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Bedingt durch die gesetzlichen Regelungen des EEG und Inanspruchnahme von Fördermitteln (Tilgungszuschuss) ist die maximal zulässige Einspeisung auf 60 % = 4,368 kW begrenzt. Bei normalem Betrieb – ohne die Funktion ‚prognosebasiertes Laden‘ – ist die Batterie an sonnigen Tagen zwischen Frühjahr und Herbst oft schon um 10:00 Uhr voll geladen. Erst danach wird überschüssige Energie eingespeist. Bleiben bei gutem Ertrag und geringem Verbrauch mehr als 4,368 kW übrig, dann geht alles, was über der Einspeisebegrenzung liegt verloren.
Die Grundlast des Hauses - also ohne Kochen, Waschmaschine, Geschirrspüler oder andere Verbraucher mit höherer Last, beträgt etwa 280 bis 400 Watt.
Mit der Umstellung auf prognosebasiertes Laden wird die Batterie abhängig vom zu erwartenden Ertrag (Prognose aus den Wetterdaten + Berechnung durch die Anlagensteuerung) sofort, teilweise oder verzögert geladen.
Bei guten Ertragserwartungen wird die Batterie morgens nur zu einem kleinen Teil geladen – so ist eine kleine Reserve vorhanden, falls der Verbrauch kurzzeitig höher ist, als der Ertrag. Sobald ein gewisser Ladezustand erreicht ist, wird überschüssige Energie eingespeist. Zwischendurch laufen Einspeisung und Batterieladung teilweise parallel. Das Ziel ist, möglichst viel nicht selbst und durch Batterieladung verbrauchte Energie einzuspeisen. Dabei soll die Batterie am Ende des Tages bzw. der ertragsreichen Zeit möglichst voll geladen sein.
Einige Beispiele:
Vorher - ohne prognosebasiertes Laden: Die Batterie wird immer zuerst geladen, ist hier um ca. 10:00 Uhr voll. Anschließend wird bei zu geringem Eigenverbrauch und gutem Ertrag die Einspeisung auf 60 % = 4,368 kW begrenzt.Obwohl mehr Energie von der PV-Anlage geliefert werden könnte, wird diese wegen der Einspeisebegrenzung nicht abgerufen und ein Teil geht verloren. In der Grafik vom 17.07.2014 sieht man im unteren Teil die rote Linie für die Einspeisebegrenzung. Um etwa 10:20 Uhr setzt die Begrenzung ein, was gut an der abgeflachten Ertragskurve zu senen ist.
Im oberen Teil der Grafik ist auch gut sichtbar, dass die Batterie am Vortag voll geladen war und bis morgens ca. 06:30 Uhr Strom liefern konnte – bis wieder Ertrag von den Kollektoren kam. Ab ca. 09:30 bis 10:20 Uhr lief die Waschmaschine - sonst hätte die Begrenzung noch früher eingesetzt.
Am 3. Juli 2015 wurde die Steuerung der Anlage durch ein Softwareupdate auf prognosebasiertes Laden nachgerüstet. Einige Beispiele:
Nachher - mit prognosebasiertem Laden: Am 11.07.2015 erfolgte bis ca. 08:20 überwiegend Ladung der Batterie, dann Einspeisung und zwischendurch teilweise Ladung der Batterie + Einspeisung parallel dazu. Es erfolgt keine Begrenzung der Einspeisung. Zwischen ca. 13:20 und 14:00 Uhr etwas geringerer Ertrag durch Bewölkung.
Im oberen Teil der Grafik sieht man, dass an diesem Tag die Ladung der Batterie vom Vortag nicht ganz ausgereicht hat und morgens ab ca. 06:30 Uhr Strom aus dem Netz bezogen werden musste – insgesamt 0,53 kWh. Zwischen ca. 11:30 und 12:30 Uhr Verbrauch (Kochen, Geschirrspüler).
Am 08.08.2015 ab ca. 07:30 Uhr erfolgt Ladung der Batterie, dann Einspeisung und zwischendurch teilweise Ladung der Batterie + Einspeisung parallel dazu. Ab ca. 11:30 Uhr bis ca. 14:40 Uhr Verbraucher (Kochen, Geschirrspüler, Waschmaschine). Keine Einspeisebegrenzung.
Am 25.02.2017 ab ca. 08:20 Uhr erfolgt etwas Ladung der Batterie, dann Einspeisung und zwischendurch teilweise Ladung der Batterie + Einspeisung parallel dazu. Um ca. 10:00 Uhr erfolgt die Begrenzung der Einspeisung (gelbe Netzeinspeisung grenzt an rote Linie), aber der restliche Ertrag kann in die Batterie geladen werden und es geht nichts verloren.
Im oberen Teil der Grafik sieht man, dass die Batterieladung vom Vortag nicht gereicht hat. Es mussten 2,69 kWh aus dem Netz bezogen werden. Die kleine Spitze um ca. 01:30 Uhr zeigt eine Batterieladung mit Netzbezug, damit diese nicht tiefentladen wird. Zwischen etwa 10:45 und 13:00 Uhr liefen Verbraucher (Kochen, Waschmaschine), ab ca. 16:40 Uhr erneut etwas höherer Verbrauch - diesmal aus der Batterie.
Die kombinierte Grafik zeigt den Gesamtverlauf am 12.03.2017 mit zugehörigem Batterieladezustand. Zwischen ca. 06:00 und 08:00 Uhr hat die noch vom Vortag vorhandene Batterieladung nicht mehr ganz ausgereicht und es wurde Strom vom Netz bezogen - 0,41 kWh, also sehr wenig. Ab ca. 08:00 Uhr wurde die Batterie parallel zum Direktverbrauch geladen. Ab etwa 08:30 Uhr bei einem Ladezustand von ca. 25 % wurde der überschüssige Strom ins Netz eingespeist.
Ab ca. 09:30 Uhr setze die Einspeisebegrenzung (60 % = 4,368 kW) ein. Nun wurde bis ca. 4,368 kW eingespeist und mit dem Rest des Überschusses die Batterie geladen.
An diesem Tag konnte durch die prognosebasierte Ladung der gesamte Tagesertrag von 38,37 kWh durch Direktverbrauch, Batterieladung und Netzeinspeiung verwertet werden.
Das prognosebasierte Laden ist abhängig von einer guten Wetterprognose und zum Teil vom Lerneffekt der Anlagensteuerung. Es gibt zwischendurch immer wieder Tage, wo das Wetter sich schneller ändert, als dies prognostieziert war. Dann kann es trotz prognosebasiertem Laden vorkommen, dass die Speicherbatterie zu früh voll ist und danach eine Einspeisebegrenzung eintritt. Allerdings geschieht dies eher selten.
Insgesamt hat sich das prognosebasierte bisher sehr bewährt und den nutzbaren Jahresertrag erhöht.
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