Überschusssteuerung: Geräte einschalten, wenn die Sonne scheint
Dein Balkonkraftwerk liefert mittags 600 Watt, aber du sitzt im Büro und verbrauchst daheim gerade mal 150 Watt. Die restlichen 450 Watt wandern ins Netz - umsonst, denn eine Einspeisevergütung gibt es für Balkonkraftwerke praktisch nicht. Mit einer Überschusssteuerung nutzt du diesen Strom, indem du Verbraucher automatisch einschaltest, sobald genug Solarstrom da ist. Wie das funktioniert, welche Hardware du brauchst und welche Geräte sich am besten eignen - darum geht es in diesem Artikel.
TL;DR
- Überschusssteuerung erkennt, wann du mehr Strom erzeugst als verbrauchst, und schaltet automatisch Verbraucher zu
- Die Basis ist ein Energiemesser am Zähler (Shelly 3EM, ca. 100 Euro) plus eine smarte Steckdose (ab 15 Euro)
- Ideale Kandidaten: Warmwasserboiler, Gefriertruhe, E-Bike-Akku, Batterieladegeräte
- Die Eigenverbrauchsquote steigt realistisch von 40 auf 65 bis 75 Prozent
- Drei Stufen: zeitgesteuert (simpel), schwellwertbasiert (gut), priorisiert mit Hysterese (optimal)
Das Problem: Strom verschenken
Lass uns kurz rechnen. Ein typisches 800-Watt-Balkonkraftwerk erzeugt in Deutschland 600 bis 900 kWh pro Jahr. Der Durchschnittshaushalt verbraucht tagsüber, wenn die Sonne scheint, etwa 200 bis 400 Watt Grundlast - Kühlschrank, Router, Standby-Geräte, vielleicht ein Homeoffice-Arbeitsplatz. An einem sonnigen Tag liefert dein Balkonkraftwerk aber 500 bis 800 Watt.
Die Differenz fließt ins Netz. Bei einer Eigenverbrauchsquote von 40 Prozent verschenkst du im Jahr rund 400 kWh. Bei 35 Cent pro kWh sind das 140 Euro. Nicht dramatisch, aber vermeidbar.
Die Überschusssteuerung dreht an genau dieser Stellschraube. Sie verschiebt Verbrauch in die Stunden, in denen Solarstrom verfügbar ist - automatisch, ohne dass du jeden Mittag den Boiler einschalten musst.
Wie Überschusssteuerung funktioniert
Das Prinzip ist einfach: Messen, entscheiden, schalten.
Schritt 1: Messen
Du brauchst mindestens eine Information: Gibt es gerade Überschuss? Idealerweise zwei: Wie viel Überschuss genau?
Die genaueste Methode ist ein Energiemesser am Zählerschrank. Der Shelly Pro 3EM oder Shelly 3EM klemmt sich um die drei Phasen deines Hausanschlusses und misst sekundengenau, wie viel Strom in welche Richtung fließt. Ist der Messwert positiv, beziehst du Strom aus dem Netz. Ist er negativ, speist du ein - das ist dein Überschuss.
Die günstigere Alternative: Du nutzt die Erzeugungsdaten deines Wechselrichters (über OpenDTU, die Hersteller-App oder den DTU-Cloud-Zugang) und schätzt den Überschuss anhand deiner typischen Grundlast. Wenn der Wechselrichter 600 Watt liefert und du von 200 Watt Grundlast ausgehst, hast du etwa 400 Watt Überschuss. Das ist weniger genau, funktioniert aber ohne Shelly 3EM.
Schritt 2: Entscheiden
Die Steuerungslogik bestimmt, wann ein Verbraucher eingeschaltet wird. Die Bandbreite reicht von "um 11 Uhr ein, um 15 Uhr aus" bis zu "wenn der Überschuss 15 Minuten lang über 300 Watt liegt und der Boiler heute noch nicht gelaufen ist und die Wettervorhersage mindestens drei Sonnenstunden prognostiziert".
Die Kunst liegt darin, die richtige Komplexitätsstufe zu finden. Mehr Intelligenz bedeutet mehr Eigenverbrauch, aber auch mehr Aufwand bei der Einrichtung und Wartung.
Schritt 3: Schalten
Am Ende muss ein Gerät tatsächlich ein- oder ausgeschaltet werden. Das passiert über smarte Steckdosen (Shelly Plug S, Tasmota-Geräte), Hutschienen-Aktoren (Shelly Pro 1 im Sicherungskasten) oder direkte Ansteuerung (Wechselrichter-Drosselung per OpenDTU).
