16. Januar 2019
5 Minuten zu lesen

Ausführliche Analyse von Stromerzeugung und Verbrauch in einem EFH

Technikblog Loxone Energiemessungen

Seit mehr als einem Jahr bin ich Besitzer eine Photovoltaik-Anlage und fast zeitgleich habe ich begonnen im Haus Verbraucher detailiert zu messen. Das heisst ich habe zahlreiche Energiemessgeräte verbaut und mit dem Jahr 2018, ist das erste vollständige Jahr mit Messdaten durch. Endlich kam ich dazu diese Daten auszuwerten und teile sie natürlich hier gerne, zumal ich das schon einigen Lesern versprochen habe. In einem zweiten Artikel kann ich gerne detaillierter auf meine Messmethoden eingehen und zeigen, wie auch du deine Verbrauchsdaten genauer untersuchen kannst.

Ausgangslage und Messverfahren

Dazu erst mal einige Daten zur Ausgangslage:

  • Einfamilienhaus (EFH), freistehend
  • Bewohner: 2 Erwachsene, 2 Kinder
  • Photovoltaikanlagen 9.32kWp mit Ost-West Ausrichtung (ohne Speicher)
  • Heizung: Luft-Wasser Wärmepumpe
  • Warmwasser: Elektroboiler (9kW)
  • Elektroauto

Die Aufzeichnungen mache ich zentral über mein Smart Home basierend auf dem Loxone Miniserver. Dazu habe ich einige Energiezähler installiert, Smart Plugs, lese den Stromzähler des EW’s mittels Infrarotadapter aus und greife auf die Daten des PV Wechselrichters zu. Mindestens einmal monatlich exportiere ich die Messdaten um sie zu analysieren.

Aufgezeichnet wird mit dem Loxone Miniserver

Aufgezeichnet wird mit dem Loxone Miniserver

Energieverbrauch und Erzeugung mit Photovoltaik

Über ein Jahr hinweg dürften die Eigenverbrauchsquote und der Autarkiegrad die wichtigsten Kennzahlen sein. Der Autarkiegrad hängt von der Zusammensetzung des verbrauchten Stroms ab, sprich wie viel davon konnte ich mit der Photovoltaik-Anlage selbst generieren. Von total rund 13’000kWh Energieverbrauch im ganzen Jahr 2018, kamen 3780kWh vom eigenen Dach. Damit liege ich bei einer Quote von 29%, die restlichen 71% werden importiert. Hängt stark von der Heizung und dem Boiler im Winter ab, wie man später noch sieht.

Der Eigenverbrauchsanteil liegt bei 42%, die 3780kWh die ich von den erzeugten 9’087kWh selbst verbraucht habe ergeben diesen Anteil. Die restlichen mehr als 5MWh habe ich ins Netz eingespiesen und erhalte dafür etwas Vergütung. Hier sind natürlich die sonnenstarken Sommermonate schuld, wo man zu viel Energie produziert und sie kaum nutzen kann.

Mein Energieverbrauch vs. Erzeugung mit der PV-Anlage

Mein Energieverbrauch vs. Erzeugung mit der PV-Anlage

Beide Quoten würden sich mit einem Stromspeicher natürlich optimieren lassen, was mich nach wie vor reizt obwohl diese Speicher sich wirtschaftlich überhaupt noch nicht rechnen.

Azyklische Produktion mit PV

Was in meinem Fall sehr spannend anzusehen ist, sind die PV Produktionszahlen im Vergleich zum Energieverbrauch. Vor allem in den Monaten November bis März trägt bei mir die Wärmepumpe enorm zum Verbrauch bei und so steigt mein monatlicher Energiebedarf immer auf 1’400kWh und mehr. Die Photovoltaikanlage erzeugt in den Monaten April bis September hinweg mehr Energie als ich verbrauche, im Oktober kippt es dann wieder. Das zeigt, mit einem gut ausgelegten Speicher könnte ich diese Monate ziemlich Autark sein, für den Winter ist sowas aber chancenlos ohne grössere Umbauten am Haus.

Monatsvergleich zwischen Energieverbrauch und Produktion

Monatsvergleich zwischen Energieverbrauch und Produktion

Aus der Grafik könnte man auch schliessen, dass die PV-Anlage etwas zu klein ist. Kann man durchaus machen, ich habe mir das damals bei der Planung ziemlich lange durchgerechnet. Man würde zwar etwas bessere Zahlen erreichen, die Investitionskosten aber holt man nicht mehr rein und für mich stimmt die Anlagengrösse aktuell. Ich rechne auch damit den Elektroboiler in den folgenden Jahren mit einem Wärmepumpenboiler zu ersetzen, was den Energieverbrauch in jedem Monat noch deutlich senken würde. Das zeigt sich in der nachfolgenden Grafik, wo ich meine beiden Grossverbraucher Heizung und Warmwasserboiler einzeln plotte. Es ist deutlich wie enorm sich die Luft-Wasser Wärmepumpe im Verbrauch niederschlägt, die Warmwasserproduktion ist auch saisonal unterschiedlich aber mit deutlich geringerem Ausmass. Vor allem dank meiner Eigenverbrauchsregelung tut mir diese weniger weh.

