Wie smarter Sicherungsschutz PV-Installateuren in den Niederlanden hilft

Sicherungsschutz in Kombination mit einem fortschrittlichen Home-Energy-Management-Systemen (HEMS) stellt sicher, dass neue PV-Anlagen reibungslos innerhalb der bestehenden Sicherungsgrenzen betrieben werden können, wodurch Installationshindernisse verringert und kostspielige Serviceeinsätze vermieden werden. Andernfalls müssen die Kund:innen mit zusätzlichen Kosten rechnen, oder sie sind in ihrer installierten PV-Leistung und ihren Anlagen eingeschränkt – all das wirkt sich auf den Ruf und die Effizienz eines Installateurs aus.

Wachsende Herausforderung durch die Überlastung des  niederländischen Stromnetzes

Die ersten Anzeichen für eine Überlastung des niederländischen Stromnetzes gab es bereits 2018, als Solarparks in den nördlichen Provinzen Drenthe und Groningen begannen, das Netz zu überlasten. Heute sind die meisten Provinzen an oder nahe der Kapazitätsgrenze, was neue Anschlüsse verhindert und die Energiewende verlangsamt. Als Reaktion darauf führte die Regierung im Jahr 2022 das nationale Aktionsprogramm gegen die Überlastung der Netze ein, um Einschränkungen im Hochspannungsnetz zu beseitigen.

Es wird erwartet, dass sich die Stromnachfrage zwischen 2024 und 2040 fast verdreifacht, unter anderem angetrieben durch den Anstieg von Wärmepumpen, das Laden von Elektrofahrzeugen (EVs) und Batteriespeichern. Für PV-Installateure bedeutet dies, dass sie ihre Installationen zunehmend optimieren müssen, um mit den bestehenden Netzbeschränkungen zurechtzukommen. Dies macht vor allem auch den Sicherungsschutz zu einem wichtigen Instrument, um Probleme zu vermeiden, bevor sie entstehen.

Was ist (smarter) Sicherungsschutz?

Die zusätzliche Absicherung von Sicherungen ist eine wichtige Komponente des Sicherungs- oder auch Überlastschutzes, die sicherstellt, dass Stromkreise die sicheren Betriebsgrenzen nicht überschreiten und kostspielige Ausfälle der Versorgung verhindert werden. Jeder Netzanschlusspunkt ist mit Sicherungen ausgestattet, die die Stromzufuhr unterbrechen, wenn die Stromstärke für eine bestimmte Zeit einen Grenzwert überschreitet.

 Dadurch werden die elektrischen Komponenten vor Überhitzung geschützt und das Risiko von Schäden oder sogar Bränden verringert.

Dezentrale Energieressourcen (DERs) ziehen mehr Energie aus dem Netz als herkömmliche Haushaltsgeräte. Daher besteht bei Häusern mit Anlagen wie zur Solarstromerzeugung, Batteriespeichern und EV-Ladegeräten, die gleichzeitig in Betrieb sind, die Gefahr, dass das Sicherungslimit überschritten wird – ein häufiger Auslöser für das durchbrennen einer Sicherung und Stromversorgungsunterbrechungen. Um dies zu vermeiden, steuert ein smartes Sicherungssystem dynamisch die Stromverteilung und garantiert so, dass die Gesamtlast im Haushalt innerhalb der Kapazität der Sicherung bleibt.

Einen detaillierteren Einblick in die Absicherung von Sicherungen gibt es auf unserer Wissensseite.

Wie funktioniert der intelligente Sicherungsschutz

Der intelligente Sicherungsschutz ist ein wichtiger Schutzmechanismus vor Überlasten, der den Stromverbrauch am Netzanschlusspunkt des Haushalts kontinuierlich überwacht und den Energieverbrauch dynamisch anpasst, um ein Überschreiten des Sicherungslimits zu verhindern. Dieser Grenzwert kann für die gesamte aus dem Netz entnommene Strommenge gelten oder spezifisch für jede Phase in einem mehrphasigen System sein.