Die drei Stufen der Überschusssteuerung
Nicht jeder will oder braucht die volle Automatisierung. Hier die drei Ausbaustufen mit steigender Komplexität und steigendem Nutzen.
Stufe 1: Zeitgesteuert
Die simpleste Form der Überschusssteuerung ist eigentlich gar keine echte Überschusssteuerung - sie basiert auf der Annahme, dass mittags Sonne scheint. Du programmierst einen Timer, der den Verbraucher von 10 bis 15 Uhr einschaltet.
Was du brauchst: Eine smarte Steckdose mit Timer-Funktion (jede Shelly, jede Tasmota-Steckdose, sogar eine mechanische Zeitschaltuhr für 3 Euro). Oder du stellst den Timer in der Fritzbox für eine Fritz!DECT-Steckdose ein.
Was es bringt: Die Eigenverbrauchsquote steigt von 40 auf etwa 50 bis 55 Prozent. An sonnigen Tagen passt das perfekt. An bewölkten Tagen zieht der Boiler Netzstrom, weil die Steuerung nicht weiß, dass keine Sonne scheint.
Kosten: 3 bis 25 Euro (Zeitschaltuhr oder smarte Steckdose).
Für wen: Wer schnell starten will, ohne in Technik zu investieren. Als erste Maßnahme absolut sinnvoll.
Stufe 2: Schwellwertbasiert
Hier wird es smart. Ein Energiemesser am Zähler oder die Wechselrichterdaten liefern den aktuellen Überschuss. Die Steckdose schaltet erst, wenn tatsächlich genug Solarstrom da ist.
Was du brauchst: Shelly 3EM im Zählerschrank (100 Euro, Installation durch Elektriker) oder IR-Lesekopf am Stromzähler (30 bis 50 Euro). Dazu eine smarte Steckdose. Die Steuerungslogik läuft entweder auf dem Shelly selbst (per Skript), in Home Assistant oder über einen Cloud-Dienst wie clever-PV.
Die Logik im Detail:
Einschaltbedingung: Der Netzbezug ist negativ (du speist ein) und der Betrag ist größer als der erwartete Verbrauch des Zielgeräts minus ein Puffer. Beispiel: Dein Boiler zieht 1.500 Watt. Du schaltest ihn ein, wenn der Überschuss über 1.200 Watt liegt (300 Watt Puffer, damit du nicht sofort Netzstrom beziehst).
Aber halt - dein Balkonkraftwerk liefert maximal 800 Watt. Wie sollst du 1.200 Watt Überschuss haben? Guter Punkt. Bei einem 800-Watt-Balkonkraftwerk und 200 Watt Grundlast hast du maximal 600 Watt Überschuss. Für einen 1.500-Watt-Boiler reicht das nicht, ohne Netzstrom dazuzukaufen.
Die Lösung: Du akzeptierst, dass der Boiler einen Teil des Stroms aus dem Netz bezieht, und optimierst trotzdem. Wenn der Boiler 1.500 Watt zieht und dein Balkonkraftwerk 600 Watt liefert, sparst du 600 Watt Netzbezug. Der Boiler hätte sowieso irgendwann laufen müssen - jetzt läuft er wenigstens dann, wenn ein Teil des Stroms kostenlos kommt.
Ausschaltbedingung: Der Überschuss fällt unter einen zweiten Schwellwert (niedriger als der Einschaltwert). Die Differenz zwischen Ein- und Ausschaltschwelle ist die Hysterese. Typische Werte: Einschalten bei 200 Watt Überschuss, Ausschalten bei 50 Watt Überschuss. Die Hysterese verhindert, dass bei wechselnder Bewölkung die Steckdose im Minutentakt schaltet.
Was es bringt: Eigenverbrauchsquote von 55 bis 70 Prozent. An bewölkten Tagen wird nicht unnötig Netzstrom gezogen. Die Steuerung reagiert auf die tatsächliche Erzeugung.
Kosten: 115 bis 175 Euro (Shelly 3EM plus smarte Steckdose plus ggf. Elektrikerkosten).
Stufe 3: Priorisiert mit Wetterprognose
Die Königsklasse: Mehrere Verbraucher werden nach Priorität zugeschaltet, die Steuerung bezieht Wetterprognosen ein und berücksichtigt Mindestlaufzeiten.
