PV-Energie vielfältig nutzbar machen

von Vivian Bullinger | 30.01.2020

Die Möglichkeiten, die selbst erzeugte PV-Energie einzusetzen, haben sich in den letzten Jahren vervielfacht. PV-Strom zu produzieren und einzuspeisen ist von der einzigen Option zu einer unter vielen geworden. Jetzt steht fast jedem Verwendungswunsch für den PV-Strom eine entsprechende Lösung gegenüber. Um die jeweiligen Wünsche bzw. Anforderungen umzusetzen, bedarf es eines Steuerungssystems, das sowohl die Stromproduktion überwacht, sowie die Verbraucher entsprechend ansteuert. Mit den wachsenden Anforderungen ist aus dem PV-Monitoring System Solar-Log™ ein Energie-Management-System, der Solar-Log Base, entstanden. Der systemoffene Energie-Manager dient nun als Steuerungsschnittstelle zwischen Stromerzeugung, -verbrauch und -einspeisung.

(Quelle: Report on technical risks in PV project development and PV plant operation, 2016, EURAC & TUV-RH)

Die Basis – das PV-Monitoring

Wer eine PV-Anlage auf seinem Dach hat, will natürlich wissen, wie viel Energie erzeugt wird und ob die zuvor berechneten Erträge auch tatsächlich erzeugt werden. Der sicherste Weg, über alles informiert zu sein und Störungen sofort gemeldet zu bekommen, führt über ein PV-Monitoring-System.

Das PV-Monitoring-System erfasst alle Schwankungen oder Ausfälle in der Stromerzeugung und meldet diese umgehend. Die Ursachen für solche Störungen und Anlagenausfälle sind vielfältig. Angefangen vom Ausfall einzelner Module, etwa durch Blitzschlag, Kabel- und Glasbruch oder Hagelschaden, bis zum Komplettausfall ist fast alles möglich. Besonders kritisch sind dabei sogenannte schleichende Leistungsabfälle, da sie ohne ein Monitoring meist erst spät entdeckt werden. Diese entstehen beispielsweise durch Verschmutzungen der Module oder eine wachsende Verschattung (Baum, der im Garten wächst). Zusätzlich gibt es Einflüsse bei den Modulen selbst, welche die Leistung der Anlage schleichend reduzieren. Dazu gehören z. B. sogenannte stellvertretend Microrisse auf Zellebene oder PID (Potential-Induzierte-Degradation).

Doch nicht nur PV-Module sind Quellen für Anlagenstörrungen und Ertragsausfälle und somit finanziellen Ausfällen. Die Leistungselektronik von Wechselrichtern oder DC-DC-optimierten Wechselrichtersystemen kann die Quelle für Anlagenstörrungen sein.

Somit lässt sich auf der Basis anerkannter Felduntersuchungen feststellen, dass weit mehr als 50% aller Fehlerursachen und damit der möglichen Ertragsverlusten einer PV-Anlagen auf die beiden Komponenten PV-Module und PV-Wechselrichter zurückführen lässt.

Smart”er” PV-Energie – Mobilität, Heizung und Speicher

Wenn der PV-Ertrag erfasst und überwacht wird, ist der nächste Schritt der Verbrauch des Stroms. Hier bestehen je nach Wunsch und Anlage verschiedene Optionen. Wenn es um den Einsatz von PV-Strom geht, hat sicherlich der Bereich „Smart Home“ die größten Entwicklungen gemacht. So finden z. B. Batteriesysteme, Wärmepumpen und Elektroautos – die allesamt mit dem selbst erzeugten PV-Strom gefüttert werden können – gerade in den letzten Jahren verstärkt Einzug in Privathaushalte und Industrie.

Elektromobilität – grüner durch PV-Energie

Im Zuge dieser Entwicklung hat sich das reine Solar-Log™ PV-Monitoring zu einem umfassenden Energie-Management-System gewandelt. Neben der Überwachung können dadurch auch Verbraucher angesteuert und deren Bedarf erfasst werden. Die Einbindung von Ladestationen für E-Autos spielt dabei eine wichtige Rolle. So sorgt das Energie-Management System, z.B. in Kombination mit einer KEBA-Stromladestation, für eine optimierte Ladung des Elektrofahrzeuges. Mit der sogenannten Ladestrombegrenzung wird das E-Auto mit minimaler Ladung geladen, auch wenn keine PV-Energie zur Verfügung steht. Sobald ein Überschuss an PV-Energie vorhanden ist, erhält die Stromladestation vom Energie-Manager eine entsprechende Freigabe. Somit wird das Fahrzeug mit dem zur Verfügung stehenden PV-Energieüberschuss geladen. Darüber hinaus können Daten, wie beispielsweise die Ladung, aufgezeichnet und visualisiert werden.

Effektives Laden des Elektrofahrzeuges mit dem Energie-Management-System Solar-Log™. (Quelle: Solare Datensysteme GmbH)

Energie sparen mit gezielter Wärmeregelung

Weiteres Potential, die PV-Energie direkt einzusetzen, bietet die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe. Die Grundidee ist, dass die stromintensive Wärmepumpe mit PV-Strom betrieben wird. Je nachdem, wie die Wärmepumpe an den Energie-Manager angeschlossen ist, wird hierbei entweder ein Freigabesignal oder der Stromüberschuss an die Wärmepumpe gegeben. Wärmepumpen der Hersteller IDM, CTA, Hoval und Stiebel-Eltron sind über deren Protokoll an das Solar-Log™ System eingebunden.