In elektrischen Systemen wird häufig zwischen 1-phasig und 3-phasig unterschieden. Die beiden Phasen beziehen sich darauf, wie der Strom verteilt wird. Bei einem 1-phasigen Anschluss wird die Spannung über ein einziges stromführendes Kabel im Verhältnis zu einem neutralen Kabel übertragen, während bei einem 3-phasigen Anschluss drei stromführende Kabel verwendet werden, was eine höhere Gesamtleistung ermöglicht. Diese Unterscheidung ist auch für Energie verbrauchende Anlagen von Bedeutung – einige Anlagen werden mit einer einzigen Phase betrieben, während andere, wie z. B. Hochleistungsladegeräte für Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen, alle drei Phasen benötigen. Die Absicherung sorgt dafür, dass die Leistung über alle Phasen hinweg innerhalb sicherer Grenzen bleibt, verhindert Überlastungen und optimiert die Energieverteilung.

Wie die Absicherung erfolgt

1. Überwachung in Echtzeit: Ein Energiezähler misst den Stromfluss in Echtzeit am Netzanschlusspunkt. Dieser Zähler sendet die Messwerte an das HEMS, das den Verbrauch des Haushalts mit den Nennwerten der Sicherungen und den Sicherheitsmargen vergleicht.
2. Automatisches Lastmanagement: Wenn sich der Gesamtstrom der Sicherungsgrenze nähert, gibt das HEMS vor, welche Anlagen ihren Stromverbrauch anpassen müssen. Die am schnellsten reagierende Anlage mit der niedrigsten Nutzerpriorität wird zuerst angepasst.
3. Dynamische Leistungszuweisung: Um innerhalb sicherer Grenzwerte zu bleiben, reduziert das System entweder die Leistungsaufnahme steuerbarer Anlagen (z. B. Begrenzung der Ladegeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen oder Reduzierung des Wärmepumpenbetriebs) oder erhöht die Batterieentladung, um die Last auszugleichen.
4. Netzfreundlicher Betrieb: Gewährleistet die Einhaltung potenzieller Kapazitätstarife und hilft den Kund:innen, hohe Spitzenlastgebühren und unnötige Netzbelastungen zu vermeiden.

Der Schutz durch Sicherungen ist nur dann wirksam, wenn er ständig gewährleistet ist. Damit ist die hybride Lösung von gridX, die sowohl eine lokale Steuerung (die gridBox) als auch eine cloudbasierte Optimierung bietet, klar im Vorteil. Im Gegensatz zu reinen Cloud-Lösungen, die von einer Internetverbindung abhängig sind, verarbeitet ein lokales Gateway Daten mit hoher Auflösung und reagiert sofort auf plötzliche Änderungen der Haushaltslast oder der PV-Produktion, um Überlasten zu vermeiden. Dies gewährleistet eine kontinuierliche Betriebsfähigkeit und einen kontinuierlichen Schutz, im Gegensatz zu rein cloudbasierten Lösungen, die bei Internetausfällen oder Serviceunterbrechungen ausfallen würden.

Absicherung ist wie Tetris spielen. Man hat drei Säulen – die drei Phasen – und möchte, dass die „Bausteine“ der Energie korrekt an ihren Platz fallen. Der einzige Unterschied ist, dass man in der realen Welt nicht wählen kann, in welche Phasensäule die Energie jeder Anlage fällt. Deshalb braucht man eine Absicherung.“ – Hubert Fenet Ménou, Energie-Ingenieur, gridX

Wie Sicherungsschutz für PV-Installateure funktioniert

Auch wenn der Schutz vor dem Auslösen einer Sicherung auf den ersten Blick offensichtlich erscheint (z. B. um einen Stromausfall zu vermeiden), gibt es noch weitere Gründe, warum PV-Installateure sich für den Schutz von Sicherungen interessieren:

