Lohnender Sport

Es war eine der ersten Anfragen dieser Art, die Rolf Hofmann letztes Jahr erreichte. Ein Müller wollte das Gebläse seiner Getreidemühle direkt aus seiner Photovoltaikanlage speisen – und so den teuren Netzstrom sparen. Technisch ist das sinnvoll und nicht sonderlich kompliziert. Nur: Noch gibt es kaum solche Anwendungen. Erst seit am 1. Januar 2009 die EEG-Novelle in Kraft trat, setzten sich die Entwickler daran, das Problem zu lösen. In der Novelle regelt der Paragraph 33 eine Kompensation für den eigenverbrauchten Strom, wodurch sich der Müller ungefähr so viele Einnahmen versprach wie bei einer Netzeinspeisung.

Er hatte Erfolg mit seiner Anfrage, da die Firma Kaco, bei der Rolf Hofmann als Leiter des Produktmanagements arbeitet, als eine der ersten Firmen bereits zur letzten Intersolar auf die Eigenverbrauchsregelung reagiert hatte.

Nach den Ankündigungen der Regierung, die Einspeisevergütung zu senken und den Eigenverbrauch, relativ gesehen, stärker zu fördern, stehen weitere Hersteller in den Startlöchern, um Produkte für den Eigenverbauch anzubieten. Eine besonders ausgefeilte Neuheit von Meteocontrol gewann jetzt sogar den dritten Preis beim Innovationswettbewerb des Photovoltaiksymposiums in Staffelstein.

Das Konzept von Kaco ist dagegen einfach. Knallt die Sonne auf das Dach, arbeitet der Wechselrichter bei hoher Leistung. Er schickt ab einer bestimmten Leistung, die man in 250-Watt-Schritten einstellen kann, einen Spannungsimpuls an ein Relais – Kaco benennt es nach der Nummer des Paragraphen Relais 33. Es schaltet die Spannung an einen neu geschaffenen Ausgang des Wechselrichters. Daran schließt der Installateur einen weiteren elektronischen Schalter an, der das Gebläse an- und ausschaltet.

„Das Relais war schnell auf dem Markt, einfach anzuwenden und deshalb preisgünstig“, sagt Hofmann. Trotz der einfachen und klaren Idee: Die Erwartungen des Vertriebs hat es bisher nicht erfüllt. Zum einen kann ein Wechselrichter nur ein Lastrelais schalten. Zum anderen interessierten sich noch zu wenige Kunden überhaupt für den Eigenverbrauch, um dieses Optimierungsangebot nachzufragen. Dabei funktioniert es nicht nur mit Gebläsen, sondern auch mit Waschmaschinen und anderen Geräten in Gewerbebetrieben. Deshalb könnte der Plan der Bundesregierung die Wende bringen.

Vorteil bei Eigenverbrauch wächst

Doch welche Gewinnchancen winken wirklich? Zum 1. Juli sinken die Einspeisevergütungen für Dachanlagen voraussichtlich um 16 Prozent. Für den Anteil, den der Betreiber selbst verbraucht oder direkt an Dritte abgibt, zahlt der Energieversorger zwölf Cent weniger als bei Netzeinspeisung. Beträgt der Nettostrombezugspreis des Kunden, wie vom Bundesumweltministerium angenommen, 20 Cent pro Kilowattstunde, hat er trotzdem einen Vorteil von acht Cent (siehe Tabelle Einspeisung und Eigenverbrauch im Vergleich) gegenüber der Einspeisung. Das meinte der Bundesumweltminister, als er Anfang des Jahres von einem höheren Bonus sprach.

Es handelt sich aber immer noch nur um kleine Summen. Wenn eine Familie ihren Jahresverbrauch von 4.000 Kilowattstunden zu 20 Prozent aus der Photovoltaikanlage deckt, wären das jährlich 64 Euro Mehreinnahmen. Über die gesamte Förderdauer sind das 1.280 Euro. Allerdings ist die Installation für die Eigennutzung etwas teurer, und es wird ein zusätzlicher Zähler benötigt (siehe Artikel Seite 86). Diese Mehrkosten schmälern den Gewinn. Wirklich lukrativ wird der Eigenverbrauch in diesem Beispiel daher erst, wenn der Strompreis, für den man ohne Eigenverbrauch die elektrische Energie kaufen muss, auf über 20 Cent ansteigt.

