Eigenverbrauch vom Balkonkraftwerk ermitteln, so gehts!

Häufig erreichen mich über die unterschiedlichsten Kanäle, ob Instagram, Twitter, Kommentar unter Videos oder direkt per Mail, ein und dieselbe Frage. Wie kann man den Eigenverbrauch des vom Balkonkraftwerk erzeugten Stroms, so detailliert messen? Genau dieser Frage gehe ich in diesem Beitrag auf den Grund und gebe euch einen ausführlichen Einblick in meine Messmethode.

Dazu gleich vorweg, es gibt unzählige Methoden und Wege wie ihr die Erträge und den Verbrauch ermitteln könnt. Dementsprechend ist es mir wichtig, euch auch alternative Methoden zu meiner eigenen aufzuzeigen.

Meine Methode

Meine Methode setzt die Verwendung von zwei Hardwarekomponenten voraus. Einmal um die Erträge des Balkonkraftwerks zu ermitteln und einmal, um die eingespeisten Kilowattstunden beim Netzbetreiber zu überwachen.

Erträge vom Balkonkraftwerk ermitteln

Die Erträge meines Balkonkraftwerks sind sehr einfach zu ermitteln. Dazu müsst ihr wissen, dass ich ausschließlich die Wechselrichter der Firma Envertech im Einsatz habe. Speziell verwende ich die Envertech EVT300 Wechselrichter, diese hatte ich bereits in einem älteren Beitrag vorgestellt. Ich habe mich bewusst dazu entschieden nicht einen großen Wechselrichter mit mehr Leistung zu wählen, sondern jeweils pro Modul einen eigenen Wechselrichter. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass bei einem Defekt das ganze Balkonkraftwerk ausfällt. Durch die Verwendung von zwei Wechselrichtern, habe ich immer noch die Erträge von einem Modul. Weiterhin bietet mir dieses Vorgehen auch künftig die Möglichkeit die Anlage anders zu positionieren und ich muss die Module nicht beisammenhalten.

Aufgrund dieser Tatsache habe ich mich damals für die Verwendung bzw. den Kauf der Enverbridge EVB202 entschieden. Mithilfe dieses Geräts werden die Erträge des Balkonkraftwerks automatisch gemessen und grafisch in einem Onlineportal angezeigt. Grundvoraussetzung dazu ist, dass die Enverbridge sich im selben Stromkreis befindet wie die Wechselrichter.

Funktionsumfang der Enverbridge EVB202

Die Enverbridge wird klassisch über eine App oder ein Webportal abgerufen. Aus diesem Grund muss die Bridge permanent mit dem Internet verbunden sein. Insofern das der Fall ist könnt ihr jederzeit die aktuellen Erzeugnisse des Balkonkraftwerks in Echtzeit ablesen. Neben der Live-Anzeige werden alle Werte auch weiter in der Envertech Cloud gespeichert, womit man einen historischen Verlauf der Daten erhält. Aufbauend auf diesen Daten werden automatisch grafische Darstellung erzeugt.

Envertech Balkonkraftwerk

Neben dem Speichern der Daten kann jederzeit ein Export der vorhandenen Daten in ein Google Sheet, CSV oder als PDF durchgeführt werden. Die vorhandenen Daten sind hierbei sehr detailliert auf Tages-, Monats- oder Jahresübersichten zu filtern. Insofern ihr die Daten automatisch übertragen möchtet, könnte euch die Überführung in den ioBroker interessieren.

Überführung in den ioBroker

Wie sollte es auch anders sein, müssen die Werte bei mir am Ende im ioBroker laden. Nach langem Suchen habe ich eine gangbare Lösung gefunden, welche ich bereits auf Youtube ausführlich erklärt habe.

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Einspeisung ins öffentliche Netz

Obwohl wir einen hohen Eigenverbrauch haben, können wir nicht jede Kilowattstunde selbst verbrauchen. Der zu viel erzeugte Strom fließt einfach über den Stromzähler zurück ins öffentliche Netz und wird vermutlich durch einen unserer Nachbarn verbraucht. Ich habe schon häufig Kommentare oder Beiträge gelesen in denen die Theorie kursiert, dass ein Balkonkraftwerk kein Strom einspeisen kann. Persönlich kann ich diese Aussagen bis heute nicht nachvollziehen, da ich in den Sommermonaten den täglichen Beweis auf meinem Stromzähler sehe.

