Photovoltaikanlagen mit Smart Home optimieren

Photovoltaikanlagen nutzen Sonnenenergie zur Erzeugung von Solarstrom. Im Allgemeinen produzieren sie diesen Strom hauptsächlich während der Mittagsstunden, wenn die Sonneneinstrahlung besonders intensiv ist. Dies führt jedoch dazu, dass zu diesen Zeiten oft mehr Solarstrom verfügbar ist, als im Haus benötigt wird, insbesondere bei Berufstätigen. Eine Lösung dafür bietet die Kombination von Photovoltaik und Smart-Home-Integration, um die Anlage effizienter zu nutzen.

Um zu verhindern, dass der erzeugte Strom ungenutzt bleibt, wird er ohne spezielles Energiemanagement einfach ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Der Betreiber der PV-Anlage erhält entweder einen flexiblen, tagesabhängigen Betrag durch Direktvermarktung oder eine Vergütung in Form der sogenannten Einspeisevergütung. Diese Vergütung ist jedoch in den letzten Jahrzehnten stetig gesunken und liegt derzeit (Stand ab 31.1.2024) bei nur noch 8,6 Cent pro Kilowattstunde (kWh) für Anlagen mit bis zu 10 Kilowatt-Peak (kWp). Die aktuelle Einspeisevergütung kann bei der Bundesnetzagentur eingesehen werden.

Die niedrige Einspeisevergütung steht im Kontrast zu den kontinuierlich steigenden Strompreisen. Im Jahr 2021 betrug der durchschnittliche Strompreis in Deutschland 32,63 Cent pro Kilowattstunde. In ungünstigen Fällen speisen Nutzer also während sonniger Tagesstunden Solarstrom zu einem niedrigen Preis ins Netz ein und müssen während der teureren Abend- und Nachtstunden Strom kaufen, um den Haushalt zu versorgen. An dieser Stelle kommt das Smart-Home-Energiemanagement zum Einsatz.

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Wie soll die PV Anlage mit Smart Home kombiniert werden?

Die Geräte, die durchschnittlich den höchsten Stromverbrauch im Haushalt aufweisen, sind ältere Heizungspumpen, Elektroherde, Gefrierschränke, Kühlschränke und Beleuchtungseinrichtungen. Im Allgemeinen macht es wenig Sinn, diese Geräte in Abwesenheit der Hausbewohner zu steuern. Dies trifft jedoch nicht auf die nächstgrößeren Verbraucher zu, wie beispielsweise Wäschetrockner, Spülmaschinen und Waschmaschinen. Ein Ziel der Verbindung von Smart Home und Photovoltaik könnte daher darin bestehen, diese Geräte möglichst energie- und kosteneffizient zu betreiben.

Angenommen, die Familie verlässt morgens das Haus, das tagsüber leer steht. Durch die Automatisierungsfunktionen des Smart Homes kann programmiert werden, dass Wäschetrockner, Waschmaschine und Spülmaschine um 12 Uhr mittags aktiviert werden oder auch zeitversetzt. Alternativ kann das Smart-Home-System auf Wetterdaten zugreifen und – unter Berücksichtigung vorgegebener Prioritäten – die Geräte genau dann einschalten, wenn ausreichend Strom verfügbar ist, um die geplanten Aufgaben zu erledigen.

Ein weiteres Szenario besteht darin, dass das Smart-Home-System die Photovoltaikanlage prognosebasiert nutzt: Es greift auf Wetterprognosen zu und schätzt basierend auf diesen Daten autonom ein, ob es sinnvoller ist, zuerst einen möglicherweise vorhandenen Stromspeicher zu füllen oder den Strom direkt zu verbrauchen. Dabei werden die Wirkleistungsbegrenzung und der Wunsch berücksichtigt, dass Wäsche und Geschirr zu einem bestimmten Zeitpunkt (zum Beispiel nach Arbeitsschluss) fertig sein sollen.