Allerdings lässt sich der Gewinn auch durch andere Maßnahmen steigern. Wenn der Betreiber seinen Eigenverbrauchsanteil noch erhöht oder wenn größere Dächer ins Spiel kommen, sieht die Rechnung nämlich besser aus. Bisher war die Direktverbrauchsoption auf Photovoltaikanlagen bis zu einer Nennleistung von 30 Kilowatt begrenzt. Nach der geplanten Änderung des EEG kann die Direktverbrauchsoption künftig sogar für Anlagen bis 800 Kilowatt genutzt werden.

Den Eigenverbrauchsanteil kann man im Prinzip erhöhen, indem man seine Geräte per Hand einschaltet, wenn die Sonne scheint. Die größte Hürde wird sein, dass die Menschen dafür ihr Verhalten ändern müssen. Neue Produkte und automatisierte Lösungen können das erleichtern.

Neue Produkte steigern Gewinn

Sie zielen bisher auf kleinere Anlagen von Familien und Gewerbetreibenden. Die Firma SMA hat ermittelt, dass in Haushalten ohne Zusatzmaßnahmen 20 bis 30 Prozent des Verbrauchs in die Zeiten der Solarstromerzeugung fallen. Mit einfachen Optimierungsmaßnahmen ließe sich dieser Anteil noch um zehn Prozentpunkte steigern. Da das bei kleinen Anlagen nur geringe Zusatzeinnahmen verspricht, sind für den Einstieg Lösungen interessant, die die Anlagenüberwachung, falls sie überhaupt vorgesehen ist, nur ein wenig erweitern. Eine Anlagenüberwachung holt sich die elektrischen Daten vom Wechselrichter oder von den Stromzählern, falls diese einen digitalen Ausgang haben. Sie stellt je nach Modell grafisch mehr oder weniger schön aufbereitet dar, wann die Anlage wie viel Strom produziert, so dass die Familie ihren Verbrauch darauf abstimmen kann.

Langfristig kann die Familie besser lernen, ihren Eigenverbrauch zu steigern, wenn die Anlagenüberwachung auch den Verbrauch protokolliert und grafisch der Erzeugung gegenüberstellt. Dazu bietet die Firma Solare Datensysteme etwa zusätzlich einen sogenannten S0-Stromzähler für rund 200 Euro an, der auch den Verbrauch des Haushaltes digital an den Datenlogger meldet. Der stellt den Verbrauch dann auch grafisch dar und rechnet die Eigenverbrauchsquote aus, so dass man das Resultat seines Stromverbrauchverhaltens direkt sieht.

Die 200 Euro kann man sich aber unter Umständen sparen. Um den Eigenverbrauch sichtbar zu machen, reicht es im Prinzip aus, wenn der Energieversorger einen Smartmeter gesetzt hat, also einen Stromzähler, der zeitgenaue Auswertungen ermöglicht. Dann kann der Kunde selbst versuchen, die Energiedaten zusammenzuführen.

Auch Conergy will schöner messen, auswerten und anzeigen und trommelt dafür gerade 100 Testkunden zusammen. Sie werden mit einer Vision Box ausgestattet, einem hübschen Display, das die Verbrauchs- und Erzeugungskurve jederzeit sichtbar im Wohnbereich präsentiert. Die Testphase werde zum 1. Juli abgeschlossen, hieß es beim Start der Kampagne „Eigenverbrauch jetzt!“. Danach wird das Produkt für etwa 700 Euro auf den Markt kommen. Die Vision Box ist übrigens identisch mit dem VM touch von Voltwerk. Beide Geräte dienen in erster Linie zur Überwachung der Anlage mit bis zu 20 Wechselrichtern. Die zusätzlichen Funktionen zur Auswertung des Eigenverbrauchs erfordern jedoch ebenfalls Eingangsdaten von einem geeigneten Zähler. Steffen Elster, Leiter des Produktmanagements bei Voltwerk hofft, dass die Nutzer ein Bewusstsein für ihren Stromverbrauch entwickeln und ihre Geräte entsprechend nutzen.

Innovationspreis für Automatik

Deutlich weiter geht das neue Gerät Web Log Comfort der Firma Meteocontrol. An dem Tag, an dem die Regierung ihre Pläne zur Veränderung des EEG ankündigte, begann das 25. Symposium Photovoltaische Solarenergie in Bad Staffelstein. Dort stellte das Augsburger Unternehmen das Gerät vor und gewann den dritten Preis beim Innovationswettbewerb 2010.

Von außen ist der Web Log Comfort ein kleiner, dezent gestalteter Kasten. Ist er eingeschaltet, leuchtet auf dem Touchscreen eine schöne Villa mit Solaranlage. Das Gerät ist ein modifizierter Datenlogger. Es erfasst nicht nur, was die Solaranlage produziert, und stellt das dem Verbrauch im Haus gegenüber, es schaltet auch nach Wunsch Verbraucher automatisch zu. Von daher ist es eine Kombination von Kacos Relais 33 und den Monitorgeräten einiger Hersteller. Durch die Kombination gibt es eine deutlich bessere Steuerung des Eigenverbrauchs.

