Warum sind Energiemanagementsysteme so wichtig?

Was ist ein Energiemanagementsystem (EMS)

Ein (Home)Energiemanagementsystem (HEMS), für PV-Anlagen überwacht die gesamte PV Anlage und idR. auch die Hausverbraucher. Nennenswert effizient kann das (H)EMS - nachfolgend einfach EMS genannt - erst mit einem Energiespeicher werden. Eine Hauptaufgabe besteht darin, die Leistung der Solarmodule effizient auf den Speicher, die Hausverbraucher und die Einspeisung ins öffentliche Netz aufzuteilen. Weiterhin kann es regeln, ob und wann und in welchem Ausmaß (neuerdings erlaubt) Speicher aus dem Netz beladen werden. Es kann auch Hausverbraucher gezielt an/abschalten und kann ggf. auch einen Heizstab für Warmwasser ansteuern.

 

Warum ist ein gutes Energiemanagementsystem so wichtig?

Einfach ausgedrückt besteht die Hauptaufgabe des EMS darin, möglichst wenig (teuren) Strom aus dem öffentlichen Netz zu beziehen und möglichst viel Strom gegen (hohe) Vergütung einzuspeisen. Möglichst wenig (teuren) Strom aus dem öffentlichen Netz zu beziehen bedeutet auch, den sogenannten Eigenverbrauchsanteil zu maximieren. Das klingt logisch, ist aber eine Herausforderung.

 

Denn eine klassische Solaranlage mit Speicher - aber ohne ein EMS - verhält sich wie folgt: Wenn der Speicher noch nicht ganz voll ist, wird der Stromüberschuss - also die Leistung Ihrer Solarmodule, die nach Versorgung Ihrer Hausverbraucher noch übrig ist - in den Speicher geladen, bis dieser voll ist. Üblicherweise passiert das Vormittags, sobald die Sonne genug scheint. Mittags, wenn der Sonneneintrag schließlich am stärksten ist, ist der Speicher meist vollgeladen und das System beginnt nun alle überschüssige Leistung in das öffentliche Netz einzuspeisen. Der Großteil der 1,7 Millionen PV Anlagen in Deutschland (2025) macht das gleichzeitig, was das Energie-Verteilnetz belastet und bei Energieüberschuss zu negativen Strompreisen führt.

 

Solarspitzengesetz

Am 25. Februar 2025 trat deshalb das sogenannte Solarspitzengesetz (Genau: "Gesetz zur Änderung des Energiewirtschaftsrechts zur Vermeidung von temporären Erzeugungsüberschüssen") in Kraft. Neben diversen anderen Neureglegung ändern sich auch einige Randbedingungen für die Vergütung von neuen PV-Anlagen.

 

1. Ohne Smartmeter: Leistungsbegrenzung auf 60%: Neue PV-Anlagen müssen solange noch keine Smartmeter installiert wurde, die Einspeiseleistung auf 60 % der installierten Leistung begrenzen (Details hier).
    

2. Mit Smartmeter: Nullvergütung bei negativen Strompreisen: Neue PV-Anlagen erhalten keine Vergütung mehr für Zeiten, in denen der Börsenstrompreis negativ ist (§ 51 EEG, Details hier). 
    

Ohne brauchbares EMS kann dies bei Fall 2 (mit Smartmeter) immer häufiger zu der Situation führen, dass Sie Vormittags keine/weniger Vergütung erhalten weil ja zunächst der Speicher mit Stromüberschuss aufgeladen wird - und Nachmittags auch keine Vergütung mehr erhalten, wenn wegen Netz-Stromüberschuss die Strompreise negativ sind. Durch gesetzlich vorgeschriebene das Smart-Meter Rollout sollten Sie Mittelfristig von Fall 2 ausgehen.

In 2024 hätten Sie 457 Stunden keine Vergütung erhalten (und die Anlage wäre abgeregelt worden) mit stark steigender Tendenz: alleine diesen Juni 2025 kamen weitere 141 Stunden mit negativen Börsenstrompreisen hinzu (sieh nachfolgendes Bild). Der Wert lag nur marginal unter dem Rekord vom Mai. Allein im ersten Halbjahr 2025 gab es damit fast soviele Stunden mit negativen Day-ahead-Strompreisen wie im gesamten Jahr 2023.

