Strommanagement planen (ZEV, vZEV und LEG)

Dieser Artikel beschreibt die Planung der Installation. Für die Umsetzung vor Ort und die Konfiguration der Geräte auf der Climkit-Plattform verweisen wir auf die Links am Ende des Artikels.

1. Strommanagement und ZEV

Die Strommanagement-Lösung von Climkit besteht darin, Zähler zur Messung und Erfassung des Stromverbrauchs bereitzustellen, die Daten an die Plattform zu übermitteln und eine der verfügbaren Betriebsmethoden wie die Erstellung von Individualabrechnungen oder die automatische Verbraucherabrechnung zu aktivieren.

Die Lösung kommt in der Regel im Rahmen eines Zusammenschlusses zum Eigenverbrauch (ZEV) zum Einsatz.

Sie gilt auch für den virtuellen ZEV (vZEV): Mehrere in einem ZEV zusammengeschlossene Gebäude nutzen das Verteilnetz kostenlos, um den Photovoltaikstrom untereinander weiterzuleiten. Das EW/VNB summiert seine Zähler, um die Rechnung zu erstellen – daher der Zusatz „virtuell“.

Seit 2026 ist es zudem möglich, den Photovoltaik-Überschuss im Rahmen einer lokalen Elektrizitätsgemeinschaft (LEG) an andere Verbraucher derselben Gemeinde zu verkaufen. Siehe unten.

Sie kann auch in anderen Kontexten verwendet werden, zum Beispiel:

• In einem Gewerbegebäude, um die Verbräuche der verschiedenen Flächen zu unterscheiden
• Auf einem Campingplatz oder in einem Hafen, um die Verbräuche pro Stellplatz abzurechnen
• In jeder Situation, in der Stromverbräuche gemessen, abgerechnet und in Rechnung gestellt werden müssen

Standard-Anschlussschema eines ZEV

Je nach Anzahl der Verbraucher und Gebäude eines Standorts gibt es verschiedene Anschlussarten für die Stromzähler und die Kommunikation.

Das Standardschema besteht aus einem ZEV mit:

• Einem einzigen Hausanschluss mit einem EW/VNB-Einspeisezähler
• Mehreren Verbrauchern (Wohnungen, Büros, Allgemeinflächen usw.), die an private Zähler angeschlossen sind

Elektrischer Anschluss

Das obige Schema zeigt den Fall eines ZEV mit einem einzigen EW/VNB-Zähler am Hauptanschluss des Gebäudes.

Verbraucher wie Wohnungen und Allgemeinbereiche werden durch private Zähler gemessen.

Ein privater Zähler misst auch die PV-Produktion (Wechselrichter-Abgang).

Ein privater Zähler wird ebenfalls am Hausanschluss in Reihe mit dem Zähler des EW/VNB installiert.

Die Anzahl der Zähler hängt davon ab, was separat gemessen und abgerechnet werden soll. Hier ist eine Liste der gängigsten Zähler, die eingeplant werden sollten:

• Wärmepumpe: zur Unterscheidung ihres Verbrauchs vom restlichen Allgemeinverbrauch
• Ladestationen für Elektrofahrzeuge
• Batterie bei AC-Kopplung (denn bei DC-Kopplung hinter einem Hybridwechselrichter wird die Batterie bereits über den PV-Zähler gemessen).
• Photovoltaik-Wechselrichter: Ein Zähler pro Anlage ermöglicht es, deren Leistung separat zu messen und allfällige Probleme einfacher zu erkennen.

RS485-Kommunikationsbus und Internetverbindung

Ein serieller Kommunikationsbus vom Typ RS485 verbindet jeden Zähler mit der RS485-Schnittstelle des Climkit-Gateways.

Die Zähler (Slaves) werden über ein RS485-Busnetzwerk gemäss dem folgenden Schema an das Gateway (Master) angeschlossen.

