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 siehe die Links am Ende des Artikels.

1. Strommanagement und ZEV

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

Die Lösung wird in der Regel im Rahmen eines Zusammenschlusses zum Eigenverbrauch (ZEV) angewendet.

Sie gilt auch für den virtuellen ZEV (vZEV): Mehrere in einem ZEV zusammengeschlossene Gebäude nutzen das Verteilnetz kostenlos, um den Solarstrom untereinander zu transportieren. Das EW/VNB summiert seine Zähler für die Rechnungsstellung – daher das Attribut «virtuell».

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

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

• In einem Gewerbegebäude, um den Verbrauch der verschiedenen Flächen zu unterscheiden
• Auf einem Campingplatz oder in einem Hafen, um den Verbrauch pro Stellplatz abzurechnen
• In jeder Situation, in der Stromverbräuche gemessen, abgerechnet und fakturiert werden müssen

Standard-Anschlussschema eines ZEV

Je nach Anzahl der Verbraucher und Gebäude an einem Standort gibt es verschiedene Anschlussarten für Stromzähler und Kommunikation.

Das Standardschema besteht aus einem ZEV mit:

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

Elektrischer Anschluss

Das obige Schema zeigt den Fall eines ZEV mit einem einzigen EW/VNB-Zähler an der Hauseinführung.

Verbraucher wie Wohnungen und Allgemeinflächen werden über private Zähler gemessen.

Ein privater Zähler misst zudem die Photovoltaik-Produktion (Wechselrichter-Abgang).

Ein privater Zähler wird ebenfalls an der Einführung in Serie mit dem des EW/VNB installiert.

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

• Wärmepumpe: um ihren Verbrauch vom Rest der Allgemeinbereiche zu trennen
• Ladestationen für Elektrofahrzeuge
• Batterie mit AC-Kopplung (bei DC-Kopplung hinter einem Hybrid-Wechselrichter wird die Batterie bereits über den PV-Zähler erfasst).
• PV-Wechselrichter: Ein Zähler pro Anlage ermöglicht es, deren Leistung separat zu messen und allfällige Probleme leichter zu erkennen.

RS485-Kommunikationsbus und Internetverbindung

Ein serieller RS485-Kommunikationsbus 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 den Kabelzug:

• Verwenden Sie ein geschirmtes U72-Kabel (Aluminiumfolie) 4 × 0,8 mm².
• Alle Geräte müssen in Reihe geschaltet werden (Daisy-Chain). Vermeiden Sie Abzweigungen, Stern- oder T-Verbindungen, die zu Kommunikationsfehlern führen können.
• Das Kabel darf keine geschlossenen Schleifen bilden.
• Maximale Länge: Zur Sicherheit < 500 m anstreben.
• Leitungsführungen in der Nähe von störenden Geräten (Motoren, Frequenzumrichter usw.) vermeiden.

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

Climkit-Angebot

Das Climkit-Standardangebot umfasst alle für den Betrieb des Systems erforderlichen Elemente: Hardware-Komponenten, Software-Funktionen sowie die Dienstleistungen rund um die Inbetriebnahme.

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

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

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 Bedarf steht während der Inbetriebnahme telefonischer Support zur Verfügung.

Details zu den verwendeten Komponenten

4G-Router

Eine Internetverbindung ist für den Betrieb des Systems zwingend erforderlich. Falls keine Verbindung verfügbar ist, kann Climkit diese über einen 4G-Router mit aktiver Multi-Operator-SIM-Karte bereitstellen.

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

• Vereinfachte Installation: Der Router lässt sich einfach im Elektroverteiler direkt auf der DIN-Schiene montieren
• Vollständige Lieferung: Inklusive DIN-Schienenhalterung und 24-V-DC-Netzteil
• 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

Die Stromzähler ermöglichen die Messung von Verbrauch, Erzeugung sowie aus dem Netz bezogener und ins Netz eingespeister Energie.

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 DIN-Schiene oder in einem passenden Gehäuse montiert (siehe T-Box unten).

Übersteigt die Stromstärke des Anschlusses 80 A, liefert Climkit Indirektmesszähler, bei denen die Leiter durch Stromwandler (CT) geführt werden, die wiederum an den Zähler angeschlossen sind.

• Das standardmässig gelieferte Modell ist der Zähler Eastron SDM630MCT.