• Vereinfachung von Installationen: Viele niederländische Haushalte haben kleine 1-phasige Netzanschlüsse, die nur ein begrenztes Maß abdecken können. Der Sicherungsschutz stellt hier sicher, dass PV, Batterien und EV-Ladegeräte zusammenarbeiten können, ohne die Grenzen zu überschreiten.
• Verhindert Probleme mit Phasenungleichgewichten: Wenn ein 1-phasiger Wechselrichter in einem 3-phasigen Haus installiert wird, geht der Strom aus Eigenerzeugung oft „verloren“, weil auf einer Phase Strom exportiert wird, während auf den anderen Phasen Strom importiert wird. Die Absicherung optimiert den Energiefluss über alle Phasen und maximiert so die Nutzung des Solarstroms.
• Vermeidet kostspielige Netzaufrüstungen für die Kund:innen: Viele Hausbesitzer:innen glauben, dass sie ihren Netzanschluss aufrüsten müssen, um PV-Anlagen zu installieren, was teuer und zeitaufwändig sein kann. Durch einen Sicherungsschutz können sie ihre vorhandene Kapazität voll ausnutzen, was die Genehmigung und Ausführung von Installationen erleichtert.
• Reduziert das Risiko des Auslösens von Sicherungen: Ohne entsprechendes Management können das Einspeisen von Eigenerzeugung und das Laden von Elektrofahrzeugen plötzliche Lastspitzen verursachen, die die Sicherung auslösen und Serviceeinsätze erforderlich machen. Der Sicherungsschutz verhindert Überlasten, bevor sie auftreten.

Absicherung in den Niederlanden

Die Niederlande werden oft als Beispiel angeführt, wie die Energiewende mit Bravour gemeistert wird. Das Land hat eine der höchsten Pro-Kopf-Raten an Ladestationen für Elektrofahrzeuge, wobei der Anteil des Grünstroms an der gesamten Stromerzeugung 2024 rund 54 Prozent betrug. Die Überlastung der Netze ist jedoch nach wie vor eines der größten Hindernisse für das Land, sein Potenzial für nachhaltige Energie voll auszuschöpfen.

Die Netzherausforderung in den Niederlanden

Die niederländische Regierung hat sich ehrgeizige Klimaziele gesetzt und will bis 2050 klimaneutral sein, wobei der Stromsektor dies bereits 2035 erreichen soll. Eine zentrale Herausforderung ist dabei die Umstellung von Erdgas auf Strom für die Heizung. Ziel ist es, bis 2030 etwa 1,5 Millionen der 8 Millionen Haushalte des Landes auf eine gasfreie Heizung umzustellen und bis 2050 das Gas ganz abzuschaffen.

Um dies zu erreichen, muss das Land sein Stromnetz massiv um- und ausbauen, was nicht nur teuer ist, sondern auch erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt. Laut einer Studie der Umweltplanungsbehörde aus dem Jahr 2023 wird der Netzausbau in den Niederlanden nicht mit den neuen Nutzeranforderungen Schritt halten können, wenn der Zeitplan bis 2035 eingehalten werden soll. In der Studie wird auch festgestellt, dass das Problem der Überlastung voraussichtlich nicht vor 2030 gelöst sein wird.

Um die Kosten dafür zu decken, müssen die Netzbetreiber mehr Netztarife erheben. In einer gemeinsamen Studie des Beratungsunternehmens Berenschot und Netbeheer Nederland, dem niederländischen Verband der Strom- und Gasnetzbetreiber, erklärte Hans-Peter Oskam, Direktor für Politik und Energiewende bei Netbeheer Nederland, dass es sich hierbei um ein Beispiel handelt: „Die Netzbetreiber sind besorgt über die steigenden Netztarife und bemühen sich, sie für alle Anschlüsse so erschwinglich wie möglich zu halten. Die Netzkosten sind jetzt für fast alle Haushalte gleich, unabhängig davon, wie viel und wann man Strom verbraucht. Haushalte mit geringem Verbrauch belasten das Netz kaum und zahlen daher proportional viel mehr an Netzkosten als Haushalte, die mit Sonnenkollektoren, einer Wärmepumpe und einer Ladestation viel mehr Kapazität aus dem Netz benötigen. Letztere zahlen zwar mehr, aber auch sie können die Kosten begrenzen, indem sie ihren Verbrauch klug planen.“

