Photovoltaik im Smart Home

Neben dem Anliegen, den Wohnkomfort zu erhöhen, haben Smart-Home-Einrichtungen auch das Ziel, Häuser und Wohnungen energieeffizienter zu gestalten. Das gelingt insbesondere, wenn das Smart Home mit einer Photovoltaikanlage kombiniert wird, sodass Solarstrom nicht nur selbst erzeugt, sondern auch auf die effizienteste Weise genutzt werden kann. Erfahren Sie hier, wie Smart-Home-Besitzer den Eigenverbrauch ihrer Photovoltaikanlage steigern können. 

Die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlagen im Smart Home erhöhen

Photovoltaikanlagen nutzen die Sonnenenergie, um daraus Solarstrom zu erzeugen. Naturgemäß produzieren sie also Solarstrom vor allem dann, wenn die Sonneneinstrahlung besonders stark ist – meist während der Mittagsstunden. Das bedeutet jedoch auch, dass in der Regel gerade dann am meisten Solarstrom zur Verfügung steht, wenn er – in vielen Fällen – im Haus nicht gebraucht wird. Das betrifft insbesondere Berufstätige. Hier kann die Kombination aus Photovoltaik und Smart-Home-Integration helfen, die Anlage produktiver zu nutzen. 

Damit der gewonnene Strom nämlich nicht verloren geht, wird er – ohne weiteres Energiemanagement – ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Für den Verkauf von Solarstrom erhält der Betreiber der PV-Anlage einen flexiblen, tagesabhängigen Betrag in der Direktvermarktung oder einen Ausgleich in Form der sogenannten Einspeisevergütung. Diese ist allerdings in den letzten Jahrzehnten immer weiter gesunken und liegt derzeit (Stand Februar 2024) nur noch bei 8,11 Cent pro Kilowattstunde (kWh) für Anlagen mit bis zu 10 Kilowatt-Peak (kWp). Die jeweils aktuell geltende Einspeisevergütung können Sie bei der Bundesnetzagentur einsehen. 

Der geringen Einspeisevergütung stehen kontinuierlich steigende Strompreise gegenüber. Der durchschnittliche Strompreis betrug in Deutschland im Jahr 2021 hingegen 32,63 Cent pro Kilowattstunde. Im schlechtesten Fall speisen Nutzer also während der sonnigen Tagesstunden Solarstrom gegen eine geringe Vergütung ins Stromnetz ein und müssen während der Abend- und Nachtstunden teuer Strom einkaufen, um den Haushalt zu versorgen. Hier setzt das Smart-Home-Energiemanagement an. 

Möglichkeiten von Smart-Home-Lösungen in Bezug auf Photovoltaik

Einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme zufolge lagen die Kosten für selbst erzeugten Solarstrom im Jahr 2021 zwischen 5,81 und 11,01 Cent pro kWh, je nach Standort und Größe der Anlage. Das galt für Anlagen mit einer Leistung von bis zu 30 kWp. Der durchschnittliche Strompreis lag im selben Jahr in Deutschland wie bereits erwähnt bei über 35 Cent pro kWh. Somit wird eine PV-Anlage also dann am kostengünstigsten genutzt, wenn ein größtmöglicher Anteil des Solarstroms im eigenen Haushalt verbraucht wird. Man spricht dann von einer Erhöhung des  Eigenverbrauchs.

Wird das Energiemanagement im Smart Home mit einer Photovoltaikanlage kombiniert, besteht das Ziel darin, Stromerzeugung und Stromverbrauch so aufeinander abzustimmen, dass der gewonnene Solarstrom vorrangig im eigenen Haushalt genutzt oder im Batteriespeicher gespeichert wird. Auf diese Weise wird nur ein geringer Anteil ins Stromnetz eingespeist, der Autarkiegrad steigt. Das kommt insbesondere auch Nutzern zugute, die eine Förderung für ihre PV-Anlage in Anspruch genommen haben. Diese bringt nämlich unter Umständen eine Wirkleistungsbegrenzung mit sich, die eine Einspeisung von maximal 50 % oder 70 % des gewonnenen Solarstroms vorsieht. 

