Q&A PV-Monitoring und Steuerung: Interview mit Dino Zavatta, novagrid ag

Das Monitoring einer PV-Anlage hat mehrere Gründe. Zum einen: da man Strom ja nicht sehen direkt sehen kann, ist es gut durch das Monitoring zu sehen, wieviel die eigene Anlage produziert. Zum anderen: das Monitoring dient dazu, die Solaranlage zu überwachen und evtl. Fehler frühzeitig zu erkennen.

In der Tat ist bei modernen Wechselrichtern eigentlich immer ein PV-Monitoring integriert, zumeist über einen Webbrowser und eine mobile App. Für die kleinere Hausanlage reicht dieses Monitoring zumeist aus. Allerdings: benötigt man tiefere Auswertungen und/ oder hat man mehrere Wechselrichter von unterschiedlichen Herstellern mit unterschiedlichen Visualisierungen im Einsatz, so lohnt sich ein externes PV-Monitoring. Damit können eingehendere Analysen durchgeführt und die Werte von mehreren Wechselrichtern zusammengefasst werden.

Oft heisst es „PV-Steuerung“. Zumeist meint man damit allerdings die Steuerung des Stroms, den man nicht direkt zeitgleich verbrauchen kann („Überschusssteuerung“). Dies hat auch zunehmend ökonomische Gründe. Eine PV-Anlage lohnt sich heute in der Schweiz umsomehr, je mehr vom erzeugten Solarstrom auch selbst verbraucht wird. Dazu benötigt man „intelligente“ Geräte zum Verbrauch resp. zur Zwischenspeicherung (Batterie), damit diese Steuerung (voll-) automatisiert erfolgen kann.

Oft haben Verbraucher den Eindruck, jedes einzelne Haushaltsgerät in die Steuerung einbeziehen zu müssen. Dies ist zwar technisch realisierbar. Allerdings ist der Installationsaufwand so gross, dass sich dies kaum lohnt. Aus diesem Grund sollte man sich besonders am Anfang auf wenige Geräte konzentrieren die aber einen grossen Verbrauch aufweisen (z.B. Wärmepumpe, elektrische Warmwassererzeugung, Ladestation). Verbraucher wie Geschirrmaschine oder Waschmaschien weisen häufig einen negativen ökonomischen Wert bei der Steuerung auf.

Leider ist der Datenaustausch über verschiedene Hersteller auch heute noch oft schwierig. Zwar verwenden die Wechselrichter Hersteller heute fast alle das Sunspec-Protokoll. Allerdings ist dieses Protokoll eher rudimentär und wird von verschiedenen Herstellern unterschiedlich verwendet. Deutlich weiter ist das OCPP (Open Charge Point Protocol) für die Ladestationen. Bei weiteren Geräten (z.B. Wärmepumpen) werden generische Protokolle wie Modbus eingesetzt, die dann aber pro Verbraucher individuell angepasst werden müssen.

Diese Steuerungen aus dem Privatbereich sind eher komplementär zu den „grossen“ Steuerungen zu sehen. Einerseits können auf einfache Art und Weise auch durch Private Geräte in die Steuerung eingebunden werden (allerdings ist ggfs. schon ein Basis-Installationswissen erforderlich). Andererseits können dadurch Menschen an das grosse Thema der „Steuerung“ herangeführt werden, so dass einem selbst Möglichkeiten aber auch Einschränkungen der Steuerung bewusst werden.

Gerade im Bereich Eigenverbrauchsoptimierung hat sich in den letzten Jahren viel getan. Vermehrt sind die Hersteller von Wechselrichtern in diesem Bereich aktiv. Zudem gibt es aber auch private Anbieter, die sich oft auf einzelne Anwendungen spezialisieren wie Smartfox (Warmwasseraufbereitung) und Solarmanager (E-Auto-Steuerung).

Solar-Log geht darüber hinaus, indem es ein ganzes Ökosystem anbietet. Damit können neben den einzelnen Anwendungen (z.B. E-Auto-Ladestation) auch die Bedürfnisse/ Ansprüche des Stromnetzbetreibers berücksichtigt werden. Zudem hat Solar-Log eine grosse Historie, so dass auch die historischen Daten von (heute teilweise nicht mehr verfügbaren) Geräten eingebunden werden.

Wenn ein Hersteller z.B. von Wechselrichter ein Komplettsystem anbietet, so ist dies meistens sehr starr. Möchte der Verbraucher z.B. eine spezielle Ladestation einsetzen, so kann dies oft nicht oder nur schwer in das Komplettsystem eingebunden werden.

Geräteunabhängige Hersteller wie Solar-Log bieten hingegen die Flexibilität, damit man sich nicht selbst in der Auswahl von Geräten einschränken muss. Zudem erfolgt die Elektrifizierung heute mehr und mehr dynamisch – es gibt immer neue Anwendungen (bestes Beispiel: Ladestationen) mit immer neuen Spezifikationen. Damit entwickelt sich das Strom-System in einem Haushalt so dynamisch, dass dies von einem WR-Hersteller praktisch nicht abzudecken ist.

Die Daten rund um den Stromverbrauch geben Hinweise auf private Vorlieben und sind damit als vertraulich zu bewerten. Damit können solche Daten nicht mehr öffentlich geteilt werden. Zudem muss der Zugang zu diesen Daten besonders gesichert sein, wie z.B. mit einer Zwei-Faktor-Authentifizierung.

Bei Solar-Log werden die verschiedenen Daten zuerst lokal zwischengespeichert, bevor sie dann in Deutschland in einer Serverfarm redundant gespeichert werden. Damit unterliegen diese Daten der europäischen Datenschutzgrundverordnung (DSGVO).

Angenommen, man hat bereits eine genügend grosse PV-Anlage sowie Interessenten, die sich von dieser Anlage versorgen lassen wollen.

Der erste Schritt ist die Definition des Netzanschlusspunktes. Dieser Punkt ist der Übergabepunkt zum Stromnetzbetreiber. Damit bestimmt er, inwiefern ein ZEV aufgebaut werden kann und damit auch, inwiefern dies ökonomisch sinnvoll ist.

Darüberhinaus stellt sich die Frage der administrativen Abwicklung, wie nicht zuletzt der Abrechnung. Dabei kann z.B. Solar-Log dazu dienen, die Verbrauchsdaten der einzelnen Verbraucher zu monitoren. Diese Daten können einerseits visualisiert werden. Andererseits sind sie die Grundlage zur Abrechnung des ZEV wie z.B. mit dem Softwareanbieter ClimKit. Dies hat ja nicht zuletzt auch einen Einfluss auf die Nebenkostenabrechnung.

Ältere Häuser haben oft eine beschränkte Leistung des Hausanschlusses, oft genug ist dieser Anschluss mit 25 Ampere abgesichert. Wenn dieses Haus nun neu z.B. mit einer Wärmepumpe und Ladestation(en) für Elektroautos ausgerüstet werden soll, kann man recht schnell an die Sicherungsgrenze kommen.

Hier lohnt sich eine dynamische Laststeuerung. Damit werden Verbraucher, die man zeitlich verschieben/ steuern kann, zu unterschiedlichen Zeitpunkten resp. mit verminderter Leistung betrieben werden. So kann z.B. in Zeiten hoher Last die Ladestation, die max. mit 16 Ampere betrieben werden kann, herunter regeln, um so Lastprobleme im Haus zu vermeiden.

Genau das Gleiche gilt natürlich auch zunehmend für ältere Gewerbegebäude.