Zunächst einige einfache Hinweise …

Zunächst einige grundlegende elektrische Konzepte zu Solarmodulen, Wechselrichtern und Batterien. Wir alle besitzen Geräte, die sowohl an das Stromnetz angeschlossen als auch mit Batterien betrieben werden können. Beispielsweise könnte es sich um einen Radiowecker handeln, den man an das Stromnetz anschließt. Das Netzteil wird in eine Steckdose gesteckt, das andere Ende des Kabels (oft rund) wird in den Radiowecker gesteckt. Man kann Batterien in den Radiowecker einlegen, die ihn auch bei einem Stromausfall betreiben. Tatsächlich funktioniert dieses Gerät jedoch nur mit Gleichstrom, also mit dem Strom, den Batterien liefern. Die Aufgabe des Netzteils besteht darin, den Wechselstrom in Ihrem Haus in Gleichstrom umzuwandeln, damit der Radiowecker ihn nutzen kann.
Solarmodule funktionieren im Prinzip genauso, nur andersherum. Sie ähneln großen Batterien mit ihren Plus- und Minuspolen. Wie bei Batterien können Sie mehrere Module miteinander verbinden und so die Stromproduktion erhöhen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Batterien ihren Strom durch eine chemische Reaktion erzeugen, während Module die Sonne nutzen.

Wechselrichter

Die Solarmodule (man könnte sagen, eine riesige Batterie) erzeugen Gleichstrom, Ihr Zuhause benötigt jedoch Wechselstrom. Genau wie bei einem Radiowecker benötigen wir ein Netzteil, um den Strom umzuwandeln – diesmal von Gleichstrom in Wechselstrom. Diese Aufgabe übernimmt ein Wechselrichter.
Die Module sind mit dem Wechselrichter verbunden. Dieser wird typischerweise mit dem Eingang Ihres Hauptschaltkastens verbunden, ähnlich wie die Kabel Ihres Stromversorgers. Bei auf dem Dach installierten Modulen wird der Wechselrichter meist etwas weiter von den Modulen entfernt positioniert. In diesem Fall wandelt der Wechselrichter den Gleichstrom für alle Module in Wechselstrom um. Es gibt sogenannte Mikro-Wechselrichter, bei denen jedes Modul über einen eigenen Mikro-Wechselrichter verfügt. Das ist vorteilhaft, denn wenn ein Modul ausfällt, können die anderen weiter betrieben werden.
In Frankreich gilt die Regel, dass Ihre installierte Leistung Ihren Stromliefervertrag nicht überschreiten darf. Bei einem 9-VA-Vertrag dürfen Sie nicht mehr als 9000 Watt an Modulen installieren. Dies dient auch dazu, Ihre Einspeisung zu begrenzen, da das französische Netz nicht alles aufnehmen kann (siehe unten).
Wenn Sie Solarbatterien besitzen, speichert der Wechselrichter Ihre überschüssige Produktion in Form von Gleichstrom in der Batterie und wandelt diesen bei Bedarf in Wechselstrom um. Wichtig zu wissen: Der Wechselrichter selbst benötigt Strom, um seine Funktion als Stromwandler erfüllen zu können. Die meisten Solarmodule und Solarbatterien funktionieren bei einem Stromausfall nicht. Dies dient hauptsächlich der Sicherheit. Erstens kann der Wechselrichter nicht arbeiten, da er nicht mehr mit Strom versorgt wird. Sollte Ihr Wechselrichter jedoch auch bei einem Stromausfall funktionieren und Sie viel Strom erzeugen, kann dieser nicht ins Netz eingespeist werden, da dies zu einem Stromschlag für das Personal führen könnte, das den Stromausfall behebt. Daher fallen bei einem Stromausfall die Solarmodule und auch die Solarbatterien aus, da die Stromversorgung unterbrochen ist (mit Ausnahme einiger neuerer Solarbatterien, die einen kleinen, stromsparenden „Notstromkreis“ versorgen können).

