Eigenverbrauch und Eigenversorgung

Zwei Kennzahlen beschreiben, wie eine PV-Anlage im Haus und das Netz die Versorgung teilen. Sie beruhen auf denselben Energieströmen, setzen sie aber zu unterschiedlichen Gesamtmengen ins Verhältnis und entwickeln sich oft gegensätzlich. Beide folgen den Definitionen aus dem Bericht des Photovoltaikprogramms der Internationalen Energie-Agentur zu Eigenverbrauchspolitik (IEA PVPS).

Definitionen

Eigenverbrauch ist der Anteil der PV-Erzeugung, den das Haus selbst nutzt, statt ihn einzuspeisen.

Self-consumption = PV used in the home / PV produced

Im Alltag beantwortet die Kennzahl die Frage: „Wie viel von meinem Solarstrom verbrauche ich selbst?“ Ein hoher Wert bedeutet, dass wenig Strom das Haus verlässt. Er sagt nichts darüber aus, wie viel der Stromrechnung die Sonne deckt.

Der Autarkiegrad, auch Autarkie genannt, ist der Anteil Ihres Stromverbrauchs, den Ihre eigene PV-Anlage statt des Netzes deckt.

Self-sufficiency = PV used in the home / total electricity used in the home
                 = 1 - (electricity bought from the grid for your own use / total electricity used)

Im Alltag beantwortet sie die Frage: „Wie viel meines Stroms liefert die Sonne?“ Ein hoher Wert bedeutet, dass Sie wenig Strom aus dem Netz beziehen. Der Nenner ist der Verbrauch im Haus und nicht die Erzeugung der Module.

Ein kleines Beispiel mit runden Zahlen, kein Simulationsergebnis: Die PV-Anlage erzeugt 6.000 kWh und speist 2.000 kWh ein. Somit nutzt das Haus 4.000 kWh selbst. Der Gesamtverbrauch beträgt 10.000 kWh, davon kommen 6.000 aus dem Netz. Der Eigenverbrauch liegt bei 4.000 / 6.000, also etwa 67 %. Die Eigenversorgung beträgt 4.000 / 10.000, also 40 %.

Mit einer größeren Anlage gehen die beiden Werte auseinander. Eine kleine Anlage in einem Haus mit hohem Verbrauch hat einen hohen Eigenverbrauch und eine niedrige Eigenversorgung: Fast alles, was sie erzeugt, wird genutzt, deckt aber nur einen Teil des Bedarfs. Bei einer großen Anlage ist es umgekehrt.

EnergyFlow zeigt den Eigenverbrauch als Prozentwert und als kWh PV-Strom, die vor Ort genutzt werden. Verwendet wird die folgende Formel. Die Eigenversorgung wird nicht als Kennzahl angezeigt. Ohne Batterie und Auto lässt sie sich aus den Ergebnissen berechnen: selbst verbrauchte PV geteilt durch (selbst verbrauchte PV plus gesamter Netzbezug). Mit Batterie oder Auto teilen die Ergebnisse den Netzbezug nach Ziel auf (Haus, Batterie, Auto). So können Sie Strom ausklammern, der nur zum späteren Verkauf gekauft wurde. Das Ergebnis bleibt eine Schätzung.

Die Formel von EnergyFlow

Das Modell vergleicht in jeder Stunde die PV-Erzeugung mit dem Eigenbedarf des Hauses: Heizung, Kühlung, Warmwasser, Lüftung und Haushaltsstrom. Das Laden der Batterie oder des Autos zählt nicht zu diesem Bedarf. Die Berechnung erfolgt in diesen Schritten:

PV surplus (hour) = max(0, PV - house demand)
Export from PV (hour) = min(grid export, PV surplus)
Self-consumption = (annual PV - sum of export from PV) / annual PV

Der Wert liegt immer zwischen 0 und 100 %.

Aus der Definition folgen zwei Dinge.

