit einer installierten Leistung von mehr als 7 kWp ist zudem der Einbau eines intelligenten Messsystems innerhalb von acht Jahren nach Verfügbarkeit der Geräte gesetzlich vorgeschrieben.

Die vorhandenen Komponenten im Zählerschrank wie z. B. Leitungsschutzschalter für die Wechselrichter der PV-Anlage können nach Überprüfung durch die Elektrofachkraft meistens weiterverwendet werden. Falls noch nicht vorhanden, ist es im Zuge des Umbaus zu empfehlen, zum Schutz der PV-Anlage einen Überspannungsschutz nach DIN VDE 0100–443 nachzurüsten, da jederzeit gefährliche Überspannungen auftreten können.

Verbindlich sind weiterhin die technischen Anschlussregeln Niederspannung VDE-AR-N 4100. Die Anwendungsregeln definieren unter anderem die technischen Anforderungen an Erzeugungsanlagen. Zu beachten sind außerdem weitere Vorgaben der Netzbetreiber in den technischen Anschlussbedingungen (TAB).

Welche technischen Möglichkeiten habe ich, um meinen erzeugten Strom selbst zu nutzen?

Nutzung eines Batteriespeichers:
Bei einer PV-Anlage zur Eigenstromnutzung wird das Haus tagsüber mit selbst erzeugtem Strom versorgt, wodurch ein Autarkiegrad von bis zu 30 Prozent erreicht werden kann. Mithilfe eines Stromspeichers lässt sich überschüssiger, am Tag nicht verbrauchter Strom speichern und in den Abend- und Nachtstunden nutzen.

Tagsüber wird der Speicher mit Strom aus der PV-Anlage geladen und bis zum nächsten Morgen entladen. Durch diese Kombination kann der Autarkiegrad auf über 70 Prozent gesteigert werden. Einige Speichersysteme verfügen zudem über eine Notstromfunktion, die bei einem Netzausfall zum Einsatz kommt und das Haus weiterhin mit Strom versorgt.

Power-to-Heat (Wärmespeicher):
Neben einem Stromspeicher kann überschüssiger Strom aus der PV-Anlage auch zur Erwärmung von Trinkwasser genutzt werden.

Dafür wird ein vorhandener Warmwasserspeicher mit einem elektrischen Heizstab ausgestattet, der beispielsweise über ein Energiemanagementsystem mit der PV-Anlage verbunden wird. Die Umwandlung in Wärme erfolgt mit einem Wirkungsgrad von nahezu 100 Prozent. Für ein Einfamilienhaus sollte der Warmwasserspeicher ein Volumen von mindestens 300 Litern haben. In der Heizperiode kann zudem ein konventionelles Heizsystem über einen separaten Wärmetauscher zur Warmwasserbereitung eingesetzt werden.

Heizungswärmepumpe:
Eine sinnvolle Kombination bietet die Verknüpfung einer PV-Anlage mit einer Wärmepumpe zur Beheizung des Gebäudes. Besonders in den Übergangszeiten Herbst/Winter und Winter/Frühjahr kann die Wärmepumpe den selbsterzeugten PV-Strom effizient für die Heizungsanlage nutzen. Hierbei ist es wichtig, das passende Messkonzept zu wählen. Durch eine optimierte Verschaltung der Zähler können sowohl der Haushalt als auch die Wärmepumpe über die PV-Anlage mit Strom versorgt werden. Elektrofachbetriebe bieten hierzu eine entsprechende Beratung an.

Auch elektrische Direktheizungen können in sehr gut gedämmten Gebäuden von der PV-Anlage mit Strom versorgt werden, um zur Ganz- oder Teilbeheizung beizutragen. Dasselbe gilt für Lüftungs- und Klimatisierungsanlagen.

Warmwasser-Wärmepumpe:
Warmwasser-Wärmepumpen sind aufgrund ihrer geringen Anschlussleistung eine effiziente Alternative zur Warmwasserbereitung. Diese Geräte werden im Gebäude aufgestellt und nutzen die Umgebungswärme als Energiequelle. Häufig wird die Wärme der Umgebungsluft des Aufstellraumes verwendet, wobei Abwärme von anderen Wärmequellen im Raum, wie etwa Wäschetrocknern oder Heizungen, mit genutzt wird.