Richtlinien und Empfehlungen für die Kabelverlegung:

• Ein geschirmtes U72-Kabel (Alufolientyp) 4 × 0,8 mm² verwenden.
• Alle Geräte müssen in Reihe geschaltet werden (Daisy-Chain). Abzweigungen, Stern- oder T-Verbindungen vermeiden, da diese Kommunikationsstörungen verursachen können.
• Das Kabel darf keine geschlossenen Schleifen bilden.
• Maximale Länge: Aus Sicherheitsgründen < 500 m anstreben.
• Kabelverlegung in der Nähe von Geräten vermeiden, die Störungen verursachen könnten (Motoren, Frequenzumrichter usw.).

Das Gateway selbst ist über seine Ethernet-Schnittstelle mit dem 4G-Router verbunden, der mit einer Multi-Operator-SIM-Karte ausgestattet ist, um die Fernablesung der Zähler zu ermöglichen.

Climkit-Angebot

Das Climkit-Standardangebot umfasst alle für den Betrieb des Systems erforderlichen Elemente: Hardware, Softwarefunktionen sowie Dienstleistungen rund um die Einrichtung.

Das gesamte Material wird vorkonfiguriert geliefert, um die Installation zu vereinfachen und eine einwandfreie Kommunikation der Zähler zu gewährleisten.

• Hardware:
  • LAN-Router oder 4G-Router
  • Climkit-Gateway
  • Stromzähler
• Softwarefunktionen:
  • Auslesen und Ablesen der Stromzähler
• Einrichtungsdienstleistungen:
  • Technische Koordination und Überprüfung der Zählerablesung
  • Administrative Inbetriebnahme

Alle Produkte werden direkt bei Climkit bestellt.

In den meisten Fällen kann die Installation durch den Installateur ohne Vor-Ort-Einsatz eines Climkit-Technikers durchgeführt werden.

Bei der Inbetriebnahme steht bei Bedarf ein telefonischer Support zur Verfügung.

Details zur verwendeten Hardware

4G-Router

Eine Internetverbindung ist für den Betrieb des Systems unerlässlich. Falls keine Verbindung vorhanden ist, kann Climkit diese über einen 4G-Router mit einer aktiven Multi-Operator-SIM-Karte bereitstellen.

Die Verwendung des 4G-Routers TRB140 von Climkit bietet mehrere Vorteile:

• Einfache Installation: Der Router lässt sich einfach im Elektroverteiler direkt auf der DIN-Hutschiene montieren
• Vollständige Lieferung: Geliefert mit DIN-Schienenhalterung und 24-V-DC-Netzteil
• Sofort einsatzbereit: Vorkonfiguriert mit aktivierter SIM-Karte geliefert
• Günstiges 4G-Abonnement: Kostengünstige Internetverbindung

Climkit-Gateway

Das Climkit-Gateway liest die an seinen RS485-Port angeschlossenen Zähler über das Modbus-Protokoll aus und übermittelt die Zählerstände über das Internet an die Climkit-Plattform.

Stromzähler

Stromzähler ermöglichen die Messung von Verbrauch, Produktion sowie des aus dem Netz bezogenen und ins Netz eingespeisten Stroms.

Bei einem Anschluss unter 80 A liefert Climkit Direktmesszähler, das heisst, die Leiter werden direkt durch den Zähler geführt.

Das standardmässig gelieferte Modell ist der Zähler Eastron SDM630Modbus. Der Zähler ist 4 DIN-Module breit und wird direkt im Elektroverteiler auf einer Hutschiene oder in einem passenden Gehäuse montiert (siehe T-Box unten).

Falls die Stromstärke des Anschlusses 80 A übersteigt, liefert Climkit indirekte Zähler (Wandlermessung), das heisst, die Leiter werden durch Stromwandler geführt, die wiederum an den Zähler angeschlossen sind.

• Das standardmässig gelieferte Modell ist der Zähler Eastron SDM630MCT.

Stromwandler

Die Stromwandler werden nach der Stromstärke des Anschlusses und dem Durchmesser des Leiters ausgewählt, um den der Wandler geklemmt wird.

