Peak Shaving: Wie funktioniert die Lastspitzenkappung bei PV-Anlagen mit Speicher?

Lastspitzenkappung und Ertragsmanagement im Bestand

Bei der Betreuung bestehender Photovoltaikanlagen zeigt sich im laufenden Betrieb oft eine zeitliche Diskrepanz zwischen der lokalen Stromerzeugung und dem tatsächlichen Lastprofil im Gebäude. Während die Erzeugungsspitzen der PV-Anlage typischerweise in den Mittagsstunden liegen, treten hohe Verbrauchszeiten im Haushalt oder Gewerbe meist morgens und abends auf.

Ein in das System integrierter Stromspeicher dient in diesem Zusammenhang als Puffer, um den tagsüber generierten Überschuss für spätere Bedarfsphasen bereitzustellen. Werden gezielt hohe Leistungsanforderungen an das öffentliche Netz – ob durch verbrauchsintensive Geräte oder zur Abfaltung von Einspeisespitzen – vermieden oder abgeflacht, spricht man von Peak Shaving bzw. Lastspitzenkappung.

Was ist Peak Shaving? Definition und Herkunft des Begriffs 

Der Begriff Peak Shaving (aus dem Englischen für „Lastspitzenkappung“) stammt ursprünglich aus der Industrie- und Gewerbeanwendung. Dort entstehen durch das zeitgleiche Einschalten großer Maschinen oder thermischer Prozesse kurzzeitige, extrem hohe Leistungsanforderungen.

Ziel des Peak Shaving ist die Nivellierung dieses Lastprofils über den gesamten Tagesverlauf. Das primäre technische Ziel besteht darin, den maximalen Leistungswert am Netzverknüpfungspunkt zu begrenzen. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Auslastung der elektrischen Gebäudeinfrastruktur und vermeidet eine punktuell hohe Beanspruchung des öffentlichen Versorgungsnetzes.
 

Unterscheidung: Lastspitzenkappung (Peak Shaving) und Lastverschiebung (Demand Side Management)

Obwohl beide Methoden auf eine Glättung des Lastprofils abzielen, unterscheiden sie sich im technischen Ansatz und in der Ansteuerung der Systemkomponenten:

• Lastspitzenkappung (Peak Shaving): Hierbei wird eine kurzzeitige Erhöhung der geforderten Wirkleistung am Netzverknüpfungspunkt durch das zuschaltbare Entladen eines lokalen Energiespeichers abgefangen. Die verbrauchenden Geräte laufen ohne zeitliche Verzögerung oder Einschränkung weiter, während der Mehrbedarf rein steuerungstechnisch aus dem Speicher gedeckt wird.

• Lastverschiebung: Bei diesem Verfahren wird der eigentliche Betriebszeitpunkt steuerbarer Verbraucher (z. B. Wärmepumpen, Kälteanlagen oder Ladeinfrastruktur) zeitlich in Phasen verlegt, in denen entweder hohe PV-Überschüsse anstehen oder eine geringe Grundlast im Objekt vorliegt.

Relevanz für das Home-Energiemanagementsystem (HEMS)

Moderne Energiemanagementsysteme in Bestandsanlagen kombinieren beide Strategien. Die Kombination ermöglicht es, steuerbare Lasten primär in Ertragszeiten der Photovoltaikanlage zu verschieben und verbleibende, nicht verschiebbare Leistungspitzen zusätzlich über den Stromspeicher abzufangen.
 

Was bedeutet Peak Shaving in Bezug auf Stromspeicher? 

Anwendung von Peak Shaving bei Stromspeichern im Bestandssystem

Im Kontext von Heim- und Gewerbespeichern beschreibt Peak Shaving das gezielte Ein- und Entladen des Akkus zur Kompensation von Erzeugungs- und Bezugsspitzen.

In typischen Lastprofilen fällt die maximale PV-Leistung in den Mittagsstunden an, während die verbrauchsintensiven Phasenspitzen – etwa durch zeitgleiche Nutzung von Haushaltsgeräten oder Ladestationen – häufig morgens und abends auftreten.

Funktionsmerkmale für Bestandsanlagen

• Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch: Der tagsüber generierte Überschussstrom wird im Speicher gepuffert und bei steigender Last in den gebrauchszentrierten Abnahmespitzen wieder abgegeben.

• Reduzierung von Fremdstrombezug: Durch das gezielte Entladen des Akkus während verbrauchsintensiver Zeiten wird die Spitzenleistung am Netzanschlusspunkt gedämpft und der Eigenverbrauchsanteil gesteigert.

• Netzentlastung: Die Abpufferung hoher Verbrauchs- oder Einspeisespitzen verringert die punktuelle Beanspruchung der elektrischen Gebäudeinfrastruktur sowie des öffentlichen Versorgungsnetzes.