Als wir vor zwei Jahren für die Anschaffung eines Balkonkraftwerks entschieden haben, stand die Frage im Raum anmelden oder nicht? Wir haben uns trotz vieler Bemerkungen, ob wir verrückt sind oder zu viel Geld hätten, dennoch für die Anmeldung entschieden. Dadurch hat uns der Netzbetreiber einen neuen, kostenlosen, digitalen Zweirichtungszähler verbaut. Ich kenne auch andere Geschichten, dass die Netzbetreiber hohe Summen für einen Austausch verlangen, dies war in unserem Fall glücklicherweise nicht so.

Wie der Name bereits vermuten lässt, misst der Zweirichtungszähler nicht nur den Strom, welchen wir aus dem öffentlichen Netz beziehen, sondern auch den Strom, welchen wir einspeisen. Auf dieser einfachen Grundlage erhalte ich den exakten Stand der eingespeisten kWh unseres Balkonkraftwerks.

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Werte in den PC übertragen

Nach einer gewissen Zeit macht euch der tägliche Weg zum Zählerschrank genau so wenig Spaß wie mir. Entsprechend müssen die Werte automatisch in den PC gelangen. Dazu habe ich im ersten Schritt Kontakt zum Netzbetreiber aufgenommen und angefragt, ob er mir die Infrarotschnittstelle zum Auslesen des Zählers freischaltet. Nachdem ich den Antrag ausgefüllt hatte, errichte mich kurze Zeit später Post mit dem Pin des Zählers.

Danach habe ich mir einen passenden IR Lesekopf beschafft und versucht die Werte aus dem Zähler zu bekommen. Aufgrund der Tatsache, dass ich bereits seit längerer Zeit den ioBroker im Einsatz habe, sollten die Werte automatisch dahin übertragen werden. Dazu habe ich eine zweite Instanz auf einem Raspberry Pi installiert, damit ich das Kabel des Lesekopfes nicht verlängern und quer durch den Keller legen muss.

Danach folgte die Installation des Smartmeter Adapters und die Einstellungen zum eBZ Zähler, tada alle Werte konnten nun bequem von der Couch abgefragt und angezeigt werden. Bei Interesse könnt ihr euch die gesamte Konfiguration auch als Video ansehen.

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Die Berechnung

Im letzten Schritt folgt die Berechnung, welche ich aktuell noch händisch per Excel Tabelle durchführe. Künftig soll die gesamte Berechnung aber in den ioBroker erfolgen.

Insgesamt basiert die auf dem Bild angezeigte Tabelle auf vier Formeln. Zuerst wird der Eigenverbrauch berechnet, indem ich die Gesamterträge der Enverbridge minus die eingespeisten kWh rechnen. Die daraus erhaltenen, selbstverbrauchten Kilowattstunden werden anschließend zur Berechnung der Ersparnisse in Euro benötigt. Dazu einfach Eigenverbrauch mal den aktuellen Strompreis pro kWh rechnen und man erhält die Ersparnis.

Balkonkraftwerk auswertung

Abschließend kommen die Prozentberechnungen des Autarkiegrades und des Eigenverbrauchs in Prozent. Der Eigenverbrauch in Prozent berechnet sich, indem ihr 100 minus die eingespeisten kWh durch die Gesamterträge des Balkonkraftwerks und durch 100 rechnet.

Der Autarkiegrad benötigt die Gesamtzahl der Kilowattstunden, welche ihr vom Netzbetreiber bezogen habt, sowie die selbst verbrauchen Kilowattstunden. Diese Werte einfach miteinander addieren und anschließend durch 100 teilen. Anschließend wird der Eigenverbrauch durch die gerade erhaltene Zahl geteilt und ihr erhaltet den Autarkiegrad

  • Eigenverbrauch: Gesamterträge Balkonkraftwerk – Eingespeiste kWh
  • Eigenverbrauch in Prozent: 100 – Eingespeisten kWh / (Gesamterträge Balkonkraftwerk / 100)
  • Ersparnis in Euro: Eigenverbrauch x aktueller Strompreis pro kWh
  • Autarkiegrad: Eigenverbrauch / ((Bezug aus dem öffentlichen Netz + Eigenverbrauch)/100)

Wie zufrieden bin ich mit meiner Lösung?