Regionale Kämpfe und politische Antworten

Bestimmte Regionen, insbesondere Nordholland, sind aufgrund einer Kombination von Faktoren mit einer starken Überlastung des Stromnetzes konfrontiert: zunehmender Wohnungsbau, Abwanderung in die Städte, große Datenzentren am Ende der großen Internetverbindungen und ein Zustrom von großen PV-Anlagen, der durch relativ billige Grundstücke im Nordosten angezogen wird. Infolgedessen kann der größte Teil des lokalen Netzes neue Energieverbraucher:innen, die Anschlüsse über 3×80 Ampere (A) benötigen, nicht mehr aufnehmen. Das Niederspannungsnetz kann zwar noch kleinere Verbraucher:innen, einschließlich Haushalte und Ladestationen, versorgen, doch dürfte die Kapazität in den nächsten zwei bis fünf Jahren voll ausgeschöpft sein.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, konzentriert sich das nationale Aktionsprogramm gegen die Überlastung der Netze, das in Zusammenarbeit mit den Verteilernetzbetreibern (VNB) und TenneT entwickelt wurde, auf drei Schlüsselinitiativen:

• Beschleunigung des Netzausbaus für eine stabilere Infrastruktur
• Schaffung von Anreizen für eine effizientere Netznutzung zur Optimierung der Kapazität
• Förderung eines flexiblen Energieverbrauchs zum Ausgleich von Angebot und Nachfrage

Um diese Initiativen zu erreichen, bedarf es einer Kombination aus schnellen Lösungen und langfristigen Maßnahmen. Schnelle Lösungen zur Beschleunigung des Netzausbaus wären beispielsweise die Vereinheitlichung des Antrags- und Bewertungsverfahrens oder die Verlagerung der Zuständigkeit für Genehmigungen von der kommunalen auf die Provinz- oder Regionalebene, um Verwirrung zu vermeiden und weitere Schritte zu bündeln. Eine langfristige Maßnahme wäre die Überarbeitung der Netztarifstruktur (z. B. die Einführung von Netztarifen nach Verbrauchszeit für Verbraucher oder Netztarifen für Erzeuger).

Die Rolle des smarten Sicherungsschutzes in den Niederlanden

Viele niederländische Haushalte haben in der Vergangenheit mit Erdgas geheizt und gekocht, was dazu führte, dass die Stromnetze für eine durchschnittliche Haushaltslast von nur 1,5 kW ausgelegt wurden und noch immer sind. Die standardmäßige Netzanschlusskapazität erlaubt jedoch 8 kW (1-phasig) bzw. 17 kW (3-phasig), was bedeutet, dass Haushalte erhebliche elektrische Lasten hinzufügen können, ohne eine ausdrückliche Genehmigung der VNB zu benötigen. 

Angesichts der zunehmenden Überlastung des Netzes ist eine smarte Absicherung unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Haushalte innerhalb sicherer Grenzen bleiben.

1-phasige vs. 3-phasige Verbindungen

• 1 Phase: Traditionell haben niederländische Haushalte 1-phasige Anschlüsse (230 Volt) mit einem Stromkabel, das die Stromkreise des Hauses versorgt. Geräte wie Geschirrspüler und Waschmaschinen sind jeweils einzelnen Gruppen zugeordnet, und Schutzschalter lösen aus, sobald die Stromaufnahme ein sicheres Maß überschreitet. Mit zunehmender Elektrifizierung – insbesondere durch Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge – sind diese Anschlüsse jedoch anfälliger für Überlastungen.
• 3 Phasen: Einige Haushalte verfügen über 3-phasige Anschlüsse (400 Volt), die eine Stromverteilung auf mehrere Stromkreise ermöglichen, um Überlastungen zu vermeiden. Dennoch ist ein smartes Energiemanagement erforderlich, um eine ausgewogene Verteilung zu gewährleisten und eine ineffiziente Energienutzung zu verhindern.

Der Bedarf an smartem Energiemanagement in den Niederlanden

Angesichts der zunehmenden Netzbeschränkungen und der steigenden Netztarife – zwischen 2024 und 2040 wird ein jährliches Wachstum von 4,8 Prozent bis 6,7 Prozent erwartet – ist ein intelligentes Energiemanagement unerlässlich. Viele niederländische Haushalte sind noch immer auf kleine Netzanschlüsse angewiesen, sodass die Sicherungsgrenzen leicht überlastet werden können, wenn Eigentümer:innen mehr Strom verbrauchende Anlagen wie Wärmepumpen, EV-Ladestationen und Solarwechselrichter installieren.

