Stromverbrauch messen: Verschiedene Ansätze und Möglichkeiten
Der Stromverbrauch im Haushalt und für verschiedene Geräte zu messen, ist nicht schwierig. Wichtig ist der Unterschied zwischen AC (Wechselstrom) und DC (Gleichstrom). Hier schauen wir uns Möglichkeiten an, den Stromverbrauch zu messen.
Stromzähler im Haushalt (AC)
Möglichkeit 1: Haus Stromzähler
Jedes Haus mit Anschluss zum öffentlichen Netz besitzt im Hausanschlusskasten mindestens einen Zähler. Das kann ein reiner Bezugszähler sein oder ein Zähler zur Erfassung der Kilowattstunden (kWh) in beide Richtungen. Letzteres ist für Erzeugungsanlagen (Photovoltaik) ggf. notwendig.Es gibt auch Zähler mit sogenannter Rücklaufsperre. Der erzeugte Strom durch eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage kann noch immer in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden, jedoch läuft der Zähler nicht rückwärts und es gibt dafür keine Vergütung (Stichwort: EEG). Weiter unten geht es um sogenannte Nulleinspeisung.
Verschiedene Stromzähler im Haus:
- Ferrariszähler: Die alten Zähler mit Drehscheibe. Oft fälschlich Drehstromzähler genannt. Besitzt in den meisten Fällen keine Rücklaufsperre, sodass beim Einspeisen des Stroms der Zähler rückwärts dreht. In Deutschland ist das verboten und kann erhebliche Strafen nach sich ziehen.
- Einfacher digitaler Zähler: Meist mit Rücklaufsperre. Strom kann ins Netz gehen, ohne das der Zähler rückwärts dreht.
- Zweirichtungszähler: Zwei Zähleinheiten für Strombezug und Stromeinspeisung. Wird meist eingesetzt, wenn eine Photovoltaikanlage mit EEG-Vergütung installiert wurde (gewerbliche Tätigkeit).
- Smart Meter: Sogenannte intelligente Zähler, die den detaillierten Stromverbrauch beliebiger Zeiträume speichern und mit dem Energieversorger verbunden sind. Die Zukunft zur Steuerung dieser Smart-Meter beginnt gerade und u.a. Stromverkäufe, Ladesäulen, Wärmepumpen können damit gesteuert werden. Heutige Smart Meter sind vorrangig für Fernablesung und zeitliche Aufzeichnung von Stromverbrauch (Bezug) und Stromverkauf (Abgabe).
Die Nulleinspeisung:
Photovoltaikanlagen können auch mit einer sogenannten Nulleinspeisung gebaut werden. Dabei geht kein Strom ins Netz und die Art des Zählers wäre sozusagen egal. Da alle netzgekoppelten Anlagen auch dem Netzbetreiber gemeldet werden müssen, wird dieser wohl oder übel einen geeigneten Stromzähler einbauen, insofern noch nicht vorhanden. Das kann ggf. zu höhren Zählermieten führen.
Bei der Nulleinspeisung wird der Netzbezug gemessen (digitaler/vernetzter Strombezugszähler im Hausanschlusskasten) und diese Leistung an den Wechselrichter übertragen. Dieser versucht genau diese Leistung ins eigene Hausnetz einzuspeisen.
Du findest solche Wechselrichter unter Begriffen wie "Hybridwechselrichter mit Limiter".
Möglichkeit 2: Steckdosen Stromzähler
Für Steckdosen gibt es ebenfalls eine Vielzahl von Messgeräten, die den Stromverbrauch messen können. Auch hier gibt es verschiedene technische Möglichkeiten und Produktvielfalten.Energiekostenmessgerät / Stromuhr und Smarte Steckdosen (Smart Home)
Die einfachste und bekannteste Form sind Energiekostenmessgeräte. Diese messen Strom, Spannung und Frequenz und werden zwischen Steckdose und Verbraucher gesteckt (Schutzkontaktsteckdose). Die meisten dieser Energiekostenmessgeräte können über einen Zeitraum den Stromverbrauch in Kilowattstunden messen.