Energieverrbauch von Heizung und Warmwasser-Erzeugung

Energieverrbauch von Heizung und Warmwasser-Erzeugung

Identifizierung meiner Energieverbraucher

Da ich einige Energiezähler und Smart Plugs verwende, kann ich diese auch Geräten zuordnen und so meinen Stromverbrauch genauer betrachten. Das mache ich für mich monatlich, aber ich der Einfachheit halber einmal über das ganze Jahr hinweg betrachtet. Da sieht man deutlich, die Heizung macht 31% meines Energieverbrauchs aus, direkt gefolgt von der Warmwassererzeugung. Von den 13MWh die ich jährlich verbrauche, kommen also 53% alleine von Heizung und Warmwasser.

Der nächste grosse Brocken ist bei uns der Anteil, den ich nicht messe. Da fällt alles rein wie Kochen, Kühlschrank, Tiefkühler, Licht, Ladegeräte usw. Das sind auch immerhin 15%, darauf folgt dann das Elektroauto mit 12%. Wo ich etwas optimieren möchte ist bei «Server, Netzwerk, Smart Home», das liegt bei mir in einem kleinen 19″ Rack im Keller und da muss ich mal etwas ausmisten. Vor allem habe ich das Gefühl, dass der PoE-Switch hier sehr ineffizient arbeitet. Das werde ich mir genauer anschauen, sowie ob ich den Mac Mini Server weglasse und nur noch mit der Synology Diskstation auskomme. Die restlichen Verbräuche sind soweit okay, die Waschküche hat vor allem wegen dem Luftentfeuchter einen hohen Verbrauch, ohne geht es aber nicht. Ich habe noch andere Verbraucher identifiziert, wie Weihnachtsbeleuchtung, welche aber nicht nennenswert ins Gewicht fällt.

Klassifizierung der Energieverbraucher

Klassifizierung der Energieverbraucher

Fazit

Man kann sich fragen ob sich der Aufwand für eine solche Messung lohnt, in meinem Fall ist es einfach die Freude an der Sache und die Implementierung hat mich gereizt. Aus den gewonnenen Daten möchte ich nun Schritt für Schritt meine Schlüsse ziehen. Erste Baustelle ist wie gesagt der IT-Bereich und Server. Ich habe dort permanent rund 105W Dauerlast, was in einem Jahresverbrauch von rund 900kWh resultiert. Senke ich diesen Verbrauch, senke ich auch den Stromverbrauch in der Nacht und erhöhe damit auch meine Autarkiequote, weil dann eben keine PV läuft. Nächstes grösseres Projekt wird irgendwann mal der Elektroboiler sein, dieser braucht jährlich fast 3’000kWh Energie. Mit modernen Wärmepumpenboilern sollte dieser Wert gut unter 1’000kWh gehen.

Wenn hier Interesse an einem Nachfolgeartikel besteht, wie ihr auch zu solchen Daten kommt, lasst es mich wissen…

19 Comments

  1. David Blum

    Sehr spannend, danke für den ausführlichen Bericht. Ich bin zur Zeit such daran, die einzelnen Verbraucher auszuwerten. Gröster Verbraucher mit Abstand ist unsere Heizung. Hier haben wir bereits etwas optimiert, in dem wir die Solltemperatur abgesenkt haben. Demnächst möchte ich mit smarten Zimmerthermostaten weiter optimieren.

    Bin natürlich gespannt auf den Folgepost: welche Geräte eignen sich um Stromverbrauch zu messen und auf was man dabei achten sollte.

  2. Uli

    Falls es interessiert, hier mal meine Daten:
    Wohnung im 2-Familienhaus, Baujahr 2015, Minergie P
    2 Erwachsene, 2 Kinder
    Luft-/Wasser-Wärmepumpe
    Elektroboiler für Warmwasser
    keine PV
    Plug-In-Hybrid PKW
    Auch ordentlich Netzwerk-/Computerzeug im Dauereinsatz
    Licht ist fast alles LED, teils HUE/Tradfri

    Verbrauch 2018: 12.220 kWh

  3. Ueli

    Ueli
    Sehr guten Bericht. Was mich erstaunt dass das Auto nicht mehr braucht oder wird es während der Arbeit noch aufgeladen?
    Falls es interessiert, hier mal meine Daten:
    Einfamilien Haus, Baujahr 1998 2 Erwachsene
    Holzspeicher Heizung mit integriertem Boiler für Warmwasser mit Elektro Heizstab und 3m/2 Thermische Solaranlage.
    Seit Juli Plug-In-Hybrid PKW PV Anlage 1.8 kwh (unterstand für Pw)
    Übliche Stromverbraucher.

