Eigenverbrauch oder Netzunabhängigkeit

Die Eigennutzung von Solar- und/oder Windenergie zu optimieren ist das vorrangige Ziel eines Eigenverbrauch-Systems. Zeitpunkt der Energiegewinnung und Zeitpunkt der tatsächlich Energienutzung stimmen oft nicht überein. Dies ist die größte Schwierigkeit bei Solaranlagen.
Es führt dazu, dass Energie aus dem Stromnetz bezogen wird, wenn keine Sonne scheint und in das Stromnetz eingespeist wird, wenn ein Überschuss vorhanden ist.

Überschüssige Energie speichern und bei Bedarf abrufen – das macht ein optimiertes Eigenverbrauch- System. Aufgrund der weiter sinkenden Einspeisetarife sowie steigender Stromkosten und instabiler Versorgungsnetze wird die Eigennutzung des Solarstroms immer interessanter.

Eigenverbrauch-Systeme im Vergleich zu netzunabhängigen Systemen

Vergleicht man ein netzunabhängiges System mit einem Eigenverbrauch-System sind einige wichtige Punkte zu berücksichtigen.

Ein netzunabhängiges oder Insel-System ist nie oder nur selten am Stromnetz angeschlossen. Es wird verwendet, um den gesamten Energiebedarf aller Verbraucher zu decken. Daher ist es für den schlechtesten Fall ausgelegt, wenn alle Verbraucher mit hohem Stromverbrauch gleichzeitig genutzt werden. Dadurch wird ein Wechselrichter mit hoher Leistung für den gelegentlichen Gebrauch erforderlich. Ein anderer ungünstiger anzunehmender Fall wäre, wenn Aufgrund wolkigem Wetter und/oder Windstille keine ausreichende Energie erzeugt werden kann. Zur Überbrückung solcher Engpässe ist ein großer Batteriespeicher notwendig. Dieser würde jedoch, wie auch bei der zuvor genannten Situation (hohe Wechselrichterleistung), nur gelegentlich genutzt werden. Ein netzunabhängiges (Insel) System ist im Hinblick auf die Wechselrichterleistung als auch auf die Batteriespeicherkapazität überdimensioniert.

Bei einem Eigenverbrauch oder Eneriespeicher- System ist das Stromnetz stets vorhanden. Mit der Grid- Assist-Funktion lässt sich das Netz jederzeit unterbrechungsfrei nutzen. Es werden Lastspitzen aus dem Netz versorgt, der Wechselrichter versorgt die Grundlast und wird hinsichtlich seiner Größe darauf bemessen. Die Grundlast ist der Teil des Energiebedarfs, der sich aus den Lasten der Geräte im Dauerbetrieb aufsummiert, in der Regel mit kleinem Strombedarf der einzelnen Geräte. Diese Verbraucher benötigen fast 24-Stunden am Tag Energie. Es sind beispielsweise Kühl- und Gefrierschränke, Heizungspumpen, Ladegeräte und Haushaltsgeräte im Standby-Betrieb. Um die Nutzung der Photovoltaik-Anlage (PV) zu maximieren und den Netzbezug von Strom zu minimieren, betrachten man vor allem diese Grundlastverbraucher. Ziel ist es nicht den Strombezug aller Verbraucher gänzlich zu verhindern, da die Versorgung der Spitzenlasten mit hohen Investitionen in große Wechselrichter verbunden wäre. Die Spitzenlast wird nur kurzzeitig benötigt, das heißt die benötigte Energie ist nicht hoch. Auch die benötigte Batteriekapazität in einem Eigenverbrauch (oder Energiespeicher)-System vergleichsweise gering. Die gespeicherte Energie beschränkt sich auf die überschüssige Leistung aus der Photovoltaik-Anlage. Ein Teil der gewonnenen PV-Leistung wird direkt von den Verbrauchern konsumiert. Die überschüssige Energie wird in den Batterien gespeichert und nachts genutzt.

Was ist ein Energiespeichersystem (ESS)?