Vorausschauender Betrieb mit Wetterdaten

Zusätzlich können mit dem Solar-Log™ Energie-Manager und einer Wärmepumpe des Herstellers IDM lokale Wetterprognosedaten einbezogen werden. Die Wetterdaten werden stündlich und für zwei Tage im Voraus errechnet. Die darauf basierenden Prognosen ermöglichen eine vorausschauende Steuerung der Wärmepumpe. In der Praxis kann die Wärmepumpe z. B. so eingestellt werden, dass sie um 10 Uhr startet, wenn zu dieser Zeit eine hohe Sonneneinstrahlung prognostiziert wird. So wird vermieden, dass die Wärmepumpe ihre Antriebsenergie unnötig aus dem Stromnetz bezieht.

Die Anbindung einer Wärmepumpe ist je nach Hersteller u. a. per Protokoll möglich. (Quelle: Solare Datensysteme GmbH)

PV-Energie effektiv speichern

Der Betrieb einer Wärmepumpe ermöglicht das Speichern der PV- Energie in Form von Wärme, aber es geht natürlich auch direkter mit einem Batteriespeicher-System. Solche Speicher sind für eine unabhängige Nutzung des PV-Stroms die effektivste Lösung. Der größte Vorteil liegt auf der Hand: Der Strom lässt sich „sammeln“ und steht damit unabhängig von Tageszeit sowie Sonneneinstrahlung zur Verfügung. Durch die Einbindung des Batteriespeichers in das Solar- Log™- System werden Messwerte, wie der aktuelle Ladestand und die Lade- sowie Entladeleistung, direkt erfasst und angezeigt. Als hilfreiche Analyse-Option zeigt der Energie-Manager zudem die Lade-Historie für einen und für sieben Tage an. Der Anlagenbetreiber erhält weitere wichtige Informationen, wie beispielsweise die Stromersparnis durch die Batterienutzung und die Effizienz der Batterielösung selbst. Der Nutzer sieht, welche Energiemenge er aus der Batterie beziehen konnte und was er umgerechnet an Stromkosten eingespart hat.

Aktuelle Ladestand und die Lade- sowie Entladeleistung werden vom Solar-Log™ erfasst und ausgegeben. (Quelle: Solare Datensysteme GmbH)

Direktvermarktung – PV-Energie direkt verkaufen.

Neben den zahlreichen Möglichkeiten im „Smart Home“-Bereich bietet die Vermarktung der PV-Energie eine weitere Einsatzoption. Besonders interessant ist die Direktvermarktung für Betreiber größerer Anlagen, die die PV-Energie nicht oder nur teilweise selbst verbrauchen.

Wie funktioniert die Direktvermarktung?

Wie der Name schon sagt, wird bei der Direktvermarktung der Strom direkt vermarktet bzw. an der Strombörse verkauft. Dazu zählt der Strom aus alternativen Energiequellen wie der Photovoltaik, Windenergie, Biogas oder Wasserkraft.
Durch die Direktvermarktung kann im Prinzip jeder Besitzer einer PV-Anlage seinen PV-Strom verkaufen. Um den Strom an der Strombörse vermarkten zu können, benötigt man allerdings mehrere Akteure und das entsprechende technische Equipment.

Zu den Akteuren gehören u. a. der PV-Installateur, Direktvermarkter, Lösungslieferant zur Anbindung. Der Netzbetreiber und der Direktvermarkter müssen die Möglichkeit haben, die PV-Anlage zu regeln. Dabei muss jede einzelne Regelung der Anlage protokolliert werden. Zum Schluss kommt noch der Verwaltungsaufwand hinzu, um die Anlage für die Direktvermarktung anzumelden. Damit war bis dato der Weg zur Direktvermarktung oftmals kompliziert und kostenintensiv, sodass es sich eigentlich nur für große PV-Anlagen gelohnt hat.
Um diesen bisher komplizierten Weg künftig zu vereinfachen und somit die direkte Vermarktung des Stroms für mehr Anlagenbetreiber interessant zu machen, bietet die Solare Datensysteme mit ihrem Partner virtuelles Kraftwerk der EnBW eine einfache Lösung an. Diese basiert auf zwei Komponenten:

1. Mit dem Energie-Management-System Solar-Log™ gibt es eine technische Lösung.
2. Durch die eingebettete Direktvermarktungsplattform kann der komplette Anmeldeprozess direkt online durchgeführt werden. Über diese Plattform erhält der Anlagenbetreiber ständig alle Informationen zur Vermarktung des PV-Energie.

Der Energie-Manager Solar-Log Base besitzt alle technischen Voraussetzungen: Er liefert die Informationen von der PV-Anlage an den Direktvermarkter und sorgt dafür, dass die Anlage durch diesen regelbar ist. Bei dem neuen Energie-Manager ist die VPN-Funktion, welche für die Datenübertragung benötigt wird, bereits integriert. Damit fallen zusätzliche Kosten weg für ein spezielles VPN-Modem

Für jede PV-Anlage und jeden Wunsch das richtige dabei!

Die diversen Lösungen zeigen, wie flexibel und individuell PV-Energie eingesetzt werden kann. Allerdings verliert man auch recht schnell den Überblick und es stellen sich zwangsläufig die Fragen: Was ist nun die richtige Lösung für meine Wünsche und PV-Anlage? Wie kann ich den PV-Strom am effektivsten nutzen? Wie setze ich das um? Hier hilft der Anruf beim Installateur (Finden Sie hier einen Installateur in Ihrer Nähe). Er kann anhand der technischen Anlagendaten und den gewünschten Einsatz des PV-Stroms eine Lösung erarbeiten und ggf. auch umsetzen. Mit der Monitoring- und Energiemanagement-Lösung von Solar-Log™ haben Sie alle Optionen in Ihrer Hand.

Zurück zur Übersicht