Erstens gilt PV-Strom, der in die Batterie oder das Auto fließt, als vor Ort genutzt. Das Modell zählt ihn nicht als Einspeisung, auch wenn die Batterie ihn später verkauft.

Zweitens senkt nur die Einspeisung von PV-Strom den Eigenverbrauchswert. Ist der Netzexport in einer Stunde höher als der PV-Überschuss, wird der zusätzliche Teil der Batterieentladung und danach dem Auto zugerechnet. Eine Batterie, die aus dem Netz geladen wird und bei hohen Preisen Strom einspeist, senkt den PV-Eigenverbrauch nicht. So bleibt die Kennzahl aussagekräftig, wenn eine Steuerung Strom aus dem Netz handelt.

Warum Kostenoptimierung den Eigenverbrauch senken kann

Der regelbasierte Modus, eine feste Prioritätenfolge ohne Preise, leitet PV-Überschuss immer zuerst in die Batterie. Das ergibt konstruktionsbedingt einen hohen Eigenverbrauch. Der preisbewusste Optimierer, der mit einem dynamischen Tarif (Stundenpreise) und einer Batterie arbeitet, versucht nicht, eine Kennzahl zu maximieren. Er minimiert die Kosten.

Bei hohem Einspeisepreis kann er PV-Strom einspeisen, statt ihn für später zu speichern. Oder er lädt die Batterie nachts mit günstigem Netzstrom. Dann ist mittags weniger Platz für PV-Strom, der eingespeist wird. Beide Entscheidungen senken den Eigenverbrauch und können trotzdem die Stromrechnung verringern. Ein niedrigerer Prozentwert mit dem Optimierer bedeutet nicht, dass etwas falsch läuft.

Was ihn beeinflusst

Es gibt keinen allgemeingültigen Wert, denn das Ergebnis hängt vom Haus ab. Die wichtigsten Einflüsse sind:

• PV-Leistung im Verhältnis zum Bedarf. Eine größere Anlage erhöht die vor Ort genutzten kWh, senkt aber den Eigenverbrauchsanteil. Mehr Erzeugung fällt an, wenn das Haus sie nicht braucht. Die Eigenversorgung steigt mit der PV-Leistung normalerweise an.
• Dachausrichtung. Eine Aufteilung nach Ost und West verlagert die Erzeugung auf Morgen und Abend, wenn viele Häuser mehr Strom verbrauchen.
• Kapazität und Leistung der Batterie. Beide helfen, mehr Mittagsstrom später zu nutzen. Der Zusatznutzen nimmt ab, wenn die Batterie einen typischen Tag bereits aufnehmen kann.
• Zeitpunkt der Verbraucher. Geräte, die laufen, wenn die Sonne scheint, etwa ein tagsüber zu Hause geladenes Elektroauto, erhöhen den Eigenverbrauch. Heizung und Warmwasser werden nicht nach PV-Erzeugung oder Preisen verschoben.
• Jahreszeit. Im Sommer gibt es viel Überschuss, im Winter wenig. Der Jahreswert verdeckt daher starke saisonale Schwankungen.
• Tarif und Steuerungsmodus (Regeln oder Optimierer), wie oben beschrieben.

Um einen Einfluss zu messen, ändern Sie nur diesen Wert und vergleichen zwei Läufe.

Grenzen des Modells

• Das Modell verrechnet PV und Bedarf für eine ganze Stunde. Bei kürzeren Zeitabschnitten wäre der Eigenverbrauch niedriger. Stundenwerte können deshalb über dem liegen, was ein Zähler bei Messung im Minutentakt anzeigen würde.
• Der Haushaltsstrom folgt einem modellierten Stundenprofil, das auf den von Ihnen eingegebenen Jahresverbrauch skaliert wird. Es sind keine Messdaten Ihres Stromzählers.
• Energieverluste in der Batterie zählen weiterhin als genutzt. PV-Strom, der gespeichert wird und zum Teil beim Durchlauf durch die Batterie verloren geht (Speicherwirkungsgrad), wird nicht eingespeist und bleibt somit im Eigenverbrauch enthalten.