Die jeweiligen Geräte, wie Waschmaschine, Geschirrspüler oder Trockner, werden mit fernsteuerbaren Steckdosen ausgerüstet, ihre Leistungsdaten als Profil hinterlegt. Sie werden darüber hinaus eingeteilt in Verbraucher, die generell automatisch eingeschaltet werden, und solche, die der Nutzer noch manuell freigeben muss. Es gibt also viele Möglichkeiten, Kriterien zu definieren, nach denen die Automatik arbeitet.

Dazu zieht die Automatik sogar eine Wetterprognose hinzu, die Meteocontol extra zahlenden Kunden per Internet liefert. Man kann dann programmieren, dass die

Waschmaschine sich nur einschalten soll, wenn gerade die Sonne scheint und die Vorhersage meldet, dass die Wetterlage noch zwei Stunden anhält. Der Datenlogger soll in seiner Grundfunktion ab dem zweiten Quartal 2010 in Deutschland und international verkauft werden. Die Zusatzausrüstung, mit der man den Datenlogger zur Steuerung des Eigenverbrauchs nutzen kann, soll deutlich unter 100 Euro kosten. Die Funksteckdosen und die Wetterprognose sind Zusatzleistungen, die etwas später erhältlich sind und zusätzlich kosten.

Ob sich dieses Konzept rechnet, hängt davon ab, inwieweit es den ohne Zusatzmaßnahmen wahrscheinlichen Eigenverbrauch von 20 bis 30 Prozent erhöht. Diese Zahlen hat Meteocontrol noch nicht, doch ein ähnlich aufgebauter Versuch mit Testkunden in Mannheim erbrachte zehn bis zwölf Prozentpunkte mehr Umschichtungen. Im Beispiel des kleinen Hauhaltes mit 4.000 Kilowattstunden Jahresverbrauch ergäben sich daraus über 20 Jahre zusätzliche Einnahmen von etwas mehr als 30 Euro im Jahr, mit denen das Gerät bezahlt werden muss. Je höher der Strompreis steigt, desto eher rechnet es sich allerdings.

Damit das System funktioniert, müssen Haushaltsgeräte erst noch an solch eine automatische Steuerung angepasst werden. Etliche Elektrogeräte lassen sich nur per Knopfdruck einschalten. „Die Entwicklung muss dahin gehen, dass in die Haushaltsgeräte Steuerungsmodule integriert werden“, sagt Meteocontrol-Vertriebsleiter Michèle Rascher.

Der Überraschungscoup von Meteocontrol führt allerdings nur zu einem kurzfristigen Vorteil gegenüber den Wettbewerbern. SMA kündigt an, im Juni zur Intersolar eine ähnliche Lösung vorzustellen. Die Details bleiben bis dahin noch unter Verschluss. Der Trend geht zu einfachen Lösungen, die Geld sparen. „Wir werden daran arbeiten, jede gängige Zählerschnittstelle auszulesen, damit möglichst kein zusätzlicher Installationsaufwand anfällt“, sagt Volker Wachenfeld, Bereichsleiter für Off-Grid-Systemtechnik. Das gilt sogar für analoge Zähler, auf die ein digitaler Kodierer aufgesteckt werden kann. Außerdem sei es ihm wichtig, für die Schaltkontakte ein Konzept zu finden, das es leichter macht, Verbraucher anzuschließen, und etwa Gewerbetreibenden ermöglicht, beliebige Relais oder Funkstecker zu nutzen. Außerdem rät SMA, dass man beim Eigenverbrauch nicht nur auf die Produktion des Solarstroms achtet, sondern auch auf den Verbrauch. Sonst könne es passieren, dass man auch zu sonnigen Stunden mehr Strom verbrauche, als man erzeuge. Das wäre schlecht für den Geldbeutel.