Die Möglichkeiten, wie Smart Home und Photovoltaik einander ergänzen können, sind vielfältig: Nutzer können selbst festlegen, ob etwa zu Sonnenstunden bestimmte Haushaltsgeräte hinzugeschaltet werden sollen oder ob beispielsweise erst der Stromspeicher gefüllt und dann der Haushalt versorgt werden soll. Gleichzeitig bietet die Kombination einen guten Überblick darüber, wie viel Strom gewonnen bzw. verbraucht wird und welche die größten „Stromfresser“ im Haushalt sind. 

Beispiel: ein Smart Home mit Photovoltaikanlage in Aktion

Die Geräte, die durchschnittlich am meisten Strom im Haushalt verbrauchen, sind alte Heizungspumpen, der Elektroherd, Gefrierschrank, Kühlschrank und Geräte für die Beleuchtung. Während es für diese im Allgemeinen nicht sinnvoll ist, sie in Abwesenheit der Hausbewohner zu steuern, gilt das nicht für die nächstgrößeren Verbraucher: Wäschetrockner, Spülmaschine und Waschmaschine. Ein Ziel der Vernetzung von Smart Home und Photovoltaik könnte es also sein, diese Geräte möglichst energie- und kosteneffizient zu betreiben.

Nehmen wir an, die Familie verlässt am Morgen das Haus, das also tagsüber leer steht. Mithilfe der Automatisierungsfunktionen des Smart Homes kann programmiert werden, dass Wäschetrockner, Waschmaschine und Spülmaschine um 12 Uhr mittags ihre Arbeit aufnehmen – oder auch versetzt zugeschaltet werden. Andererseits kann das Smart-Home-System aber auch selbstständig auf Wetterdaten zugreifen und – nach vorgegebenen Prioritäten – die Geräte genau dann zuschalten, wenn danach genügend Strom zur Verfügung steht, um die gewünschten Aufgaben zu verrichten. 

Ein weiteres mögliches Szenario besteht darin, dass das Smart-Home-System die Photovoltaikanlage prognosebasiert nutzt: Dazu greift das System auf die Wetterprognose zu und schätzt auf Grundlage der Daten selbstständig ein, ob zuerst ein eventuell vorhandener Stromspeicher gefüllt oder der Strom besser direkt verbraucht werden sollte. Die Wirkleistungsbegrenzung kann dabei berücksichtigt werden, ebenso wie der Wunsch, dass Wäsche und Geschirr zu einem bestimmten Zeitpunkt (etwa bei Arbeitsschluss) fertig gereinigt sein sollen.

Weitere Möglichkeiten, Photovoltaik und Smart Home zu kombinieren

Der Eigenverbrauch von Strom aus der PV-Anlage lässt sich nicht nur durch den Betrieb von Haushaltsgeräten steigern, sondern auch gewinnbringend mit beispielsweise folgenden Maßnahmen erhöhen:

• Heizen und Warmwasser erzeugen mit Strom: Mittels Smart-Home-Anwendung kann der Strom aus der Photovoltaikanlage genutzt werden, um per Wärmepumpe die Innen- und Wassertemperatur auf ein gewünschtes Niveau zu bringen. Auch ein Heizstab lässt sich so steuern.
• Elektroauto laden: Wird eine Wallbox ins Smart-Home-System integriert, kann das E-Auto direkt per Solarstrom geladen werden. Dabei besteht die Möglichkeit, sicherzustellen, dass das Auto immer zu bestimmten Zeiten (etwa für den Arbeitsweg) voll geladen ist – unabhängig davon, ob genug Solarstrom gewonnen werden konnte.
• Klimaanlage betreiben: Die Klimaanlage wird häufig gerade dann eingesetzt, wenn die Sonne besonders intensiv scheint – eine Win-win-Situation für den Betrieb einer PV-Anlage im Smart Home. 

Nicht zuletzt haben Nutzer jederzeit die Möglichkeit, selbst einzugreifen und manuell darüber zu entscheiden, wo der Solarstrom im jeweiligen Moment eingesetzt werden soll.