Was du brauchst: Alles aus Stufe 2 plus Home Assistant (oder OpenHAB) auf einem Raspberry Pi oder Mini-PC, mehrere smarte Steckdosen und optional eine Solar-Prognose-Integration (Forecast.Solar oder Solcast).
Die Logik:
Du definierst eine Prioritätenliste:
- Warmwasserboiler (1.500 W, Mindestlaufzeit: keine)
- E-Bike-Ladegerät (250 W, Mindestlaufzeit: keine)
- Akkustation (200 W, Mindestlaufzeit: keine)
- Waschmaschine (2.000 W, Mindestlaufzeit: 90 Minuten)
Die Steuerung prüft den verfügbaren Überschuss und schaltet Verbraucher in der Reihenfolge zu. Wenn nur 300 Watt Überschuss da sind, geht das E-Bike-Ladegerät an (250 W), aber nicht der Boiler. Wenn 700 Watt Überschuss kommen, geht beides an. Die Waschmaschine startet nur, wenn die Wetterprognose genug Sonnenstunden für die Mindestlaufzeit von 90 Minuten vorhersagt.
Was es bringt: Eigenverbrauchsquote von 65 bis 80 Prozent. Die Automatisierung ist intelligent genug, um auch bei wechselhaftem Wetter das Optimum herauszuholen.
Kosten: 250 bis 400 Euro (Shelly 3EM, Raspberry Pi, drei bis vier smarte Steckdosen).
Welche Geräte eignen sich?
Nicht jeder Verbraucher ist für die Überschusssteuerung geeignet. Die besten Kandidaten haben drei Eigenschaften: Sie sind zeitlich flexibel, sie ziehen ordentlich Strom und sie vertragen das Ein- und Ausschalten ohne Schaden.
Erstklassige Kandidaten
Warmwasserboiler (Heizstab): Der Klassiker. Zieht 1.000 bis 2.000 Watt, hat ein eingebautes Thermostat und speichert die Energie als Wärme. Selbst wenn die Sonne nur eine Stunde liefert, hast du danach warmes Wasser. Der Boiler ist der ideale Energiepuffer - du nutzt ihn als Wärmebatterie.
Gefriertruhe/Kühlschrank: Zieht zwar nur 80 bis 150 Watt, kann aber bei Sonnenschein stärker herunterkühlen und dann stundenlang ohne Strom die Temperatur halten. Die Thermomasse der gefrorenen Lebensmittel wirkt als Puffer. Die Steuerung ist einfach: Bei Überschuss einschalten, bei Netzbezug ausschalten. Die Temperatur steigt dabei maximal um ein bis zwei Grad, was für die Lebensmittelsicherheit kein Problem ist.
E-Bike-Akku und Werkzeug-Akkus: 200 bis 500 Watt, zeitlich völlig flexibel. Der Akku nimmt, was kommt, und speichert es. Perfekt für die Überschusssteuerung.
Batteriespeicher (portable Powerstations): Wenn du eine EcoFlow, Bluetti oder Anker Powerstation hast, lade sie tagsüber mit Solarüberschuss und nutze sie abends für Laptop, Beleuchtung oder andere Verbraucher.
Bedingt geeignete Kandidaten
Waschmaschine: Zieht beim Aufheizen 2.000 bis 2.500 Watt, im Durchschnitt über einen Waschgang aber nur 300 bis 500 Watt. Das Problem: Du kannst sie nicht mittendrin vom Strom trennen. Wenn du die Steckdose nach 30 Minuten abschaltest, steht das Programm still. Die Lösung: Nur starten, wenn genug Sonne für den gesamten Waschgang prognostiziert wird. Oder die Startverzögerung der Waschmaschine nutzen und sie so programmieren, dass sie um 11 Uhr beginnt.
Die smarte Steckdose ersetzt dabei nicht den Startknopf. Du musst die Maschine beladen, das Programm wählen und sie in den Bereitschaftsmodus versetzen. Die smarte Steckdose gibt dann nur den Strom frei, wenn genug Überschuss da ist. Einige Waschmaschinen starten nicht automatisch, wenn der Strom wiederkehrt - das musst du vorher testen.
Geschirrspüler: Ähnlich wie die Waschmaschine, aber meist mit einer eingebauten Startverzögerung, die du auf die Sonnenstunden programmieren kannst. Die Kombination aus Startverzögerung und smarter Steckdose ist eine pragmatische Lösung.