Auch andere Unternehmen sehen das Potenzial, mit Produkten für den Eigenverbrauch ein Geschäftsfeld zu erschließen. Sunways „sieht sich gefordert, etwas zu entwickeln“, will aber noch nichts Genaues sagen, ebenso Centrosolar. Solarworld will in Kürze in der Lage sein, Verbrauch und Erzeugung gegenüberzustellen. Außerdem arbeite die Entwicklungsabteilung an Lösungen für die Steuerung von Verbrauchern, sagte Sprecherin Daria Bereschka. Die Pioniere bei Kaco warten dagegen erst einmal ab. Es sei zwar sein Ziel, das Relais 33 noch intelligenter zu machen, antwortet Rolf Hofmann. „Es gibt aber noch nichts Konkretes.“

Zukünftig mit Speicher

Heiß diskutiert wird die Frage, ob und wann Eigenverbrauch und Batteriespeicherung zusammenfinden werden. Mit Stromspeichern lässt sich der Eigenverbrauchsanteil deutlich erhöhen, ohne dass man den Strom genau dann verbrauchen muss, wenn die Sonne scheint. Eine preiswerte und leistungsfähige Batterietechnologie stehe erst in einigen Jahren zur Verfügung, die Eigenverbrauchsregelung sei dagegen voraussichtlich bis Ende 2011 befristet, gibt aber Centrosolar zu bedenken. Das sei zu wenig Zeit, um diese komplexe Technologie in kosteneffiziente, marktgängige Systeme umzusetzen. Zuversichtlicher ist Volker Wachenfeld von SMA, schließlich hat die Firma mit dem Sunny Backup bereits eine taugliche Lösung auf dem Markt. Er dient – wie Geräte von anderen Anbietern – als Schutz vor Stromausfällen. Diese Geräte werden deshalb meistens aus dem Netz geladen. Bis zum Inkrafttreten der Eigenverbrauchsregelung hat es sich nämlich nicht gelohnt, die Batterien mit Sonnenstrom zu laden. Besser war es, ihn einzuspeisen, die Einspeisevergütung zu kassieren und Netzstrom zu bezahlen.

Für den Eigenverbrauch lohnt sich die Installation der auf dem Markt befindlichen Geräte derzeit noch nicht. Die Anschaffungskosten von etwa 3.500 bis 4.000 Euro, die Lebensdauer der Bleibatterien von 

1.500 Ladezyklen – außerdem gehen sie nach rund zehn Jahren sowieso kaputt – die Speicherverluste und der geringe Wirkungsgrad von 85 Prozent führen zu Kosten von 20 bis 30 Cent pro gespeicherter Kilowattstunde.

SMA-Bereichsleiter Wachenfeld ist sich aber sicher, dass Batterien mittelfristig eine stärkere Rolle spielen werden. Die Technik werde besser. Wirkungsgrade von Lithiumbatterien und deren Zyklenanzahl seien schon deutlich gestiegen. Für einen Haushalt genügten schon kleine Speicher mit zwei bis vier Kilowattstunden. Außerdem könnten sie einen Beitrag zur besseren Regelbarkeit des Netzes leisten. In Australien werde das System zum Beispiel gerne in abgelegenen Gebieten verwendet, damit der Netzbetreiber in Spitzenzeiten darauf zugreifen kann.

Nächstes Jahr auf dem Markt

Mit Lithium-Ionen-Akkus experimentieren seit einem halben Jahr Conergy und Tochter Voltwerk. Die Unternehmen beteiligen sich am Forschungsprojekt Sol-ion gemeinsam mit dem Batteriehersteller Saft, dem Fraunhofer IWES, dem ISEA der RWTH Aachen, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW), Eon Bayern, Tenesol und dem CEA-INES in Frankreich. Ziel ist ein Speichersystem für Solarstrom, das alle wichtigen Funktionen integriert. Ein erster Prototyp werde bereits im Labor getestet, sagte Steffen Elster von Voltwerk. In dem kühlschrankgroßen Gerät seien der Wechselrichter, der Laderegler, ein Computer für das Energiemangement und die Lithium- Ionen-Batterien enthalten. Die Kapazität beträgt fünf Kilowattstunden. Ein wichtiger Teil der Intelligenz des Systems besteht darin, den eingespeisten Solarstrom je nach Bedarf auf den Haushalt, die Batterie und das Netz zu verteilen und auch als Back-up bei Stromausfällen einzuspringen. Der Wirkungsgrad eines integrierten Systems sei höher als bei den bisher bekannten Systemen, weil die Batterien direkt aus dem Zwischenkreis des Wechselrichters geladen werden, erläutert Elster. Deshalb könne sich die Anschaffung für den Eigenverbrauch schon lohnen, wenn das Gerät 2011 auf den Markt komme. Die Batteriepreise würden jedoch erst dann deutlich fallen, wenn die Autoindustrie sie verstärkt nachfrage. „Der Schub über die Solarbranche reicht nicht aus, wir müssen warten, bis die Autoindustrie vorangeht.“