 

Bei Fall 1 (ohne Smartmeter) erhalten sie zwar übergangsweise noch eine Vergütung auch zu negativen Strompreisen, aber nur für den Leistungsanteil bis 60% der installierten PV Leistung. Die 60% Regelung gilt bis zum Smartmetereinbau rund um die Uhr - also auch wenn keine negativen Strompreise vorliegen.

Energiechart: Alleine im Juni 2025 waren die Strombörsenpreise 144 Stunden negativ.

Die Solarspitzen um die Mittagszeit werden also nicht mehr vergütet. Wenn Ihr Speicher dann aber schon voll ist, können Sie diese Solarspitze natürlich nicht mehr wegspeichern und verlieren diese Energie komplett.

 

Ohne geeignetes EMS: Vergütungsverluste bis 22%.

Die Schätzungen der Ertragseinbußen durch die Solarspitzen-Nichtvergütung ohne Energiemanagement liegen zwischen 8% [1] und 22% [3] , aber auch nur bei der derzeitigen Häufigkeit von negativen Strompreisen. Durch den derzeit noch exponetiellen Anstieg der Häufigkeit von negativen Strompreisen wird dieser Wert ohne Gegenmßnamen deutlich ansteigen.

 

Prognose - basierte EMS: Vergütungsverluste unter 2% möglich

 

Mit der geeigneten EMS Lösungen können diese Verluste durch die Nullvergütung bei Solarstromspitzen auf unter 2% reduziert werden [3]. 

 

Diese EMS sorgen nämlich dafür, dass dass der Stromüberschuss vormittags, wenn man für die Stromeinspeisung noch eine Vergütung bekommt, eingespeist wird, und erst ab Mittag, wenn man also sowieso nichts mehr für den Strom bekommt, der dann noch leere Speicher beladen wird.

Im besten Fall verzögert das EMS die BEladung des Speichers noch etwas weiter, damit die Standzeiten des vollgeladenen Speichers verkelinert werden, was deutlih vorteilhafte Auswirkungen auf die Speicherlebensdauer hat (dazu mehr unten#).

Vorgenanntes funktioniert aber nur mit Prognosebasierten EMS - und selbst da nicht bei allen. Prognosebasierte EMS erstellen kontiniuierlich Vorhersagen für ihren eigenen Haushalts-Stromverbrauch, den zu erwartenden Solar-Ertrag (Wetter) für die nächsten Stunden (je nach EMS bis 36h) und berücksichtigen den Preis-Verlauf an der Strombörse (insbesondere die Nullvergütungszeiträume). Erst damit sind vorgenannte Funktionen realisierbar. 

Erstmalig objektiver Energiemanagement-Test zum Feb. 2025 veröffentlicht: nur 6 Hersteller von 100 eingeladenen Herstellern nahmen teil

Nahezu jeder Hersteller von Photovolatik-Anlagen hat inzwischen seine Produktpalette um ein sogenanntes EMS erweitert und bewirbt es praktisch immer mit einem Schlagwort wie "KI Inside", auch werden inzwischen separate EMS am Markt offeriert. In der Effizienz unterscheiden sich die Systeme aber erheblich.  

 

Die meisten Hersteller geben leider sehr wenige Details bekannt und bislang fehlte jeglicher Maßstab, um die Effizienz zu vergleichen.

 

Um so erfreulicher ist es, dass das renomierte Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und die für Speichertests beklannte HTW Berlin gemeinsam einen objektiven Energiemanagement-Test entwickelt haben, welchen Sie im Rahmen ihres inzwischen seit Jahren etablierten Speichertest zum Feb. 2025 veröffentlicht haben. Zum Test wurden 100 Photovolatik Hersteller eingeladen, wovon sich für den Test ihrer Energiemanagementsysteme nur noch 6 Hersteller beteiligten (Fenecon, KOSTAL, Sonnen, RCT Power und 2 anonyme Hersteller).

