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Smart Home: Solarstrom besser nutzen

Innerhalb weniger Jahre haben erneuerbare Energien das Ziel einer sicheren, günstigen und umweltfreundlichen Stromversorgung in greifbare Nähe gerückt. Nach neuesten Zahlen des Bundesverbands für Energie- und Wasserwirtschaft produzierten Deutschlands PV-Anlagen im Rekordmonat Mai erstmalig etwas mehr als vier Milliarden Kilowattstunden CO2-neutralen Strom. Dies entspricht etwa zehn Prozent des monatlichen Stromverbrauchs in Deutschland und einem Plus von etwa 40% im Vergleich zum Mai des Vorjahres. Im Kontext sinkender Einspeisevergütungen und der Diskussion um Netzentlastung und Eigenverbrauch stellt sich nun die Frage: Wie nutzen wir diesen Strom am besten? Die SMA Solar Technology AG bietet als einer der ersten Hersteller eine umfassende und ausgereifte Systemlösung für das Energiemanagement von Wohnhäusern und gibt damit eine zukunftsweisende Antwort.
Die Sonne scheint und die Solaranlage auf dem Hausdach produziert umweltfreundlichen Strom. Wäre es nicht sinnvoll, diesen Strom jetzt und hier zu nutzen, um die Wäsche zu waschen oder das Geschirr zu spülen? Oder den Strom, falls er gerade nicht benötigt wird, in einer Batterie zu speichern, um ihn am Abend zu verbrauchen? Es wäre sinnvoll – und das aus mehreren Gründen: Mit dem Eigenverbrauch von Solarstrom erhöht sich die Unabhängigkeit der Anlagenbetreiber vom Energieversorger und damit von potenziell steigenden Strompreisen. Die selbst produzierte Energie wird außerdem effizienter genutzt, da hier keine Transportverluste anfallen. Und schließlich entlastet Strom, der direkt am Ort der Erzeugung verbraucht wird, auch die Netzinfrastruktur und kann damit einen Netzausbau vermeiden. Ein möglichst hoher Eigenverbrauchsanteil als Ergebnis eines geschickten Energiemanagements ist also der Schlüssel zu einer dezentralen Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen.

Komponenten des Energiemanagements

Ein erfolgreiches und sinnvolles Energiemanagement im ‚Smart Home‘ basiert auf drei aufeinander aufbauenden Schritten: 1. der umfassenden Analyse, Prognose und Information, 2. der automatischen Verbrauchersteuerung und 3. der Zwischenspeicherung von Energie. Kurz gefasst geht es im ersten Schritt darum, die energetischen Verhältnisse zu verstehen, um sie im zweiten Schritt aktiv zu verändern und schließlich im dritten Schritt weiter zu optimieren. SMA bietet als erster Hersteller eine umfassende Systemlösung für das Energiemanagement auf Haushaltsebene an: den intelligent planenden, leicht bedienbaren Sunny Home Manager, standortbezogene Erzeugungsprognosen über das Sunny Portal sowie das flexible Sunny Backup-System, das die Zwischenspeicherung von Solarstrom ermöglicht und gleichzeitig eine ausfallsichere Stromversorgung in Netzqualität bietet. Zusätzlich entwickelt SMA mit dem Sunny Boy 5000 Smart Energy auch einen wandmontierbaren PV-Wechselrichter mit integriertem Speicher – und damit das erste Großseriengerät dieser Art. Das kompakte und besonders einfach zu installierende Gerät stellt das wirtschaftliche Optimum für typische Hausinstallationen dar und bietet trotz seiner vergleichsweise kleinen Lithium-Ionen-Batterie erstaunliche Möglichkeiten.

Wie funktioniert das SMA Smart Home?

Wenn man die bereits vorhandenen und die kommenden Produktlösungen von SMA zugrunde legt, ergibt sich folgender Systemaufbau: Der Sunny Home Manager ist die zentrale Steuereinheit im SMA Smart Home. Über ein Kommunikationssystem ist er mit dem PV-Wechselrichter Sunny Boy 5000 Smart Energy und den zeitlich flexiblen Stromverbrauchern des Haushalts verbunden. Auf Basis der Erzeugungs- und Verbrauchsprognose, der momentanen Leistungswerte und der Wünsche des Nutzers steuert der Sunny Home Manager die Verbraucher im Haushalt so an, dass sie nach Möglichkeit den selbst produzierten Solarstrom nutzen. Er steuert aber auch den Sunny Boy 5000 Smart Energy, der Überschüsse ganz oder teilweise in seiner integrierten Batterie zwischenspeichern und damit auch die Netzeinspeiseleistung begrenzen kann. Der gespeicherte Strom steht bei Bedarf wieder zur Verfügung, z.B. abends oder nachts, was die Eigenverbrauchsquote zusätzlich erhöht. Der Sunny Home Manager erstellt also optimierte ‚Fahrpläne‘ für die Verbraucher und für das Batteriesystem. Bedienen lässt er sich über einen beliebigen Webbrowser mit Internetverbindung – egal, ob mit dem Smartphone oder dem PC, von zu Hause oder unterwegs.

Sunny Boy 5000 Smart Energy: Speicher inklusive

Der Sunny Boy 5000 Smart Energy ist der erste vollwertige PV-Wechselrichter, der über ein integriertes Speichersystem verfügt. Seine Lithium-Ionen-Batterie hat eine nutzbare Kapazität von rund 2kWh. Diese Größe ermöglicht eine wirtschaftlich günstige Betriebsweise: Während größere Speicher nur an ertragreichen Tagen voll genutzt werden können, lädt sich der kleine Speicher relativ schnell auf und kann daher auch an weniger ertragreichen Tagen Solarstrom wieder zur Verfügung stellen. Damit erhöht er die Eigenverbrauchsquote nahezu ganzjährig um bis zu 50%. Die verfügbaren Lade-Entladezyklen der Lithium-Ionen-Batterie werden also optimal ausgeschöpft, was die spezifischen Speicherkosten minimiert. SMA hat das Gerät auf der Intersolar Europe 2012 erstmals vorgestellt, verfügbar wird es voraussichtlich 2013 sein.

Intelligentes Energiemanagement – Stromversorgung der Zukunft

Verbrauchernahe, netzgekoppelte Speicher als Bestandteil von Smart Homes sind ein wichtiger Baustein der Energiewende: In Deutschland kommen mehr als 70% der PV-Leistung von kleineren PV-Anlagen, die ins Niederspannungsnetz einspeisen, gleichzeitig findet hier auch der größte Teil des Stromverbrauchs statt. Ein dezentraler Ausgleich von Erzeugungs- und Verbrauchsleistung nutzt die geringere Entfernung zwischen Erzeuger, Verbraucher und Speicher und minimiert sowohl die Transportverluste als auch die Netzbelastung. Der Schlüssel hierzu liegt im Eigenverbrauch mithilfe von intelligenten Energiemanagementsystemen und – darauf aufbauend – dezentralen Speichern, die ebenfalls in diese Systeme eingebunden sind. Zusammen sind sie die Wegbereiter für den Umbau der Stromversorgung zum intelligenten Smart Grid auf der Basis erneuerbarer Energien.

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