Climkit liefert Stromwandler von 100 A bis 2000 A.

Die Stromwandler werden direkt auf das Kabel oder die Kupferschiene jeder Phase aufgeklemmt. Dabei ist auf den Kabelquerschnitt im Verhältnis zum Durchmesser des Wandlers zu achten.

Für spezifische Fälle, die einen grösseren Durchmesser erfordern, können andere Stromwandler bestellt werden. Bitte bei der Bestellung angeben.

Gehäuse und Zählerplatte T-Box

Um die Installation der Zähler auf den EW/VNB-Zählerplätzen zu erleichtern, können DIN-Schienengehäuse mit Montageplatte bestellt werden.

DIN-Schienengehäuse auf T-Montageplatte (H: 36 cm, B: 21 cm)

Climkit-Zähler anstelle bestehender Zähler auf einem Stockwerkabsatz installiert

Option: Vorverdrahteter Einspeiseverteiler

Climkit bietet einen vorverdrahteten Einspeiseverteiler an, um am Hausanschlusspunkt des Standorts alle für einen ZEV erforderlichen Elemente (Photovoltaik, Batterie und Ladestationen) zusammenzufassen.

Er beinhaltet:

• den Netzanschluss (je nach Variante bis 160 A)
• den EW/VNB-Zählerplatz
• die Abgänge für Photovoltaik-Wechselrichter (≤ 30 kVA), AC-Batterie und Ladestationen
• die privaten Zähler für Hauptmessung, PV, Batterie und Ladestationen
• die Climkit-Kommunikationsinfrastruktur (Gateway, Multi-Operator-4G-Router, PoE-Ethernet-Switch)

Er ist montagefertig, von Climkit entwickelt und vereint die für die Integration der Lösungen erforderliche Einspeise- und Kommunikationsinfrastruktur.

In der Schweiz mit Komponenten von Schneider Electric assembliert, ist er in zwei Varianten erhältlich:

Variante bis 80 A (Direktmessung)

Variante bis 160 A (Wandlermessung mit Stromwandlern)

Variante mit Cloud-Gateway

Anstelle eines Climkit-Gateways kann auch ein virtuelles Gateway verwendet werden, das das MQTT-Protokoll nutzt, indem ein Router (LAN oder 4G) mit einem RS485-Ethernet-Konverter kombiniert wird.

Schema Cloud-Gateway mit 4G-Router

Schema mit LAN-Router

Energieoptimierung und -speicherung

Ergänzend zu Messung und Abrechnung ermöglicht Climkit die Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils des vor Ort erzeugten Solarstroms, indem Geräte je nach Überschuss gesteuert werden (Warmwasser, Wärmepumpe, Ladestationen) und ein Batteriespeicher verwaltet wird.

Zur Planung dieser Funktionen siehe Optimierung und Energiespeicherung planen.

2. Anschlussvarianten

Microgrid-Schema: Areal aus mehreren Gebäuden

Das Microgrid-Schema besteht aus einem Zusammenschluss (ZEV) mit folgenden Merkmalen:

• Ein einziger Einspeisepunkt am öffentlichen Netz mit einem EW/VNB-Einspeisezähler, der sich üblicherweise in einer separaten Hauptverteilung (NSHV) oder in einem der Gebäude des Areals befindet.
• Mehrere Gebäude, die an denselben Netzeinspeisepunkt angeschlossen sind.
• Mehrere Verbraucher (Wohnungen, Büros, Gemeinschaftsräume usw.), die jeweils an einen individuellen Zähler angeschlossen sind.