Plug-and-Play (PnP)-Panels

Ein weiterer Typ von Solarmodulen ist das sogenannte „Plug-and-Play“. Diese Module verfügen über einen Stecker und werden direkt an eine Steckdose angeschlossen. So sparen Sie sich den Aufwand für einen Installateur. Der Wechselrichter befindet sich hinter dem Modul, sodass der in die Steckdose fließende Strom Wechselstrom ist und sofort in Ihrem Zuhause genutzt werden kann.
Bei Plug-and-Play-Panels (PnP) sind einige zusätzliche Sicherheitsaspekte zu beachten. Da sie direkt an eine Steckdose angeschlossen werden, addiert sich die von den Panels erzeugte Wattzahl zu der bereits im Stromkreis vorhandenen Wattzahl (Geräte können an andere Steckdosen im selben Stromkreis angeschlossen sein). Da der Standard-Leistungsschalter in einem Stromkreis mit Steckdosen 16 A beträgt, sollten Sie 16 x 230 V oder 3680 Watt nicht überschreiten. Der Leistungsschalter erkennt jedoch nicht die von den Panels in den Stromkreis eingespeiste Wattzahl und löst daher möglicherweise nicht aus, wenn er sollte. Auch der Kabelquerschnitt muss berücksichtigt werden. Deshalb wird dringend empfohlen, keine anderen Geräte an einen Stromkreis mit PnP-Panels anzuschließen und die Panels direkt an den Schutzschalter anzuschließen (obwohl sie in diesem Fall, da sie nicht an eine Steckdose angeschlossen sind, einen Teil ihres PnP-Konzepts verlieren). Aus diesem Grund empfehlen die Hersteller von PnP-Panels auch, nicht mehr als 4 Panels an eine Steckdose anzuschließen (4 500-W-Panels = 2000 W). Obwohl der Stromkreis theoretisch insgesamt 3680 Watt unterstützen kann, kann die Steckdose selbst, wenn sie nicht von guter Qualität ist, diesen Strom möglicherweise nicht unterstützen. Manchmal gibt es sogar Hersteller, deren Empfehlungen drakonisch sind, um ganz sicher zu gehen: nicht mehr als 800 W an einem Stromkreis.
Der Stromversorger (in Frankreich ENEDIS) begrenzt auch die Anzahl der PnP-Module. Der Hauptzweck von PnP-Modulen besteht darin, den „Ruhestrom“ für Ihr Zuhause bereitzustellen. Was ist Ruhestrom? Es ist der Strom, den Ihr Haushalt verbraucht, wenn keine größeren Geräte laufen. Es ist der Strom für Ihren Kühlschrank, Ihren Gefrierschrank, Ihre Internetbox … je nach Haushalt etwa 500 bis 1000 W.
Das französische Verteilnetz wäre nicht in der Lage, den Strom zu liefern, wenn jeder einen großen Überschuss in das Netz einspeisen würde. Erstens erhalten Sie für den Überschuss Ihrer PnP-Module, den Sie in das Netz einspeisen, keine Vergütung. Theoretisch ist es Ihnen nicht einmal erlaubt, Strom aus den PnP-Modulen in das Netz einzuspeisen, aber ENEDIS toleriert eine geringe Einspeisung (elektrisch gesehen sind sie verpflichtet, eine geringe Einspeisung zu akzeptieren, da der Strom ohnehin nirgendwo hinfließen kann; er MUSS, und wenn Ihr Haus ihn nicht verbraucht, ist der einzige Ausweg das Netz).

