Ausführliche Analyse von Stromerzeugung und Verbrauch in einem EFH

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

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

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

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

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

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…