    Verbrauch 2018: 3.143 kwh

  4. Philipp

    Interessante Zahlen,auch in den Kommentaren. Die Grösse der Wärmebezugsfläche wäre jeweils noch wichtig.
    Meine Daten, leider noch von 2017 da ich nur die Verbräuche vom EW habe.

    3 Erwachsene, Luft Wasser WP für Heizung und Warmwasser, 10m2 Solarthermie, Haus Minergiestandard Bj 2013, Wärmebezugsfläche 219m2,
    Verbrauch 2017: 9152 kWh

    Einen Beitrag wie man seine Verbräuche detailliert messen kann bin ich sehr interessiert.

    Gruss Philipp

  5. This

    Danke für den spannenden Bericht. Habe seit November 2018 PV und möchte mich dieses Jahr um die Eigenverbrauchsoptimierung kümmern. Darum – ein Nachfolgeartikel wäre sehr interessant, insbesondere auch, wie du den Stromzähler des EW’s mittels Infrarotadapter auslesen kannst (oder hast du dies schon in einem anderen Artikel beschrieben?)

    Gruss, This

  6. Ralph Christian Baumgartner

    Vielen Dank für den Bericht, Hans. Ich finde sehr spannend, was Du hier machst. Vor zehn Jahren machte ich ebenfalls eine kleine Studie um die Verbraucher kennen zu lernen und Alternativen zu überlegen. Auch ich stellte damals fest, dass die Herausforderung darin besteht den Verbrauch vom Winter zu decken. Da gibt es schon Ideen, wie das gehen könnte. Viel Freude bei Deinem Selbstversuch

  7. Dave

    Danke für den spannenden Post!

    Zum Vergleich:
    – Doppeleonfamilienhaushälfte, Passivhaus, 2015, 188 m2 Wärmebezugsfläche
    – Holzspeicherofen (nicht an Komfortlüftung) und 2 kW elektrisches Nachheizregister in der Zuluft, Paul Novus 300 Wärmerückgewinnung & Lüftung
    – Warmwasser durch sonnenbestrahlten Betonkern vorerwärmt, dann Umluftboiler im Technikraum
    – (Noch) kein Elektroauto
    – Loxone, Heizungs und Warmwassersteuerung nicht nicht darüber gesteuert
    – 2 Erwachsene, 2 Kinder
    – 6’380 kWh / Jahr

    PV-Anlage für die Siedlung mit 4,5 kWp Speicher. Zu den effektiven Produktionswerten habe ich aktuell keinen Zugang. In der Theorie rund 11’000 kWh pro Einfamilienhaushälfte.

  8. Remo

    Hier noch ein Vergleich in den Bündner Bergen – Standort Chur

    – 2 Erwachsene, 2 Kinder
    – Einfamilienhaus, freistehend, 2017, 160 m2
    – FBH und Warmwasser über Vitocal 200A Luft/Wasser WP und 390l Boiler – Loxone gesteuert
    – Kontrollierte Wohnraumlüftung (Nilan VPL 15) mit aktiver Wärmerückgewinnung – Loxone gesteuert
    – Haas & Sohn Pelletofen im Wohnraum
    – Tesla Modell X100D – Loxone gesteuert (wird aber hauptsächlich auf der Arbeit oder am Tesla SC in Maienfeld geladen)
    – Seit 06.06.18 eine 7.56 kWp PV Anlage Südausrichtung auf Flachdach – an Loxone angebunden

    – Total in Rechnung gestellte Leistung im 2018: 5’750 kWh

  9. Snowman2

    Vielen Dank Hans für den interessanten Bericht.
    Ermittelst du die Daten von dem Stromzähler des EW’s immer noch mit dem Loxone Zählerinterface oder hast du da inzwischen eine «bessere» Lösung gefunden?

    • Hans

      Hoi Martin,

      mittlerweile fast nur noch myStrom Plugs (2 von Loxone noch) und Energiezähler verschiedene. Einerseits den Loxone, andererseits den SDM630 und werde nun noch einen Carlo Gavazzi verbauen. Der wird ev. die anderen ablösen

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