Elektroauto:
Auch Elektroautos können mit selbsterzeugtem Strom über eine hauseigene Ladeeinrichtung aufgeladen werden. Der Einsatz eines Batteriespeichers in Kombination mit einem Energiemanagementsystem ist dabei sinnvoll, um den Ladevorgang zu optimieren. Möchte man das Elektroauto vorwiegend in den Abendstunden laden, ist ein Speicher mit ausreichender Kapazität erforderlich. Alternativ kann das Fahrzeug auch tagsüber direkt mit PV-Strom geladen werden, selbst ohne Speicher. In diesem Fall erfolgt der Ladevorgang zwar langsamer, aber mit einem höheren Anteil an Solarstrom.

Energiemanagement:
Wenn mehrere Erzeuger oder größere Verbraucher im Haushalt vorhanden sind, wie ein Elektroauto und eine Wärmepumpe, ist ein Energiemanagementsystem empfehlenswert. Dieses System hat die Aufgabe, Erzeugung und Verbrauch optimal aufeinander abzustimmen, um den maximalen Autarkiegrad zu erreichen.

Die Steuerung erfolgt automatisiert, sodass der Nutzer sich nicht aktiv darum kümmern muss. Das System erkennt Überschüsse an erzeugtem Strom, der sonst ins Netz eingespeist würde, und leitet diesen an verschiedene Verbraucher weiter.

Es sorgt außerdem dafür, dass die Gesamtleistung so reguliert wird, dass der Netzanschluss nicht überlastet wird und eine hohe Versorgungssicherheit gewährleistet ist. Gleichzeitig werden die Energiedaten erfasst und dem Nutzer zur Verfügung gestellt.

Wenn der Netzanschluss für netzdienliche Eingriffe bereitgestellt wird, also der Anschlussnutzer dem Netz Lastkapazitäten zur Verfügung stellt, spricht man von „steuerbaren Lasten“ (gemäß §14a Energiewirtschaftsgesetz). Diese Bereitstellung wird mit einem reduzierten Netzentgelt belohnt, was besonders für die Ladeeinrichtungen von Elektroautos attraktiv sein kann.

E-Check und Fachhandwerkersuche

Beim E-CHECK PV wird die Photovoltaikanlage von einem Fachbetrieb der Elektroinnung umfassend auf ihre Leistungsfähigkeit und Sicherheit überprüft. Dabei werden unter anderem die Verkabelung, die Modulleistung, der Wechselrichter, die Software sowie mögliche nachträgliche Verschattungen begutachtet. Diese Inspektion ermöglicht es, die Effizienz der PV-Anlage zu optimieren und das volle Potenzial auszuschöpfen.

Darüber hinaus berät eine qualifizierte Fachkraft zum Thema Energiemanagement. Sie zeigt auf, wie sich Energieerzeugung, -speicherung und -verbrauch optimal aufeinander abstimmen lassen. Zudem wird eine Beratung zur Planung und Installation gegeben, um die PV-Anlage bestmöglich zu nutzen.

Das Ziel des E-CHECK PV besteht darin, den Eigenverbrauch zu maximieren, um die Strombezugskosten zu senken und somit die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage zu steigern. Bei der Planung eines elektrischen Energiespeichers müssen neben dem sicheren Anschluss an die elektrische Anlage auch die erforderliche Speicherkapazität sowie der verfügbare Platz berücksichtigt werden. Der Fachbetrieb berät zu all diesen Aspekten und sorgt für eine fachgerechte Installation.

Der einwandfreie Zustand der elektrischen Anlage sowie der PV-Anlage wird durch ein Prüfprotokoll und die E-CHECK-Prüfplakette dokumentiert. Auch im privaten Bereich sind Betreiber von PV-Anlagen dafür verantwortlich, den ordnungsgemäßen Zustand der elektrischen Anlage zu gewährleisten. Im Schadensfall müssen sie gegenüber dem Versicherer den Nachweis einer fachgerechten Installation erbringen können. Alle weiteren Informationen zum E-CHECK finden Interessierte unter <a herf=“https://www.elektrohandwerk.de/privat/themen/e-check.html „>elektrohandwerk</a>.