PV-Überschuss steuern

Was ist PV-Überschuss?

PV-Überschuss entsteht, wenn deine Photovoltaik-Anlage mehr Strom erzeugt, als dein Haushalt aktuell verbraucht. Der Überschuss fließt dann ins öffentliche Netz — du erhältst dafür die Einspeisevergütung (aktuell ca. 8 ct/kWh nach EEG). Verbrauchst du den Strom selbst, sparst du den vollen Bezugspreis (ca. 30–40 ct/kWh). Die Differenz von ca. 22–32 ct/kWh ist dein Einsparpotenzial pro gesteuerte kWh.

Der Schlüssel: Du musst den Überschuss in Echtzeit erkennen und Verbraucher automatisch zuschalten, bevor der Strom ins Netz fließt. Das geht nur mit Smart-Home-Automatisierung.

Überschuss erkennen — am Netzanschlusspunkt

Um den PV-Überschuss zu messen, brauchst du einen Sensor am Netzanschlusspunkt. Die einfachste Methode: Ein Shelly 3EM🛒 im Zählerschrank, der die Netzeinspeisung misst. Wenn der 3EM eine negative Leistung anzeigt, speist du ein — das ist dein Überschuss.

Alternativ kannst du auch den Bezug messen: Wenn der Bezug = 0 W ist, deckt deine PV-Anlage den gesamten Verbrauch. Alles darüber hinaus ist Überschuss. Wichtig ist, dass du einen verlässlichen, sekündlich aktualisierten Sensor hast — auf Minutenbasis reicht die Reaktionszeit nicht für Verbraucher, die schnell reagieren müssen.

Heizstab und Warmwasser mit PV-Überschuss

Der PV-Heizstab🛒 im Warmwasserspeicher ist einer der ergiebigsten Überschuss-Verbraucher. Typische Heizstäbe leisten 2–6 kW und können erhebliche Überschussmengen aufnehmen. Die Strategie:

1. Schwellwert definieren: Z. B. 500 W Überschuss → Heizstab einschalten. Der Schwellwert muss hoch genug sein, damit der Heizstab nicht sofort nach dem Einschalten den Überschuss überzieht und Bezug aus dem Netz entsteht.
2. Hysterese einbauen: Ausschalten erst bei < 200 W Überschuss. So vermeidest du ständiges Ein- und Ausschalten (Start-Stop-Zyklen).
3. Temperatur-Bedingung: Nur einschalten, wenn die Wassertemperatur unter z. B. 55 °C liegt. So verhinderst du unnötiges Heizen.
4. Zeitfenster: Optional: Nur tagsüber (6:00–20:00 Uhr) schalten, um abendliche Netzbezüge zu vermeiden.

Waschmaschine und Haushaltsgeräte steuern

Waschmaschinen, Geschirrspüler und Trockner eignen sich bedingt für Überschuss-Steuerung: Sie lassen sich nicht einfach mitten im Programm ein- und ausschalten. Besser ist es, die Startzeit zu steuern:

• Bestückung & Warten: Maschine beladen, Programm wählen, aber nicht starten. Der Shelly Plug S🛒 schaltet die Steckdose ein, wenn ausreichend Überschuss da ist.
• Schwellwert hoch ansetzen: Eine Waschmaschine zieht beim Anlaufen 2 000+ W. Setze die Schwelle auf min. 1 500 W, damit die Maschine nicht im ersten Programmteil ins Netz geht.
• Nicht unterbrechen: Wenn die Maschine läuft, lass sie laufen — auch wenn der Überschuss sinkt. Eine Unterbrechung beschädigt das Gerät oder kostet Zeit durch verlorenen Programmfortschritt.

Wusstest du schon?

Eine Waschmaschine verbraucht im Hauptwaschgang ca. 0,5–1 kWh, hauptsächlich für das Aufheizen des Wassers. Bei 35 ct/kWh Strompreis und 8 ct/kWh Einspeisevergütung sparst du mit PV-Überschuss ca. 15–25 ct pro Waschgang.