Dieses Schema kommt insbesondere dann zur Anwendung, wenn die privaten Zähler auf verschiedene Punkte des Areals verteilt sind. Für den Anschluss und das Auslesen der Zähler gibt es mehrere Varianten:

• Installation eines Buskabels zwischen den Gebäuden, das über jeden Zähler zum zentralen Climkit-Gateway führt.
• Installation eines Climkit-Gateways in jedem Gebäude, jeweils mit dem Internet zur Datenübertragung verbunden.
• Empfohlen: Zusammenschluss aller Gebäude über ein lokales IP-Netzwerk (RJ45-Verkabelung oder Glasfaser). Jede Zählerinstallation wird an einen RS485-Ethernet-Konverter angeschlossen, der wiederum mit dem LAN des Areals verbunden ist. Diese Architektur ermöglicht eine effiziente Zentralisierung der Daten bei gleichzeitiger Flexibilität der Infrastruktur. (Siehe Schema unten.)

Diese letztgenannte Variante wird empfohlen, da sie mehrere Vorteile bietet:

• Höhere Zuverlässigkeit: Sie vermeidet Verbindungsprobleme im physischen Buskabel zwischen den Gebäuden, deren Diagnose und Fehlerbehebung aufwendig sein können.
• Hardware-Einsparung: Es wird nur ein einziges Gateway und ein einziger Router für das gesamte Areal benötigt, was die Architektur vereinfacht und Kosten spart.

Microgrid-Schema mit virtuellem ZEV (vZEV) und mehreren Hausanschlüssen

Das Microgrid-Schema mit virtuellem ZEV setzt sich zusammen aus:

• Mehreren Hausanschlüssen am öffentlichen Netz, jeweils mit eigenem EW/VNB-Zähler
• Mehreren miteinander verbundenen Gebäuden
• Mehreren Verbrauchern (Wohnungen, Büros, Gemeinschaftsräume usw.), die entweder mit einem privaten Zähler oder einem EW/VNB-Zähler ausgestattet sind
• Mehreren Photovoltaikanlagen, die über einen privaten Zähler oder einen EW/VNB-Zähler gemessen werden

Funktionsprinzip:

Der erzeugte Strom wird zwischen den Gebäuden geteilt. Die EW/VNB-Zähler werden virtuell zusammengefasst, um eine einzige Rechnung für den Netzbezug zu erstellen.

Die privaten Zähler werden direkt über das Climkit-Gateway abgelesen, während das EW/VNB die Daten seiner Zähler an Climkit übermittelt. Alle Informationen werden auf der Climkit-Plattform zentralisiert.

Schema Einzelverbraucher

Dieses Schema gilt für Standorte bestehend aus:

• Einem einzigen Hausanschluss am öffentlichen Netz
• Einem einzigen Verbraucher
• Einer einzigen Photovoltaikanlage

Anwendungsbeispiel: ein Einfamilienhaus oder ein Gewerbegebäude mit einer Photovoltaikanlage.

Es werden mindestens zwei Zähler installiert: ein Einspeisezähler in Reihe mit dem EW/VNB-Zähler und ein Zähler für die PV-Produktion.

Der Verbrauch muss nicht direkt gemessen werden: Er wird rechnerisch aus den Werten der beiden anderen Zähler ermittelt (Verbrauch = Produktion + Bezug bzw. - Einspeisung).

Variante Cloud-Gateway mit LAN-Router (oder 4G)

Die lokale Elektrizitätsgemeinschaft (LEG)

Eine LEG erfordert keine direkte physische Verbindung zwischen Erzeuger und Verbrauchern: Der vom Erzeuger gelieferte Solarstrom wird über das Netz des EW/VNB transportiert, und der Verbraucher bleibt ein regulärer Kunde des EW/VNB. Der Stromaustausch innerhalb der LEG wird über die Zähler des EW/VNB gemessen.

In der Praxis gibt es zwei Szenarien. Der Erzeuger ist gleichzeitig Verbraucher (z. B. ein Unternehmen mit zwei Gebäuden in der Gemeinde): Es ist kein besonderes Management erforderlich. Der Nutzen zeigt sich direkt in einer Reduzierung der Stromrechnung. Erzeuger und Verbraucher sind unterschiedlich: Der Erzeuger kann Climkit damit beauftragen, den an den Verbraucher gelieferten Energieanteil in Rechnung zu stellen.

3. Nächste Schritte