Methodik · Stand 15.10.2026

Einspeisebegrenzung 60 %: Methodik und Validierung

Woher die Zahlen des Rechners kommen, wie wir rechnen, wo das Modell an seine Grenzen stößt und wie es gegen veröffentlichte Werte abschneidet.

Kurz gefasst

Was der Rechner beantwortet

Wie viel Solarstrom geht in einem typischen Jahr verloren, wenn die Einspeisung auf 60 % der Modulleistung begrenzt ist, wenn sie gar nicht begrenzt ist und wenn sie bei 0 % liegt (Nulleinspeisung)? Und wie viel davon könnten Speicher und gesteuerte Lasten aufnehmen? Ausgegeben werden Energiemengen in kWh und Anteile an der Jahreserzeugung, immer als Bandbreite. Euro-Beträge entstehen nur aus Werten, die Nutzerinnen und Nutzer selbst eingeben.

Datengrundlage

Erzeugung: PVGIS 5.3

Für ein 0,5°-Raster über Deutschland haben wir mit der PVGIS-API (seriescalc) Stundenreihen der PV-Systemleistung abgerufen: Strahlungsdatenbank PVGIS-SARAH3, Temperatur und Wind aus ERA5, kristallines Silizium, frei aufgestellt, 14 % Systemverluste (PVGIS-Vorgabe), Horizont aus dem Höhenmodell. Rechenpunkt einer Zelle ist die Postleitzahl-Koordinate, die dem Schwerpunkt aller Postleitzahlen der Zelle am nächsten liegt, damit der Punkt an Land und dort liegt, wo Menschen wohnen. So entstehen 230 Punkte. Je Punkt gibt es 15 Varianten: Azimut Süd, Südost, Südwest, Ost, West und Neigung 15°, 30° und 45° als Vertreter der Klassen 5–20°, 21–40° und 41–60° aus dem Marktstammdatenregister. Ost-West ist der Mittelwert aus Ost und West. Der Abruf lief sequenziell auf einem Rechner, mit Pausen weit unter dem Limit der API. Gespeichert wird die Leistung je kWp in 4-W-Stufen; das ändert die gekappte Energie einer 10-kWp-Anlage um höchstens rund 1 kWh im Jahr (geprüft an sechs Rasterpunkten).

PVGIS © European Communities, 2001-2026 · PVGIS 5.3, Gemeinsame Forschungsstelle (JRC) der Europäischen Kommission, Stundenreihen seriescalc (SARAH3/ERA5), Wetterjahr 2019. Verändert: Abruf über die PVGIS-API seriescalc (Stundenwerte 2019, 1 kWp, 14 % Systemverluste, Horizont aus DEM) für 230 Rasterpunkte; Leistung je kWp auf 4-W-Stufen gerundet; Ost-West wird im Browser aus Ost und West gemittelt.

Verbrauch: WPuQ, 27 gemessene Haushalte

Lastprofile stammen ausschließlich aus dem offenen Datensatz WPuQ des Instituts für Solarenergieforschung Hameln (ISFH). Gemessen wurden Einfamilienhäuser in einem Quartier bei Hameln, Haushaltsstrom und Wärmepumpe getrennt. Wir verwenden die 27 Häuser ohne eigene PV, deren Messung 2019 keine einzige fehlende Stunde hat. Ihr Haushaltsstrom lag zwischen 1.146 und 5.489 kWh im Jahr, die Wärmepumpen zwischen 1.431 und 14.840 kWh. Im Rechner wird jedes Profil auf den eingegebenen Jahresverbrauch skaliert; die Form bleibt die gemessene. Standardlastprofile wie die des BDEW verwenden wir nicht: Ihre Nutzungsbedingungen sind ungeklärt, und sie bilden den Mittelwert vieler Haushalte ab, nicht den Tagesablauf eines einzelnen.

Lastprofile: WPuQ, Version 2.0: Schlemminger, M.; Ohrdes, T.; Schneider, E.; Knoop, M., Zenodo 2021, https://doi.org/10.5281/zenodo.5642902, Lizenz CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. Verändert: nur Wirkleistung P_TOT der 27 Einfamilienhäuser ohne eigene PV mit lückenlosen Messwerten 2019, Stundenmittel, auf 10-W-Stufen gerundet.