Stromverbrauch messen mit Energiekostenmessgerät für die SteckdoseSehr simpel und einfach ist das messen mittels Zwischensteckdose. Ebenfalls kann der Gesamtverbraucht zeitlich addiert werden.
Wichtig: Das Messgerät muss in beide Richtungen funktionieren! Das Ganze geht leider nicht mit Wieland Stecker.
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Zudem gibt es smarte Lösungen. Smarte Steckdosen sozusagen, die meist in das Wlan Netz deiner Wohnung integriert und mit Hilfe von Tablet, PC oder Smartphone ausgewertet werden können. Viele davon sind mit Siri, Alexa, Google etc. per Sprachsteuerung ein- und ausschaltbar. Wichtig für uns ist das Messen des Stromverbrauchs.
Nachfolgend Fotos meiner smarten Steckdosen und Aufzeichnungen des Stromverbrauchs auf dem Smartphone. Dies ist eine meiner Gosund Steckdosen:
Smarte Steckdose: Stromverbrauch messenUnd über die kostenlose Smartphone-App kann der Stromverbrauch angezeigt werden. Die Statistiken sind pro Tag/Monat/Jahr übersichtlich gegliedert. Genutztes Produkt ist von der Marke Gosund.
Meine smarte Steckdose von Gosund:
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Die gezeigten Daten im Foto sind tägliche Stromverbräuche, welche über die Steckdose an meinem Photovoltaik Insel-Wechselrichter gemessen werden (Solarstrom).
Stromverbrauch und Strommessung bei Gleichstrom (DC)
Auch der Stromverbrauch von Gleichstromgeräten kann einfach gemessen werden. Hierfür gibt es verschiedene Geräte, die in den Stromkreislauf eingebunden werden können.
Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:
- kontaktlos (berührungsfrei) per Hallsensor
- über einen Shunt
Gleichstrom kontaktlos über Hallsensor messen
Die Hallsensortechnik ermöglicht berührungslose Strommessung. Vielleicht kennst du das bei Strommesszangen.Es gibt genau wie bei Shunts Messcomputer mit Hallsensor. Dafür muss kein Kabel durchtrennt werden.
Die Messgenauigkeit wird jedoch von anderen Strömen und induktiven Feldern schnell beeinträchtigt. Die exakte Messung kann also nicht in jedem Fall gewährleistet werden. Dafür ist die Technik schnell und unkompliziert einzubauen.
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Hinweis zur Messung:
Über den Hallsensor wird Strom gemessen (in Ampere). Misst du die Spannung (in Volt), kannst du diese mit dem Strom multiplizieren und erhältst die Leistung (in Watt). Leistung (Watt) x Zeit (Stunden) ergibt dann die Leistung pro Zeiteinheit (z. B. Wh oder kWh).
Lesetipps:
Gleichstrom mittels Shunt messen
Ein Messshunt, kurz Shunt, ist in einer der beiden Leitungen des Stromkreislaufes in Reihe dazwischen geschaltet. Dieser hat einen spezifischen Widerstand und wird daher oft auch als Nebenwiderstand bezeichnet. Da es bei einem Widerstand immer zu einem Spannungsabfall kommt und dieser Spannungsabfall abhängig von der Stromstärke (in Ampere) ist, kann er zur Leistungsmessung genutzt werden.Ein sogenannter Shuntcomputer ermittelt dabei die Spannung vor und nach dem Shunt. Da Spannung und Spannungsabfall klar sind, kann daraus die Leistung (in Watt) berechnet werden. Shuntcomputer können die Leistung im zeitlichen Verlauf messen, sodass du deinen Stromverbrauch damit messen und tracken kannst.
Die meisten Shuntcomputer messen den Strom nur in eine Richtung. Fließt der Strom in die andere Richtung, sollte ein zweiter Shuntcomputer am gleichen Shunt genutzt werden. Dabei einfach die Messrichtung vertauschen.
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Smarte Shunts wie beispielsweise die nachfolgenden von Victron und Votronic, können in beide Richtungen messen und sind ideal für Batterien in der Photovoltaikanlage. Es gibt aber noch eine Reihe ähnlicher Produkte.
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