Ihr Rathaus und der Stromverteilungsmanager

In Frankreich müssen Sie der Gemeinde keine Meldung erstatten, wenn Ihre PnP-Module nicht höher als 1,80 m über dem Boden installiert sind und Sie maximal 3000 W Leistung haben. Sie müssen ENEDIS jedoch über ein Formular auf der Website über Ihren PnP-Einbau informieren (dies ist eine Meldung, keine Anfrage). Die 3000-W-Grenze dient der Begrenzung der in das Netz einzuspeisenden Wattzahl. ENEDIS geht davon aus, dass Ihre 3000-W-Module nicht den ganzen Tag über 3000 W erzeugen. Selbst wenn Sie 3000 Watt produzieren, verbraucht Ihr Haus einen Großteil dieser 3000 Watt. In der Regel produzieren Sie 2500 Watt, Ihr Haus verbraucht 1500 oder 2000 Watt, sodass Sie nur 500 bis 1000 Watt einspeisen. Diese Einspeisung ins Netz kann ENEDIS tolerieren. Selbst wenn Sie 3000 Watt produzieren und in Ihrem Haus nichts läuft, sind die eingespeisten 3000 Watt immer noch tolerierbar. Beachten Sie: Wenn Sie bereits einen Eigenverbrauchsvertrag mit Überschusseinspeisung haben, erhöht sich Ihr Einspeiselimit in der Regel auf 6000 Watt.

Wie ermöglicht mir SWOpti, PnP-Panels mit mehr als 3000 W zu haben?

Nehmen wir an, Sie verfügen über drei PnP-Module (natürlich alle an unterschiedliche Stromkreise oder besser noch direkt an Ihren Schaltschrank angeschlossen!), die jeweils 3000 W erzeugen können. Wenn Sie insgesamt 7000 W erzeugen und Ihr Haus 4000 W verbraucht, haben Sie keine Probleme mit ENEDIS, da Sie maximal 3000 W einspeisen (das Maximum erhöht sich normalerweise auf 6000 Watt, wenn Sie bereits einen Eigenverbrauchsvertrag mit Überschusseinspeisung haben). Steigt jedoch Ihre Produktion und/oder sinkt der Verbrauch Ihres Hauses, speisen Sie mehr als 3000 W ein; Sie überschreiten Ihr Einspeiselimit. Erzeugen Sie 8000 W und Ihr Haus verbraucht nur 3000 W, sind das 5000 W Einspeisung – 2000 W zu viel. Da SWOpti alle 5 Sekunden alle Messungen durchführt, erkennt es dies und schaltet einen der Modulsätze ab. Wenn der von SWOpti abgeschaltete Modulsatz 2500 W produzierte, beträgt Ihre neue Produktion 5500 W abzüglich der 3000 W Eigenverbrauch, sodass 2500 W Einspeisung verbleiben. Sie können daher eine große Anzahl von Modulen einsetzen, und SWOpti stellt sicher, dass Sie Ihr Einspeisungslimit einhalten. PnP-Module sind so konzipiert, dass Sie sie nach und nach kaufen können. So können Sie jederzeit zusätzliche Module erwerben, sofern Ihr Budget es erlaubt.

SWOpti besteht aus 4 Elementen:
• Ein Mini-PC mit installierter SWOpti- und Homeseer-Software
• Stromzangen zur Messung Ihres Verbrauchs/Ihrer Produktion
• Module, die mit den zu steuernden/überwachenden Geräten kommunizieren
• Ein an den Mini-PC angeschlossener Controller, der mit diesen Klemmen/Modulen kommuniziert

