Entwicklung eines Lastmanagementsystems zur optimierten Nutzung von Photovoltaik-Energie

Die Erhöhung des Eigenverbrauchs an Solarstrom stellt eine Möglichkeit dar, wie die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage gesteigert werden kann. Nebst dem Kauf eines teuren Batteriespeichers kann auch der Stromverbrauch dem Sonnenangebot angepasst werden, um dadurch weniger Strom vom Stromnetz beziehen zu müssen. Hierfür werden flexible elektrische Lasten erst dann zugeschaltet, wenn ein Überschuss an Solarstrom vorhanden ist. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, ein System zu entwickeln, das diese Aufgabe beim Ladevorgang eines E-Bike-Akkus automatisiert.

Das Lastmanagementsystem umfasst nebst dem Elektronikmodul, das den Stromfluss zur Last regelt, eine App, worüber das Lastmanagementsystem von überall her überwacht und gesteuert werden kann.

Das zentrale Element des Elektronikmoduls ist der Einplatinencomputer Raspberry Pi Zero W. Hier finden die Datenverarbeitung und Datenweitergabe statt. Anhand der benutzerdefinierten Einstellungen in der App, den Messdaten des Stromsensors und der aktuellen Leistung der PV-Anlage entscheidet der Raspberry Pi Zero W, ob der Laststromkreis mit dem Relais unterbrochen oder geschlossen werden soll.

Zusätzlich zum praktischen Teil dieser Arbeit wurde der Nutzen eines Lastmanagementsystems zusammen mit dem Elektroauto genauer untersucht. Dabei zeigte sich, dass diese Kombination eine enorme Steigerung des Eigenverbrauchs an Solarstrom bewirkt.