Zum damaligen Zeitpunkt der Anschaffung vom Balkonkraftwerk, wollte ich mich nicht lange mit dem Thema auseinandersetzen und habe durch den Einwurf von Münzen eine schnelle und einfache Lösung erhalten. Rückblickend betrachtet würde ich mich, mit meinem heutigen Wissen nicht mehr in die Abhängigkeit eines Herstellers begeben. Das bedeutet nicht, dass ich mit der Lösung nicht zufrieden bin. Viel mehr haben sich meine Anforderungen bzw. meine Ansprüche an die Daten verändert.

Alle die nur sehen möchten, wieviel Kilowattstunden euer Balkonkraftwerk erzeugt und die Werte noch grafisch aufbereitet haben möchten, sind mit der Enverbridge mit Sicherheit mehr als zufrieden. Andere wiederum, welche mit den Daten weiterarbeiten möchten oder diese als Auslöser für weitere Aktionen verwenden wollen, müssen einige Umwege gehen. Bei gab es den glücklichen Zufall, dass mein Netzbetreiber mir einen Zweirichtungszähler verbaut hat, entsprechend habe ich das Monitoring sozusagen umsonst bekommen. Die einzige Eigenleistung bestand in der automatischen Übertragung der Werte in den ioBroker, durch die gestiegenen Ansprüche.

Insgesamt funktioniert meine Lösung und ich werde diese, abgesehen von der kommenden „kompletten“ Automatisierung so beibehalten. Sollte die Enverbridge eines Tages Defekt sein, würde ich eine andere Lösung realisieren.

Gibt es eine bessere Lösung oder Alternativen?

Mit Sicherheit gibt es zahlreiche Lösungen zum Überwachen eurer Erträge und des Eigenverbrauch vom Balkonkraftwerk. Hierbei unterscheide ich zwischen initialen Anschaffungskosten und monatlichen Abo Modellen. Der in meinen Augen einfachste und zugleich teuerste Dienst könnt ihr direkt von eurem Netzbetreiber bekommen. Dabei wird euch ein sogenanntes intelligentes Messsystem verbaut, dass alle Werte über ein Smart Meter Gateway sendet und grafisch darstellt. Bei meinem Betreiber staffeln sich die Preise je nach Verbrauch bzw. der Leistung einer Photovoltaik Anlage. Insgesamt liegen die Kosten jährlich bei ungefähr 40 – 120€. Abhängig vom lokalen Anbieter können die Preise stark unterschiedlich sein.

Bei freigegebener Infrarot Schnittstelle

Insofern ihr bereits einen digitalen Stromzähler besitzt, welcher die Werte über die Infrarotschnittstelle ausgibt, ermöglicht dies ganz neue Optionen. Beispielsweise bietet die Firma power42 kleine Geräte zum Aufsetzen auf den Stromzähler an, welche die Messdaten automatisch in die Cloud übermitteln und anschließend in deren App anzeigen. Die Installation soll laut Hersteller auch binnen weniger Minuten erfolgen, dabei wird der PowerOpti einfach auf die Schnittstelle gesetzt und anschließend mit einer Steckdose verbunden. Zusätzlich könnt ihr noch eine Antenne am Opti befestigen, welche außerhalb des Zählerschranks befestigt wird, um einen guten Empfang sicherzustellen. Danach muss der Opti per App konfiguriert werden.

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Zu Beginn muss die App auf euer Smartphone geladen und ein Kundenkonto erstellt werden. Daraufhin wird der QR Code auf dem Opti eingescannt und die Verknüpfung zwischen Gerät und Kundenkonto hergestellt. Damit der Opti mit der Cloud kommunizieren kann, wird dieser mit eurem WLAN verbunden.

Der große Vorteil des PowerOptis ist in meinen Augen, dass ihr bei einem Zweirichtungszähler alle Werte in einer App ersichtlich sind. Leider hatte ich bisher noch keine Möglichkeit das Produkt für euch zu testen, entsprechend beruhen die vorherigen Aussagen auf meine Recherchen, auf der Webseite des Herstellers oder anderen Bloggern. Beispielsweise hat Hobbyblogging vor zwei Jahren den PowerOpti getestet.

Bei der Beschaffung müsst ihr darauf achten, welchen Stromzähler ihr im Einsatz habt, denn davon ist abhängig, welches Gerät ihr bestellen müsst. Weiterhin soll eine Einbindung in den ioBroker ebenfalls möglich sein. Bezüglich der Kosten fallen neben den Initialen Anschaffungskosten nach dem dritten Jahr Gebühren in Höhe von 8.99€ jährlich an. Solltet ihr der Übermittlung eurer Daten an die Bundesregierung im Zusammenhang mit dem Einsparzählerprogramm zustimmen, sind es nur 4,99€.