Ungeeignete Kandidaten
Kühlschrank (als Dauerläufer): Ja, der steht oben bei den erstklassigen Kandidaten - aber nur, wenn du ihn kurzzeitig abschalten und durchkühlen lassen kannst. Einen modernen Inverter-Kühlschrank dauerhaft über eine smarte Steckdose zu schalten, kann die Elektronik beschädigen. Prüfe das Handbuch deines Geräts.
Elektroherd/Backofen: Braucht zu viel Leistung (3.000 bis 5.000 Watt), läuft meistens am Drehstrom und ist zeitlich nicht flexibel (du kochst, wenn du Hunger hast).
Computer/NAS: Vertragen kein abruptes Abschalten. Datenverlust und Hardwareschäden drohen.
Überschusssteuerung ohne Smart Home
Du brauchst nicht zwingend Home Assistant oder eine ähnliche Plattform. Es gibt auch schlankere Wege.
Shelly-Skript auf dem Shelly Plug
Seit der Gen2-Firmware können Shelly-Geräte kleine Skripte direkt auf der Hardware ausführen. Ein Shelly Plug S fragt regelmäßig per HTTP den Shelly 3EM nach dem aktuellen Netzbezug ab. Ist der Wert negativ und groß genug, schaltet der Plug ein. Ist er positiv, schaltet er aus.
Dieses Setup läuft komplett lokal, ohne Raspberry Pi, ohne Cloud, ohne Internet. Zwei Shelly-Geräte, ein Skript, fertig. Die Community hat diverse fertige Skripte veröffentlicht, die du nur noch an deine Schwellwerte anpassen musst.
clever-PV und ähnliche Cloud-Dienste
Wer nicht skripten will, findet in clever-PV einen Cloud-Dienst, der die Überschusssteuerung per Weboberfläche konfigurierbar macht. Du verbindest deinen Shelly 3EM und deine Shelly-Steckdosen mit dem Dienst, definierst Schwellwerte und Prioritäten, und die Cloud-Logik übernimmt die Steuerung.
Vorteil: Kein technisches Vorwissen nötig. Nachteil: Ohne Internet keine Steuerung, und du bist vom Fortbestand des Dienstes abhängig.
Master-Slave-Steckdosen
Die Low-Tech-Variante: Eine Master-Slave-Steckdose (ab 15 Euro) erkennt, wenn über den Master-Steckplatz Strom fließt (zum Beispiel weil das Balkonkraftwerk einspeist), und schaltet die Slave-Steckplätze zu. Das funktioniert ohne WLAN, ohne App, ohne irgendwas. Die Schwelle ist allerdings fest und die Genauigkeit begrenzt. Für den absoluten Einstieg trotzdem eine Option.
Praxisbeispiel: Boiler-Steuerung mit Shelly
Lass uns ein konkretes Setup durchgehen, das du an einem Nachmittag umsetzen kannst.
Du brauchst
- Shelly Pro 3EM im Zählerschrank (installiert durch Elektriker): ca. 110 Euro
- Shelly Plug S Gen3 für den Boiler: ca. 22 Euro
- Gesamtkosten: ca. 130 Euro plus Elektrikerkosten
Einrichtung
Der Shelly 3EM misst den Netzbezug auf allen drei Phasen. Der Shelly Plug S sitzt zwischen Steckdose und Boiler. Beide Geräte sind im selben WLAN.
Auf dem Shelly Plug S richtest du ein Skript ein, das alle 10 Sekunden den Shelly 3EM per HTTP abfragt. Die URL lautet: http://[IP-des-3EM]/rpc/Shelly.GetStatus. In der Antwort findest du den Wert "total_act_power" - das ist die Gesamtleistung über alle drei Phasen. Negativer Wert bedeutet Einspeisung.
Das Skript prüft:
- Wenn total_act_power kleiner als minus 200 und der Plug aus ist: Plug einschalten
- Wenn total_act_power größer als minus 50 und der Plug ein ist: Plug ausschalten
Die Schwellwerte von minus 200 Watt (ein) und minus 50 Watt (aus) sind ein guter Startpunkt. Minus 200 Watt bedeutet: Du schaltest den Boiler erst ein, wenn wirklich 200 Watt Überschuss fließen. Die Hysterese von 150 Watt verhindert Flattern.