Man sagt: „Not macht erfinderisch.“ So entstand SWOpti. Sein Erfinder besitzt einen Warmwasserbereiter, der etwa drei Stunden am Tag in Betrieb ist. Er besitzt außerdem Solarmodule, die an einem Tag mehr als genug Strom produzieren, um den Warmwasserbereiter zu betreiben. Eines Tages, gegen Ende des Vormittags, bemerkte er, dass sein Warmwasserbereiter Strom aus dem Netz bezog, und es war stark bewölkt. Dies hielt eine Stunde lang an (2500 Watt à 0,20 € pro Stunde = 0,50 €). Dann kam die Sonne mit voller Kraft zurück, und die Solarmodule lieferten den Strom für die letzten zwei Betriebsstunden des Warmwasserbereiters (Kosten: 0 €). Wenn sich dieses Szenario einen Monat lang wiederholt, werden dem Stromversorger unnötigerweise 15 € gezahlt, was sich auf 180 € pro Jahr beläuft. Da er mit dieser Beobachtung nicht zufrieden war, suchte er nach einer Möglichkeit, seine Geräte nur dann automatisch zu betreiben, wenn genügend Solarstrom produziert wird. Er fand jede Menge Handy-Apps, die einem lediglich sagen, wie viel Strom man produziert und manchmal auch wie viel man verbraucht, aber nichts tun, um den Eigenverbrauch durch das Ein-/Ausschalten von Geräten wirklich zu optimieren. Oder sie können nur ein oder zwei Geräte steuern. Oder man muss sich mit Benutzername und Passwort auf einer externen Website anmelden, um zu sehen, was bei einem selbst los ist (was, wenn das Internet ausfällt?). Oder diese Apps verwenden einfache Wettervorhersagen für die eigene Postleitzahl, um das Ein- oder Ausschalten von Geräten „vorzuschlagen“, ohne zu berücksichtigen, was auf IHREM Dach passiert. Da er nicht zufrieden war, beschloss er, die Software selbst zu entwickeln.

Mit SWOpti erstellen Sie eine Liste der Geräte, die Sie steuern/überwachen möchten, und legen deren Priorität fest (zu Hause könnten Sie beispielsweise dem Ladegerät für Elektrofahrzeuge die höchste Priorität einräumen, dem Warmwasserbereiter die zweithöchste). Wenn Sie mehr Strom produzieren als Sie verbrauchen, leitet Ihre Solaranlage den Überschuss an Ihren Energieversorger weiter. Sie erhalten möglicherweise eine Vergütung für diesen Strom, aber wahrscheinlich nicht zum gleichen Preis, den Sie für die gleiche Menge Strom von Ihrem Energieversorger zahlen müssten. Anstatt diesen Strom aus dem Haus zu lassen, schaltet SWOpti ein Gerät mit der höchsten Priorität ein, das noch nicht eingeschaltet ist.

Das Tolle daran ist, dass es auch andersherum funktioniert! Wenn Sie 4000 Watt produzieren und 3000 Watt verbrauchen (einschließlich Ihres Warmwasserbereiters mit 2500 Watt), werden Ihre überschüssigen 1000 Watt ins Netz eingespeist. Schaltet jemand einen 1500-Watt-Haartrockner ein, müssen Sie 500 Watt aus dem Netz beziehen. Obwohl SWOpti den Haartrockner nicht direkt steuert, erkennt es durch seine Messungen alle 5 Sekunden, dass Sie Strom aus dem Netz verbrauchen, und versucht, ein von ihm gesteuertes Gerät abzuschalten, um diese 500 Watt zu reduzieren oder sogar ganz zu vermeiden. Durch die vorübergehende Abschaltung des Warmwasserbereiters werden Ihrem Haus 2500 Watt und damit die fehlenden 500 Watt zugeführt. Sie speisen sogar 2000 Watt ins Netz ein. Sobald Ihre Solarproduktion steigt und/oder der Föhn nicht mehr benutzt wird und/oder Ihr Verbrauch an anderer Stelle im Haus sinkt, schaltet SWOpti den Warmwasserbereiter wieder ein.

Was ist mit den anderen Funktionen von SWOpti?

SWOpti benötigt für den Betrieb kein Eingreifen Ihrerseits. Sie können alles überwachen, indem Sie sich über einen Webbrowser (innerhalb oder außerhalb Ihres Zuhauses) mit dem Kontrollbildschirm verbinden.