Home Assistant Automatisierung — Schritt für Schritt

Hier eine komplette Automatisierung für den Heizstab mit PV-Überschuss. Sie verwendet den Netzleistungs-Sensor des Shelly 3EM:

# Automatisierung: Heizstab bei PV-Überschuss
automation:
  - alias: "Heizstab PV-Überschuss EIN"
    trigger:
      - platform: numeric_state
        entity_id: sensor.shelly_3em_grid_power
        below: -500      # 500 W Einspeisung = Überschuss
        for:
          seconds: 30    # 30 Sekunden stabil
    condition:
      - condition: numeric_state
        entity_id: sensor.warmwasser_temperatur
        below: 55       # Wasser noch nicht heiß genug
    action:
      - service: switch.turn_on
        target:
          entity_id: switch.heizstab

  - alias: "Heizstab PV-Überschuss AUS"
    trigger:
      - platform: numeric_state
        entity_id: sensor.shelly_3em_grid_power
        above: -200      # Nur noch < 200 W Überschuss
        for:
          seconds: 60    # 1 Minute tolerieren
    action:
      - service: switch.turn_off
        target:
          entity_id: switch.heizstab

Gestaffeltes Schalten für große Lasten

Wenn du mehrere Überschuss-Verbraucher hast, schalte sie gestaffelt nach Priorität und Leistung:

1. Stufe 1 (ab 500 W Überschuss): Warmwasser-Heizstab niedrigste Stufe oder Zirkulationspumpe.
2. Stufe 2 (ab 2 000 W Überschuss): Heizstab volle Leistung oder Klimaanlage.
3. Stufe 3 (ab 4 000 W Überschuss): Wallbox aktivieren (langsames Laden, z. B. 6 A = 1,4 kW pro Phase).

Das gestaffelte Schalten verhindert, dass alle Geräte gleichzeitig eingeschaltet werden und den Überschuss sofort überziehen. Jede Stufe braucht ihren eigenen Schwellwert und ihre eigene Hysterese.

Start-Stop-Zyklen vermeiden

Ein häufiges Problem: Wolken ziehen über die PV-Anlage, der Überschuss sinkt kurz, das Gerät wird abgeschaltet — und bei der nächsten Sonne wieder eingeschaltet. Das schadet einigen Geräten (Kompressoren, Motoren) und ist ineffizient. Lösungsansätze:

• Mindestlaufzeit: Nach dem Einschalten mindestens 10 Minuten laufen lassen, auch wenn der Überschuss sinkt.
• Breite Hysterese: Einschalten bei 500 W, Ausschalten erst bei -100 W (also wenn wieder Netzbezug herrscht). Das toleriert kurzfristige Schwankungen.
• Geglätteter Sensor: Verwende einen gleitenden Durchschnitt des Überschuss-Sensors (z. B. über die letzten 60 Sekunden), anstatt auf Sekundenwerte zu reagieren.
• Batteriepuffer: Ein Stromspeicher puffert kurzfristige Schwankungen und macht die Automatisierung stabiler.

ioBroker: MQTT-Flows für PV-Überschuss

In ioBroker realisierst du PV-Überschuss-Steuerung am besten über MQTT-Sensoren und JavaScript-Scripte. Das Grundprinzip:

1. Der Shelly 3EM sendet die Netzeinspeisung via MQTT an ioBroker (State: shelly.0.SHEM-03#...#1.Total_instant_power).
2. Ein JavaScript prüft: Ist der Wert kleiner als -500 W (Überschuss > 500 W) für die letzten 30 Sekunden?
3. Falls ja, setze den State shelly.0.SHSW-1#...#1.Switch auf true.
4. Für die Abschaltung prüfe: Ist der Wert > -200 W für mindestens 60 Sekunden?

Der Vorteil der JavaScript-Lösung: Du kannst komplexe Bedingungen (Temperatur, Zeitfenster, mehrere Verbraucher) flexibel abbilden, ohne dich durch ioBroker-Blockly-Klick-Oberflächen zu kämpfen.