Ein Energiespeichersystem (ESS) ist eine bestimmte Art von Stromversorgungssystem, das eine Stromnetzverbindung mit einem Victron-Wechselrichter / Ladegerät, einem GX-Gerät (Bedien- und Steuergerät) und einem Batteriesystem beinhaltet. Es speichert tagsüber Sonnenenergie in Ihrer Batterie, um sie später zu verwenden, wenn die Sonne nicht mehr scheint. Es ermöglicht die zeitversetzte Nutzung von Solarstrom, das Laden von Solarenergie in Batterien, die Bereitstellung von Netzunterstützung und das Einspeisen von Strom zurück ins Netz. Wenn ein Energiespeicher-System mehr Strom erzeugt, als es verbraucht und speichert, kann es den Überschuss in das Netz einspeisen und ihn verkaufen (Einspeisevergütung). Wenn nicht genügend Energie oder Strom zur Verfügung steht, wird automatisch Strom aus dem Netz bezogen. Im ESS-System muss mindestens ein Wechselrichter / Ladegerät sowie ein Bedien- und Steuergerät (GX-Gerät) vorhanden sein. Je nach Anlagenkonfiguration werden zusätzliche, ergänzende Komponenten benötigt.

Wann sollte ein Energiespeichersystem (ESS) verwendet werden?

Verwenden Sie ESS in einem Eigenverbrauchssystem. Ein Backup-System mit Solar oder eine Mischung aus beiden: Sie können beispielsweise 30% der Batteriekapazität für den Eigenverbrauch verwenden und die anderen 70% als Backup für den Fall eines Stromnetzausfalls bereithalten.

Optimierung des Eigenverbrauchs:

Wenn mehr PV-Strom vorhanden ist, als zum Betrieb von Lasten erforderlich ist, wird die überschüssige PV-Energie in der Batterie gespeichert. Diese gespeicherte Energie wird dann verwendet, um die Lasten in den Zeiten, in denen ein Mangel an PV-Strom besteht, zu versorgen. Der Prozentsatz der Batteriekapazität, der für den Eigenverbrauch verwendet wird, ist konfigurierbar. Wenn ein Stromnetzausfall äußerst selten ist, kann er auf 100% eingestellt werden. An Orten, an denen Netzausfälle häufig oder sogar täglich auftreten, können Sie nur 20% der Batteriekapazität verwenden und 80% für den nächsten Netzausfall sparen.

Halten Sie die Batterien zu 100% aufgeladen:

ESS kann auch so konfiguriert werden, dass die Batterien voll aufgeladen bleiben. Der Ausfall des Stromnetzes ist dann das einzige Mal in dem Batteriestrom verwendet wird - als Backup. Sobald das Netz wiederhergestellt ist, werden die Batterien entweder vom Netz oder von Sonnenkollektoren aufgeladen - sofern verfügbar.

ESS in einem System mit Generator

Auch die Einbindung einens Dieselgeneratorsals Backup ist im ESS möglich. Dieser liefert dann die Energie wenn längere Netzausfälle auftreten. 

Mit und ohne Gridmeter

Ein ESS kann sowohl mit als auch ohne einen externen Netzzähler verwendet werden.
Wo ein Gridmeter vorhanden ist, kann ein vollständiges oder ein teilweise netzparalleles System konfiguriert werden. Wo kein Gridmeter vorhanden ist, sind alle Lasten an AC-out angeschlossen.

Optionale Einspeisung von MPPT Solar-Ladegerät

MPPT Regler erzeugen eine Gleichspannung zum Laden der Battrie. Mit ESS kann der Strom von einem MPPT in das Netz zurückgespeist, oder die Einspeisung kann ausgeschaltet (verhindert) werden.

Fronius Zero-Einspeisungsoption

Durch die Verwendung der Leistungsreduzierungsfunktion in Fronius-Wechselrichtern kann das ESS-System die Leistung der installierten PV-Wechselrichter automatisch reduzieren, sobald eine Rückkopplung erkannt wird - ohne Umschalten und Frequenzverschiebung.
Es ist nicht möglich, ESS mit dem Fronius Smart Meter zu kombinieren - aber es ist auch nicht erforderlich, da ESS bereits über eine Messung verfügt.