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Zusätzlich zum PowerOpti benötigt ihr natürlich noch eine Messsteckdose, welche die Erträge des Balkonkraftwerks mitschreibt. Für alle Fritzbox Besitzer hat sich wohl die AVM Fritz!DECT 210 Messsteckdose bewährt, welche meinen Recherchen nach aus zuverlässig funktionieren soll. Alternativ könnt ihr die Daten auch über einen Shelly 1PM mitschreiben, dazu aber im folgenden Abschnitt mehr.

Messen ohne Infrarot-Schnittstelle

Ohne digitalen Stromzähler oder freigeschalteter Infrarotschnittstelle gibt es natürlich auch eine alternative. Dabei wird für die Installation ein gutes technisches Verständnis, sowie Kenntnisse bezüglich elektrischer Verkabelung und der eigenen Unterverteilung vorausgesetzt.

Die Lösung basiert auf dem Shelly 3EM, welcher direkt auf der Hutschiene eures Zählerschranks montiert und mit einer dauerhaften 230V Spannung versorgt wird. Der Shelly misst anschließend mithilfe von drei Stromklemmen, welche einfach um die einzelnen Phasen gelegt werden, wieviel Strom pro Phase verbraucht oder eingespeist wird. Die Werte erscheinen danach in der Shelly App. Dazu muss natürlich der Shelly 3EM mit eurem WLAN verbunden werden.

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  • Kompatibilität: Shelly 3EM ist kompatibel mit Alexa, Google Home, SmartThings, Android und iOS und kann mit Sprachassistenten gesteuert werden.
  • Support: Schnelle Hilfe im deutschsprachigen Shelly-Supportforum.

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Zum Überwachen des eingespeisten Stroms, welcher vom Balkonkraftwerk kommt bleibe ich ebenfalls bei Shelly und würde den 1PM verwenden. Dieser muss dabei ebenfalls direkt in die Stromverkabelung integriert und mit eurem WLAN verbunden werden. Die initiale Konfiguration erfolgt anschließend direkt in der App, worüber der Shelly auch mit eurem WLAN verbunden wird. Wie ihr euch jetzt sicherlich denken könnt, habt ihr damit auch die Möglichkeit von überall die Messdaten vom Balkonkraftwerk einzusehen, da der Shelly permanent mit der Shelly Cloud verbunden ist. Ein weiterer Vorteil des 1PM liegt darin, dass der darin integrierte Schalter es auch ermöglichst das Balkonkraftwerk jederzeit vom Strom zu trennen ohne einen manuellen Schalter zu betätigen.

Abschließend noch einmal der Hinweis. Es empfiehlt sich die Installation durch den Elektriker eures Vertrauens durchführen zu lassen, da es bei unsachgemäßer Installation zu Sach- und Personenschäden kommen kann.

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Fazit

Zusammenfassend gibt es viele unterschiedliche Methoden, wie man seinen Ertrag und den Eigenverbrauch des Balkonkraftwerks messen kann. Aufgrund der großen Vielfalt an unterschiedlichen Lösungen und eigenen Ansprüchen gibt es an dieser Stelle keine Blaupause. Vielmehr muss jeder für sich selbst entscheiden, welche Lösung, die für ihn beste und praktikabelste im Alltag ist. Dabei kann es euch identisch ergehen wie mir, dass die anfänglich perfekte Lösung, mit gestiegenen Anforderungen plötzlich suboptimal ist. Für mich liegt gerade dort die Herausforderung und der Spaß die gestiegenen Anforderungen mit der bestehenden Lösung zu bewerkstelligen.

Mit Sicherheit spielt die eigene Fachkenntnis bei der für euch perfekten Lösung eine große Rolle. Denn auch die auf dem Papier beste Variante ist nichts wert, wenn ihr diese nicht bedienen könnt. Aus diesem Grund solltet ihr euch vor dem Kauf die Frage stellen, ob ihr euch die Umsetzung / Bedienung wirklich zutraut. Insofern die Lösung eine elektrische Installation voraussetzt, sollte diese von Fachpersonal umgesetzt werden, da die Gefahr von Sach- oder Personenschäden sehr hoch ist.

Natürlich interessiert mich an dieser Stelle brennend, wie ihr euer Balkonkraftwerk überwacht oder wie eure Lösung aussieht. Lasst mir doch einfach ein Kommentar mit eurer Lösung da.

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