Peak Shaving als Lademodus bei SENEC Speichern

In der Steuerung von SENEC-Stromspeichern beschreibt „Peak Shaving“ ein spezielles Lademanagement zur gezielten Führung von Erzeugungsüberschüssen. Ursprünglich diente dieser Modus dazu, die gesetzliche Einspeisebegrenzung (z. B. die ehemalige 70-%-Wirkleistungsbegrenzung) am Netzverknüpfungspunkt abzufangen.

Funktionsweise des Lademodus

Beim aktiven Peak-Shaving-Lademodus wird der von der Photovoltaikanlage erzeugte Strom primär in das öffentliche Netz eingespeist. Erst wenn die Erzeugungsleistung den vordefinierten Schwellenwert der Einspeisebegrenzung erreicht, leitet das Batteriemanagementsystem den darüber liegenden Überschuss in den Stromspeicher um. Durch diese Priorisierung wird eine ertragsmindernde Abregelung der PV-Anlage vermieden.

Einordnung für Bestandsanlagen

• Relevanz nach Leistungsgrößen: Durch den Wegfall der prozentualen Einspeisebegrenzung für kleine Photovoltaikanlagen ist dieser Modus für Systeme unterhalb der relevanten Leistungsgrenzen nicht mehr zwingend erforderlich.

• Betrieb bei größeren Anlagen: Für Bestandsanlagen, die aufgrund ihrer Nennleistung oder spezifischer Netzanschlussbedingungen weiterhin einer maximalen Einspeiseleistung unterliegen, bleibt das steuerungsbasierte Peak Shaving bzw. ein prognosebasiertes Ladeverfahren ein wichtiges Instrument zur Ertragssicherung.

• Systemoptimierung: Die Aktivierung und Abstimmung des Peak-Shaving-Lademodus erfolgt über das integrierte Energiemanagement des Speichers, um Speicherressourcen gezielt für Erzeugungsspitzen freizuhalten.

   

Prognosebasiertes Laden: Ertragsoptimierung und vorausschauende Speicherführung

Das prognosebasierte Laden erweitert die Funktionalität eines Batteriespeichers um eine dynamische Steuerung, die auf Erzeugungs- und Verbrauchsprognosen basiert. Im Unterschied zu einer fest eingestellten Einspeisepriorisierung passt das Energiemanagementsystem die Ladezyklen täglich an die zu erwartenden Umgebungs- und Betriebsbedingungen an.

Funktionsweise im Anlagenbetrieb

• Dynamische Datenauswertung: Das System kombiniert aktuelle Wetterdaten, standortspezifische Ertragserwartungen der PV-Anlage und das historische Verbrauchsprofil des Haushalts.

• Strategie an ertragsstarken Tagen: An Tagen mit hoher Sonneneinstrahlung wird die Speicherladung in die Mittagsstunden verlegt. Dies hält Kapazitäten im Akku frei, um Erzeugungsspitzen abzufangen und eine Abregelung der Anlage zu verhindern.

• Strategie an ertragsarmen Tagen: Bei geringer Erwartung (z. B. durch Bewölkung) priorisiert das System die direkte Ladung des Stromspeichers, sobald Erzeugungsüberschüsse vorliegen.

Nutzen für Bestandsanlagen

Die prognosebasierte Steuerung sorgt für eine gleichmäßige Auslastung des Stromspeichers, minimiert Verluste durch Abregelung und steigert den Grad der Eigenversorgung im laufenden Betrieb. Weiterführende Details und Anwendungsbeispiele zur Steuerung von PV-Überschüssen stehen im entsprechenden Fachtext zur Verfügung.
 

Welche Vorteile bietet Peak Shaving im Anlagenbestand?

Die Implementierung von Peak-Shaving-Strategien bietet für Betreiber*innen von Photovoltaik-Bestandsanlagen messbare technische und wirtschaftliche Effekte im täglichen Betrieb:

• Optimierung der Betriebskosten: Durch den gezielten Einsatz von gespeichertem Eigenstrom während hoher Lastphasen wird der Bezug von kostenintensiverem Fremdstrom aus dem öffentlichen Netz reduziert.

• Erhöhung des lokalen Eigenversorgungsgrads: Die Nutzung des selbst erzeugten PV-Stroms zur Abdeckung von Lastspitzen maximiert den Anteil regenerativer Energie im Objekt und reduziert die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern im Netzmix.

• Reduzierung der Netz- und Systembelastung: Das Abfangen von Verbrauchs- und Einspeisespitzen dämpft die Schwingungen am Netzverknüpfungspunkt. Dies entlastet die lokale Gebäudeinfrastruktur und leistet einen Beitrag zur Stabilität des übergeordneten Verteilnetzes.