Auf der Überholspur befindet sich unterdessen Solarworld, wenn die Firma ihre Ankündigungen wahr macht. Schon zum Sommer wollen die Bonner ein Paket für Eigenstromversorger schnüren. Darin seien dann eine Photovoltaikanlage, eine Verbrauchskontrolle und ein Batteriespeicher enthalten. Die Kosten für das Batteriesystem im Haushalt schätzt Nachhaltigkeitschef Milan Nitzschke auf 3.000 Euro. Um die Technik voranzubringen, werde Solarworld aber für die ersten Systeme einen günstigeren Einstiegspreis bieten. Das Unternehmen verhandelt gerade mit zwei Batterieherstellern über eine Partnerschaft. Je nach Erfolg kommt das System mit Lithium-Ionen- oder mit Blei-Gel-Batterien auf den Markt. Mit einem besseren Lastmanagement und der Batteriespeichertechnik soll der Stromverbrauch schließlich so abgestimmt werden, dass die Einspeisung entfällt. „Wenn 2013 die Netzparität kommt, müssen die Batterien massenweise im Einsatz sein“, sagt Nitzschke. Die Hoffnung ist, dass sich Photovoltaik dann selbst trägt.

Batteriesystem wird sich lohnen

Das Rennen bleibt also spannend, und es ist schade, dass Investoren, die noch im ersten Halbjahr ans Netz gehen, erst später nachrüsten können. Die bereits angesprochene Familie könnte mit Hilfe der Batterien nahezu den gesamten Solarstrom selbst verbrauchen, wenn Anlagengröße und Bedarf übereinstimmen. Dass sich ein Batteriesystem lohnen kann, zeigt die Rechnung für die Familie mit dem Jahresstromverbrauch von 4.000 Kilowattstunden (siehe Tabelle). Über 20 Jahre winken ihr bei 100 Prozent Eigenverbrauch 6.000 Euro Zusatzeinnahmen. Allerdings muss man berücksichtigen, dass zu den Anschaffungskosten weitere Ausgaben dazukommen werden. Die herkömmlichen Blei-Batterien haben eine begrenzte Lebensdauer von zehn Jahren. Die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterien ist noch nicht abgeschlossen, so dass nach einiger Zeit ein Austausch sinnvoll sein kann.

Unabhängig von der Batterieentwicklung: In Gewerbe und Industrie kann der Strom dank der energieintensiven Produktion schon jetzt spielend verbraucht werden. Auf einem Krankenhaus oder einer Kühlhalle mit hoher Grundlast kann die gesamte Strommenge direkt an die Verbraucher gehen, ohne dass ein besonderes Energiemanagement nötig ist. Unter Umständen ist es für Betreiber größerer Dachanlagen sogar sinnvoll, mit der Investition auf die neue Eigenverbrauchsregelung zu warten. Wer heute eine 800-Kilowatt-Anlage mit einem Jahresertrag um die 700.000 Kilowattstunden anschließt, erzielt für die reine Einspeisung Einnahmen von 247.000 Euro pro Jahr. Wäre er in der Lage, diese Menge Strom selbst zu verbrauchen, kann er die gleichen Einnahmen auch nach dem ersten Juli realisieren, sofern sein Strombezugspreis netto 17,6 Cent pro Kilowattstunde übersteigt und die geplante Regelung wirklich in Kraft treten sollte.

Zusätzlich zum Eigenverbrauch können sich Betreiber großer Dachanlagen auch überlegen, den Strom an Dritte weiterzuverkaufen und dadurch ebenfalls von den höheren Vergütungen zu profitieren. Ein Modell, das besonders für Pächter von Dächern interessant werden dürfte. Auch die zukünftige Entwicklung des Strompreises sollte mit berücksichtigt werden. Wer sich heute die Option auf den Direktverbrauch offenhält, kann steigenden Preisen künftig die Stirn bieten.

Die Grundinstallation für den Eigenverbrauch wird ab der zweiten Hälfte des Jahres also vermutlich die neue Standardinstallation werden und die Verbesserung der Eigenverbrauchsquote ein lohnender Sport. Deshalb müssen auch die Solarteure auf entsprechende Anfragen vorbereitet sein. Mit dem neuen Eigenverbrauch und den Produkten, ihn zu nutzen, haben sie ein gutes Verkaufsargument an der Hand.

Die Eigenverbrauchsförderung sinkt nach dem ersten Plan der Bundesregierung weniger als die Einspeisevergütung. Außerdem sollen in Zukunft auch größere Anlagen gefördert werden, was für Gewerbebetriebe sehr interessant ist.

Diese Überschlagsrechnung zeigt, wann sich der Einsatz eines Stromspeichers bei der Eigenverbrauchsnutzung rechnet.