Der Kontrollbildschirm zeigt alle Energieflüsse an: Solarmodule zum Haus, zum externen Stromnetz oder zu Ihren Batterien (falls vorhanden); Strom, den Sie von außen oder aus Ihren Batterien beziehen; und den Gesamtverbrauch Ihres Hauses. Der Status Ihrer Geräte und deren aktueller Stromverbrauch werden ebenfalls angezeigt.
• Wenn Sie ein Gerät zum Arbeiten zwingen möchten (auch wenn die Produktion nicht ausreicht), führen Sie ein „Force On“ oder im Gegenteil ein „Force Off“ durch.
• Mit der Funktion „Timed Force On“ oder „Timed Force Off“ können Sie auch die Anzahl der Minuten hinzufügen, die in diesen Modi verbleiben sollen.
• Soll die zeitgesteuerte Zwangseinschaltung nur zu einer anderen Uhrzeit starten? Richten Sie eine zeitversetzte Zwangseinschaltung ein. Das ist beispielsweise nützlich, wenn jemand um 6 Uhr morgens duscht, bevor er zur Arbeit geht, und Sie sicherstellen möchten, dass genügend Warmwasser für die Person vorhanden ist. Sie legen eine 60-minütige zeitversetzte Zwangseinschaltung ab 5 Uhr morgens fest. Sie können diese Funktion so konfigurieren, dass Wochenenden und Mittwoche ausgelassen werden, da die Person an diesen Tagen nicht arbeitet.
• Muss Ihre Poolfilterung 5 Stunden am Tag laufen? Nutzen Sie die 5-Stunden-Garantie. Bei Sonnenaufgang startet SWOpti eine 300-minütige zeitgesteuerte Zwangseinschaltung für dieses Gerät. Wie ein Gerät im Normalbetrieb schaltet SWOpti die Filterung tagsüber je nach Solarstromproduktion ein und aus. Die verbleibenden Minuten werden jedoch nur dann von 300 auf 299 Minuten usw. erhöht, wenn die Filterung tatsächlich eingeschaltet ist. Wenn die 300 Minuten tagsüber erreicht sind, können Sie SWOpti anweisen, wie mit der Filterung weiter verfahren werden soll. Wenn das Gerät jedoch bei Sonnenuntergang nicht die vollen 300 Minuten gelaufen ist, startet SWOpti für die verbleibenden Minuten einen zeitgesteuerten Zwangsstart. Wenn Sie von Nebenzeiten profitieren, startet SWOpti diesen zeitgesteuerten Zwangsstart natürlich zu Beginn der nächsten Nebenzeit.
• Sind Sie im französischen Tempo-Tarif der EDF? Bei einem exorbitanten Tarif von rund 0,70 € pro kWh während der Spitzenzeiten an einem roten Tag ist SWOpti die Lösung! Beachten Sie, dass der SWOpti-Bedienbildschirm die aktuelle und die morgige Farbe anzeigt. Am Tag vor einem roten Tag schaltet SWOpti um 22:00 Uhr die von Ihnen angegebenen Geräte (normalerweise Warmwasserbereiter, Ladegeräte für Elektrofahrzeuge usw.) zwangsweise ein. Ziel ist es, diese Geräte vor 6:00 Uhr zum Laufen zu bringen, um den ganzen Tag über Warmwasser und eine ausreichende Ladung für Ihr Fahrzeug zu haben und so am roten Tag für diese Geräte überhaupt keinen Strom zu verbrauchen. Daher leitet SWOpti um 6:00 Uhr eine Zwangsabschaltung für diese Geräte bis 22:00 Uhr ein und schaltet Elektroheizungen usw. hinzu (Sie entscheiden, welche Geräte betroffen sind).