Was es bringt
Angenommen, dein Boiler zieht 1.500 Watt und läuft im Sommer eine Stunde pro Tag (um das Wasser von 40 auf 60 Grad zu erhitzen). Ohne Steuerung zieht er den Strom irgendwann morgens oder abends aus dem Netz - 1,5 kWh zu 35 Cent gleich 0,53 Euro.
Mit Überschusssteuerung läuft er mittags. Dein Balkonkraftwerk liefert 600 Watt, der Boiler zieht 1.500 Watt - also 600 Watt vom Balkonkraftwerk, 900 Watt aus dem Netz. Kosten: 0,90 kWh zu 35 Cent gleich 0,32 Euro. Ersparnis: 0,21 Euro pro Tag.
Klingt wenig? Über ein halbes Jahr mit ordentlich Sonne (April bis September, ca. 180 Tage) sind das 38 Euro. Die Hardware amortisiert sich im zweiten Jahr, danach verdienst du.
Fallstricke und ehrliche Grenzen
Überschusssteuerung klingt nach eierlegender Wollmilchsau, hat aber Grenzen - besonders bei Balkonkraftwerken.
Das 800-Watt-Limit
Dein Wechselrichter liefert maximal 800 Watt. Bei 200 Watt Grundlast bleiben maximal 600 Watt Überschuss. Das reicht für ein E-Bike-Ladegerät (250 W) oder eine Akkustation (200 W), aber nicht für einen Heizstab mit 2.000 Watt. Du wirst bei großen Verbrauchern immer einen Teil aus dem Netz beziehen - die Überschusssteuerung optimiert den Zeitpunkt, eliminiert aber nicht den Netzbezug.
Wolkenlücken und Regelgeschwindigkeit
An wechselhaft bewölkten Tagen schwankt die Erzeugung im Sekundentakt zwischen 100 und 800 Watt. Ohne Hysterese schaltet deine Steckdose im Minutentakt - das stresst das Relais und ist bei manchen Geräten (Kompressor-Kühlgeräte!) schädlich. Eine Hysterese von mindestens 100 Watt und eine Mindestlaufzeit von 5 bis 10 Minuten sind Pflicht.
Saldierende vs. nicht-saldierende Messung
Der Shelly 3EM misst alle drei Phasen. In Deutschland saldierten Zweirichtungszähler die Phasen - das heißt, wenn du auf Phase 1 einspeist und auf Phase 3 beziehst, verrechnet der Zähler das. Der Shelly kann das ebenfalls: Die Summe aller drei Phasen (total_act_power) entspricht der saldierten Leistung.
Aber: Wenn du pro Phase steuerst (was technisch möglich ist), verfälschst du das Bild. Steuere immer auf Basis der Gesamtleistung, nicht der Einzelphasen.
Kosten-Nutzen bei kleinen Anlagen
Bei einem 400-Watt-Balkonkraftwerk (ein Modul) halbiert sich der mögliche Überschuss. 200 bis 300 Watt Überschuss schalten einen Boiler nicht sinnvoll. Hier ist die zeitbasierte Steuerung (Stufe 1) oft die wirtschaftlich vernünftigste Lösung - kein Shelly 3EM, keine Automatisierung, einfach ein Timer.
Der nächste Schritt
Du hast den Boiler automatisiert und siehst, wie die Eigenverbrauchsquote steigt. Was kommt danach? Drei Richtungen bieten sich an.
Erstens: Mehr Verbraucher anbinden. Ein zweiter Shelly Plug für den E-Bike-Lader, ein dritter für die Werkstatt. Mit Home Assistant orchestrierst du die Priorisierung.
Zweitens: Nulleinspeisung durch dynamische Wechselrichter-Drosselung. Statt Verbraucher zuzuschalten, drosselst du den Wechselrichter so weit, dass er nur produziert, was du gerade verbrauchst. Dafür brauchst du OpenDTU und eine entsprechende Automatisierung.
Drittens: Wetterprognose einbeziehen. Wenn du weißt, dass morgen die Sonne scheint, lässt du den Boiler heute Abend kalt und wartest auf den kostenlosen Solarstrom. Forecast.Solar in Kombination mit Home Assistant macht das möglich.
Die Überschusssteuerung ist kein einmaliges Projekt, sondern ein System, das mit deinem Wissen und deinen Anforderungen wächst. Fang einfach an, lerne aus den Daten und optimiere Schritt für Schritt.