Um einen netzfreundlicheren Energieverbrauch zu fördern, untersuchen die politischen Entscheidungsträger Lösungen wie Kapazitätstarife, die denen ähneln, die in Ländern wie Belgien und Schweden bereits eingeführt wurden. In Belgien werden die Haushalte im Rahmen eines Kapazitätstarifmodells auf der Grundlage ihres Spitzenstrombedarfs und nicht nur des Gesamtverbrauchs abgerechnet. Dieser Preismechanismus schafft Anreize für die Nutzer:innen, ihren Energieverbrauch zu verteilen und so hohe Spitzenwerte zu vermeiden, die das Netz belasten und die Kosten in die Höhe treiben. In Schweden zahlen Haushalte mit kleineren Netzanschlüssen geringere Gebühren, sodass eine smarte Absicherung unerlässlich ist, um bezahlbare Grenzen einzuhalten und gleichzeitig die Energieflexibilität zu wahren. Da die Niederlande nach Möglichkeiten suchen, die Netzüberlastung zu verringern, könnten Kapazitätstarife bald eine entscheidende Rolle bei der Umstellung der Energieverbrauchsgewohnheiten spielen.

Durch das Angebot von Sicherungsschutz als Teil eines fortschrittlichen HEMS können Installateure Hausbesitzer:innen helfen:

• kostspielige Netzaufrüstungen zu verhindern
• den Eigenverbrauch von Solarstrom zu maximieren
• das Auslösen von Sicherungen und Gebühren für Nachfragespitzen zu vermeiden
• ihre Energieanlage zukunftssicher zu machen

Sicherungsschutz in anderen europäischen Ländern

Während die Absicherung in den Niederlanden aufgrund der Netzüberlastung und der zunehmenden Elektrifizierung von entscheidender Bedeutung ist, stehen andere europäische Länder vor ähnlichen Herausforderungen, die ein intelligentes Energiemanagement unerlässlich machen.

• Belgien: Durch steigende Übertragungstarife und die Einführung kapazitätsabhängiger Netzentgelte in Flandern haben die Haushalte einen Anreiz, den Spitzenstromverbrauch zu reduzieren. Sicherungsschutz hilft, Überlasten zu vermeiden und gleichzeitig den Energieverbrauch zu optimieren, um die Kosten zu senken.
  
  
• Schweden: Viele schwedische Haushalte haben relativ kleine Netzanschlüsse, oft zwischen 16 A und 25 A, was bedeutet, dass sie ihre Grenzen leicht überschreiten können, wenn sie Ladestationen für E-Autos, Wärmepumpen oder andere Anlagen mit hohem Verbrauch anschließen. Der Schutz von Sicherungen sorgt dafür, dass die Stromverteilung innerhalb sicherer Grenzen bleibt, wodurch kostspielige Aufrüstungen größerer Netzanschlüsse vermieden werden können.
  
  
• Dänemark: Dänemark ist führend im Bereich der erneuerbaren Energien, aber der wachsende Anteil an elektrifizierten Heizungen und Verkehrsmitteln erhöht die Belastung der lokalen Netze. Ähnlich wie in Schweden haben die Haushalte oft nur eine begrenzte Netzkapazität, sodass die Absicherung von entscheidender Bedeutung ist, um den Energieverbrauch auszugleichen und kostspielige Unterbrechungen bei der Stromversorgung zu vermeiden.

In all diesen Ländern ermöglicht die Integration von Sicherungen in ein HEMS den Haushalten, ihren Energieverbrauch sicher zu erhöhen und gleichzeitig die Netzstabilität zu unterstützen und die Kosten unter Kontrolle zu halten.

Wie das HEMS von gridX hilft

Sollten Unternehmen und Hausbesitzer:innen jahrelang warten, bis Netze ausgebaut werden? Nein, denn das wird viel Zeit, Geld und Bürokratie kosten. Die Energiewende muss jetzt stattfinden. Stattdessen ist die Maximierung des Autarkiegrades und die Verlagerung des Energieverbrauchs auf Zeiten außerhalb der Spitzenlastzeiten der effektivste Weg, um die Belastung des Netzes zu verringern und die langfristige Widerstandsfähigkeit der Energieversorgung zu gewährleisten. Die Regierungen führen bereits finanzielle Anreize ein, um ein intelligenteres Energiemanagement zu fördern. Daher ist es für Unternehmen wichtiger denn je, Lösungen anzubieten, die den Kund:innen helfen, ihren Stromverbrauch zu optimieren.