 

Die folgende Grafik stellt die Unterscheidungsmerkmale der analysierten Energiemanagementsysteme gegenüber. Während 3 der 6 getesteten Energiemanager eine Internetverbindung zum Bezug der Wetterprognosen benötigen, erstellen die 3 anderen Energiemanagementsysteme die Prognosen auf Basis der lokal erfassten Messwerten vor Ort.

Die Tests zeigen interessanterweise , dass ein EMS mit lokalen Wetterdaten nicht schlechter abschneiden muss. Der Vorteil ist auch die Unabhängigkeit von einer immer funktionierenden Internetverbindung.

 

Darüber hinaus unterscheidet sich das prognosebasierte Energiemanagement darin, wie häufig der Ladefahrplan aktualisiert wird.

 

Eine schonende Batterieladung zur Verlängerung der Batterielebensdauer lässt sich derzeit nur von zwei teilnehmenden Hersteller beobachten, nämlich Fenecon und ein anonym teilnehmnder Hersteller.

 

Fenecon ist weiterhin der einzige Hersteller, der die Prognosen und die Energiefahrpläne jede den sich ändernden Gegebenheiten (Wetter, Hausverbraucher, Strompreise) im 1 Sekunden Takt anpasst. Das kann in vielen Situationen entscheidende Vorteile bringen. Beispiel: Sie nutzen den Küchenherd: bei einem Update einmal pro Stunde kann der Energieplan zeitlich nicht hinreichend feinmaschig angepasst werden.

Prognosebasierte Ladestrategien verlängern die Batterielebensdauer

Ohne intelligente Ladestrategie wird, wie oben beschrieben, der Speicher vormittags mit Überschussstrom beladen. Neben sder Netzüberlastung am Mittag hat dies einen weiteren Nachteil: Lange Standzeiten bei hohen Ladezuständen verkürzen die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien. Mit ihren prognosebasierten Energiemanagementstrategien konnten alle o.g. sechs Hersteller die Standzeit bei vollständig geladener Batterie verringern. An sonnigen Tagen lädt einer der getesteten Solarstromspeicher vorrangig in den späten Nachmittagsstunden. Dadurch kann das Energiemanagementsystem die Standzeit der Batterie im vollgeladenen Zustand um 8 Stunden reduzieren. Während des Testzeitraums halbierte diese intelligente Ladestrategie so die Verweildauer des Batteriespeichers bei Ladezuständen oberhalb von 90 Prozent.

Mit dynamischen Stromtarifen können sie das EMS aber noch vorteilhafter nutzen.

 

Dynamische Stromtarife mit EMS: bis 30% weniger Stromkosten

Ein gutes Energiemenagement, in Kombination mit einem dynamischen Stromtarif und einem Speicher, kann zu erheblichen Einsparungen bei den Stromkosten führen. Durch die intelligente Steuerung von Verbrauchern und Speichern können stromintensive Geräte in Zeiten niedriger Strompreise betrieben oder Energie in Speichern geladen werden.

 

Wenn das System beispielsweise in der Nacht absehen kann, dass der Solarertrag des nächsten Tages nicht ausreicht, um den eigenen Strombedarf zu decken (Schlechtwetter), kann es in der Nacht vorrausschuend den Speicher zu Preistiefs an der Stromböse soweit aufladen, dass Sie am kommenden Tag auch bei wenig Sonne ihren Hausverauch aus dem Speicher decken können, ohne den Strom dann bei Preishochs einkaufen zu müssen.

 

Studien zeigen, dass Haushalte, die ihren Verbrauch an dynamische Tarife anpassen, bis zu 34 % ihrer Stromkosten im Vergleich zum durchschnittlichen Börsenpreis sparen können (Quelle: Clean Energy Wire). Dieses Verhalten trägt damit analog zur Entlastung des Stromnetzes bei, indem es den Verbrauch in Zeiten hoher Nachfrage reduziert.

 

Verweise:

[1] https://solar.htw-berlin.de/publikationen/energiemanagement-test-stromspeicher-inspektion-2025/

[2] https://www.sfv.de/analyse-auswirkung-solarspitzengesetz

[3] „Was das Solarspitzen-Gesetz für privat Photovoltaik-Ablagen bedeutet“ (5. Feb. 2025) auf Solarserver.de