SWOpti und Heizung

SWOpti steuert Ihre elektrischen Heizkörper (und in manchen Fällen auch Ihre Wärmepumpe). Für jeden Heizkörper sind bereits Standard-Solltemperaturen programmiert, Sie können jedoch für jeden Heizkörper individuell, auf die halbe Stunde genau, eine Solltemperatur einstellen, die für jeden Wochentag unterschiedlich sein kann. Die Einsparungen sind beträchtlich, wenn Ihre Heizkörper mit SWOpti gesteuert werden. Hier ist der Grund: Sehen wir uns an, was ohne SWOpti passiert: Sie haben fünf elektrische Heizkörper mit jeweils 1000 Watt Leistung. Abhängig von der Temperatur in jedem Raum schaltet sich ein Heizkörper ein und heizt den Raum. Mit einem weiteren Klick schaltet er sich nach etwa 20 Minuten wieder aus. Jeder Heizkörper arbeitet unabhängig; es gibt keine Abstimmung zwischen den Heizkörpern. Wenn Ihre Solarstromproduktion 3000 Watt beträgt und 1000 Watt von anderen Geräten in Ihrem Haus verbraucht werden, stehen Ihnen 2000 Watt zur Verfügung. Wenn zwei Ihrer Heizkörper eingeschaltet sind, ist das gut, denn Sie nutzen diese 2000 Watt gut aus. Sind jedoch drei Heizkörper eingeschaltet, müssen Sie 1000 Watt aus dem Netz beziehen. Das ist nicht sinnvoll, da Sie dafür bezahlen müssen. SWOpti hingegen steuert die Heizkörper so, dass der Bezug von Strom aus dem Netz so weit wie möglich vermieden wird.

Sie kennen wahrscheinlich Notstrom-Wechselrichter, sogenannte unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV). Sie schließen einen Computer an die Batterie an und stecken diese anschließend in eine Steckdose. Normalerweise wird die Batterie über den Hausstrom geladen, während gleichzeitig Strom durch die Batterie fließt, um den Computer mit Strom zu versorgen. Bei einem Stromausfall übernimmt die Batterie sofort die Stromversorgung des Computers, bis die Netzstromversorgung wiederhergestellt ist. Bei entsprechender Größe kann die Batterie beispielsweise zur Stromversorgung von Kühlschrank, Gefrierschrank, Lampen usw. verwendet werden.

Tatsächlich verbraucht ein moderner Gefrierschrank 20 Minuten lang 200 Watt (bei laufendem Motor/Kompressor) und dann 40 Minuten lang nur wenige Watt (oder sogar 0 Watt). In Kilowattstunden ausgedrückt bedeutet dies, dass der Gefrierschrank tatsächlich 200/3 Watt oder 67 Watt pro Stunde verbraucht. Lässt man die wenigen Watt außer Acht, die während der 40 Minuten verbraucht werden, ist es leicht zu verstehen, dass eine Batterie mit einer Kapazität von 1 kWh (1000 Watt) diesen Gefrierschrank eine ganze Nacht oder sogar länger mit Strom versorgen kann (1000 Watt / 67 Watt pro Stunde = 14,92 Stunden, sagen wir 14 Stunden).

Die Batterie kann lokal installiert werden, z. B. neben Ihrem Gefrierschrank. Wenn Sie Ihren Beleuchtungskreis mit Strom versorgen möchten, kann die Batterie auch in der Nähe Ihres Schaltschranks platziert werden. In diesem Fall versorgt der Leistungsschalter, der Ihren Beleuchtungskreis versorgt, die Batterie, und die Batterie versorgt den Beleuchtungskreis mit Strom.

SWOpti lädt die Batterie tagsüber mit kostenlosem Sonnenstrom auf. Durch den Stromfluss wird auch der Gefrierschrank kostenlos mit Strom versorgt. Bei Sonnenuntergang schaltet SWOpti die Batterie ab und simuliert so einen Stromausfall. Die Batterie übernimmt dann die Stromversorgung. Sollte es tagsüber tatsächlich zu einem Stromausfall kommen, kann die Batterie Ihren Gefrierschrank weiterhin mit Strom versorgen und so dessen Inhalt schützen.

Welche Vorteile bietet ein MNR gegenüber einer Solarbatterie?
• Ein MNR ist VIEL billiger als eine Solarbatteriey
• Eine Solarbatterie benötigt Netzstrom, um den Gleichstrom in der Batterie in Wechselstrom umzuwandeln. Bei einem Stromausfall können Sie Ihre Solarbatterie nicht verwenden!
• Das Aufladen einer großen Solarbatterie dauert eine Weile; bei einem MNR ist dies aufgrund seiner geringeren Kapazität nicht der Fall