Der smarte Schutz von Sicherungen ist ein wesentliches Merkmal jedes fortschrittlichen HEMS, das sicherstellt, dass Haushalte ihren Stromverbrauch sicher erhöhen können, ohne das Risiko teurer Netzaufrüstungen, durchgebrannter Sicherungen oder Unterbrechungen einzugehen. Indem es die Stromverteilung dynamisch steuert und Überlasten verhindert, ermöglicht es einen netzfreundlichen Energieverbrauch, der nicht nur den einzelnen Haushalten, sondern auch dem gesamten Energiesystem zugute kommt.

Ein EMS mit Absicherung ermöglicht es den Nutzer:innen, das maximale Potenzial der Anlagen einzeln und in Kombination innerhalb des Haushaltsnetzes zu nutzen und gleichzeitig zu gewährleisten, dass die Gesamteinspeisung oder der Gesamtverbrauch des Netzes die Sicherung nicht überlastet." – Robert Matjeschk, Produktmanager HEMS Energy Optimizer, gridX

Robert Matjeschk, Produktmanager für den HEMS Energy Optimizer bei gridX, sagt dazu: „Neue Energieanlagen wie PV-Anlagen, Batterien, EV-Ladegeräte und Wärmepumpen können Hausbesitzer:innen einen großen Nutzen in Form von preiswertem und umweltfreundlichem Laden und Heizen bieten, aber ein Netzanschlusspunkt mit einer geringen Leistungskapazität kann eine große Belastung darstellen. Unkontrolliert müsste jede Anlage erheblich eingeschränkt werden, um eine Überlastung des Netzes zu verhindern. Ein EMS mit Absicherung ermöglicht es den Nutzer:innen, das maximale Potenzial der Anlagen einzeln und in Kombination innerhalb des Haushaltsnetzes zu nutzen und gleichzeitig zu gewährleisten, dass die Gesamteinspeisung oder der Gesamtverbrauch des Netzes die Sicherung nicht überlastet.“

Eine HEMS-Lösung mit Sicherungsschutz ermöglicht:

• Zeitbasierte Optimierung: Richtet das Laden und Entladen von Elektrofahrzeugen auf Zeiten außerhalb der Spitzenlastzeiten aus.
• Reibungslose Integration: Arbeitet mit gridBox und XENON EMS für vollständige Energieautomatisierung.
• Intelligenter Betrieb: Stellt sicher, dass die aus dem Netz entnommene Energie immer innerhalb der Sicherungsgrenzen bleibt, selbst zu Zeiten, in denen keine Spitzenpreise gelten (d. h., wenn die Sicherungskapazität bereits das Maximum erreicht hat, wird das HEMS keinen Strom aus dem Netz entnehmen, nur weil er billig ist).
• Smarte Exportbegrenzung: Reduziert die Solareinspeisung während der Spitzenzeiten der Netzüberlastung.

Durch die Integration des HEMS von gridX in die Absicherung eines Haushalts können PV-Installateure eine netzfreundliche, zukunftssichere Energiemanagement-Lösung anbieten, die Kund:innen zufrieden stellt, Installationsprobleme reduziert und die niederländische Energiewende unterstützt.

Lass’ dich nicht von Netzgrenzen aufhalten

Mit der zunehmenden Elektrifizierung werden die Energieanlagen in den Haushalten immer komplexer und veralteter. Gleichzeitig zwingen Netzbeschränkungen und steigende Netztarife - insbesondere potenzielle Kapazitätstarife – Nutzer:innen zu einem intelligenteren Energiemanagement.

Für PV-Installateure ist es ein Wettbewerbsvorteil, einen smarten Sicherungsschutz durch Sicherungen und ein fortschrittliches HEMS anzubieten, um Unterbrechungen zu vermeiden und den Eigenverbrauch zu optimieren, was einen reibungslosen Ablauf der Solarinstallation gewährleistet und gleichzeitig den Kund:innen hilft, kostspielige Netzgebühren zu vermeiden. Mit der HEMS-Lösung von gridX können Installateure die Effizienz von PV-Anlagen weiter verbessern, indem sie die Solarexporte auf Schwachlastzeiten abstimmen, Einschränkungen minimieren und Anlagen zukunftssicher machen.