Stromwandler (CT)

Die Stromwandler werden entsprechend der Anschlussstromstärke und dem Durchmesser des Leiters ausgewählt, um den der Wandler geklemmt wird.

Climkit bietet Stromwandler von 100 A bis 2000 A an.

Die Wandler werden direkt auf das Kabel oder die Kupferschiene jeder Phase geklemmt. Achten Sie auf den Kabelquerschnitt im Verhältnis zum Wandlerdurchmesser.

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

T-Box Gehäuse und Zählerplatte

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

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

Anstelle bestehender Zähler auf einem Etagenabsatz installierte Climkit-Zähler

Option: Vorverdrahteter Einführungskasten

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

Er beinhaltet:

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

Montagefertig und von Climkit entwickelt, vereint er die für die Integration der Lösungen erforderliche Einführungs- 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 (Indirektmessung mit Stromwandlern)

Variante mit Cloud Gateway

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

Schema Cloud Gateway mit 4G-Router

Schema mit LAN-Router

Optimierung und Speicherung der Energie

Ergänzend zur Messung und Abrechnung ermöglicht Climkit die Erhöhung des Eigenverbrauchs des am Standort produzierten Solarstroms, indem Geräte überschussgesteuert geregelt werden (Warmwasser, Wärmepumpe, Ladestationen) und ein Batteriespeicher gesteuert wird.

Zur Planung dieser Funktionen siehe Planung von Optimierung und Speicherung der Energie.

2. Anschlussvarianten

Microgrid-Schema: Standort mit mehreren Gebäuden

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

• Ein einziger Netzeinspeisepunkt mit einem EW/VNB-Einführungszähler, meist in einer separaten Hauptverteilung (NSHV) oder in einem der Gebäude des Standorts gelegen.
• Mehrere an denselben Netzeinspeisepunkt angeschlossene Gebäude.
• Mehrere Verbraucher (Wohnungen, Büros, Allgemeinbereiche usw.), die jeweils an einen individuellen Zähler angeschlossen sind.

Dieses Schema kommt insbesondere dann zur Anwendung, wenn die privaten Zähler auf verschiedene Punkte des Standorts verteilt sind. Für den Anschluss und die Zählerablesung stehen mehrere Varianten zur Verfügung:

• Installation eines Busses zwischen den Gebäuden, der über jeden Zähler zum zentralen Climkit Gateway führt.
• Installation eines Climkit Gateways in jedem Gebäude, jeweils mit dem Internet verbunden für die Datenübertragung.
• Empfohlen: Vernetzung 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 Standorts verbunden ist. Diese Architektur ermöglicht eine effiziente Datenzentralisierung bei gleichzeitiger Flexibilität der Infrastruktur. (Siehe Schema unten.)

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

• Erhöhte Zuverlässigkeit: Sie vermeidet Verbindungsprobleme durch einen physischen Bus zwischen den Gebäuden, dessen Diagnose und Fehlerbehebung aufwendig sein können.
• Hardware-Einsparung: Es müssen nur ein einziges Gateway und ein einziger Router für den gesamten Standort installiert werden, was die Architektur vereinfacht und Kosten spart.

Microgrid-Schema mit vZEV und mehreren Netzeinspeisungen

Das Microgrid-Schema mit vZEV besteht aus:

• Mehreren Netzeinspeisepunkten, jeweils mit eigenem EW/VNB-Zähler
• Mehreren miteinander verbundenen Gebäuden
• Mehreren Verbrauchern (Wohnungen, Büros, Allgemeinbereiche 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 aufgeteilt. Die EW/VNB-Zähler werden virtuell zusammengefasst, um eine einzige Abrechnung für den Netzbezug zu erstellen.

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

Schema für Einzelverbraucher

Dieses Schema gilt für Standorte mit:

• Einem einzigen Netzeinspeisepunkt
• Einem einzelnen 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 PV-Produktionszähler.

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 keinen speziellen physischen Anschluss zwischen Erzeuger und Verbrauchern: Der vom Erzeuger gelieferte Solarstrom wird über das Netz des EW/VNB transportiert, und der Verbraucher bleibt ein vollwertiger 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 besonderer Verwaltungsaufwand erforderlich. Der Ertrag führt direkt zu einer Reduktion der Rechnung. Erzeuger und Verbraucher sind unterschiedlich: Der Erzeuger kann Climkit damit beauftragen, den an den Verbraucher gelieferten Energieanteil abzurechnen.

3. Nächste Schritte