Die Häuser sind ein einzelnes Quartier, kein Bundesdurchschnitt: Niedrigenergiehäuser aus den späten 1990er und frühen 2000er Jahren, Wasser/Wasser-Wärmepumpen an einem kalten Nahwärmenetz, Solarthermie für das Warmwasser im Sommer (Schlemminger et al. 2022). Die Wärmepumpen verbrauchen deshalb im Sommer wenig. Für die Kappung zur Mittagszeit im Sommer heißt das eher etwas mehr Überschuss. Wir behandeln die Profile als Modellannahme und zeigen ihre Streuung als Bandbreite.

Gegenprobe mit einer zweiten offenen Quelle: In den Daten von Open Power System Data (Household Data, CC BY 4.0, Wohngebäude in Konstanz) entfallen bei drei auswertbaren Haushalten 31–42 % des Haushaltsstroms auf die Zeit von 7 bis 15 Uhr UTC (8 bis 16 Uhr MEZ); bei den 27 WPuQ-Häusern sind es 33–47 % (Median 38 %). Ein weiteres Gebäude (9.667 kWh im Jahr, 71 % am Tag) passt nicht zu einem Einfamilienhaushalt und bleibt außen vor. Zwei weitere sind mangels Einspeisezähler oder vollständigem Jahr nicht auswertbar.

Standort und Netzbetreiber

Postleitzahl und Ort führen über GeoNames (CC BY 4.0) zum Rasterpunkt. Für Anlagen über 7 kWp nennt der Rechner den Netzbetreiber der Postleitzahl laut Marktstammdatenregister (Datenlizenz Deutschland – Namensnennung – 2.0), wie er im §14a-Atlas aufbereitet ist.

Rechenweg

Für jede der 8.760 Stunden des Jahres 2019 (Zeitbezug UTC, wie bei PVGIS und WPuQ) und jedes Regime gilt:

  1. Direktverbrauch = kleinerer Wert aus PV-Erzeugung und Last (Haushalt plus Wärmepumpe).
  2. Speicher: Er lädt aus dem Überschuss und entlädt bei Bedarf, begrenzt durch Kapazität und Leistung; der Rundlauf-Wirkungsgrad wird je zur Hälfte auf Laden und Entladen verteilt. Er lädt nie aus dem Netz und speist nie ins Netz ein. Als Modelloption gibt es die prognosebasierte Ladung mit idealer Tagesprognose nach Weniger und Quaschning (2013): Geladen wird nur oberhalb einer Tagesschwelle, die so hoch wie möglich liegt, solange der Speicher abends trotzdem voll wird.
  3. Einspeisung und Kappung: Bei 60 % am Netzanschlusspunkt darf die Einspeisung höchstens 0,6 × kWp betragen; der Rest wird gekappt. Bei fester Begrenzung am Wechselrichter darf schon die Erzeugung 0,6 × kWp nicht überschreiten. Bei 0 % wird jeder Überschuss gekappt.
  4. Gesteuerte Lasten bekommen nur Energie, die sonst gekappt würde, begrenzt durch ihre Leistung und ihren Tagesbedarf: die Wallbox den seit der letzten Ladung gefahrenen Bedarf bis zum eingestellten Akku-Puffer und nur an Tagen, an denen das Auto zu Hause ist; Wärmepumpe und Heizstab eine tägliche Zusatzaufnahme. Reihenfolge: Wallbox, Wärmepumpe, Heizstab. Ausgewiesen wird das Potenzial, also was die Lasten aufnehmen könnten.

Die Energiebilanz geht in jeder Stunde auf: Erzeugung = Direktverbrauch + Speicherladung + Einspeisung + Kappung, Last = Direktverbrauch + Speicherentladung + Netzbezug. Das prüft ein automatischer Test für alle Regime und Speicherstrategien.

Wie die Bandbreite entsteht

Jede Eingabe wird 54-mal je Regime gerechnet: mit jedem der 27 Haushaltsprofile, jeweils für die untere und die obere Grenze. Die untere Grenze einer Kennzahl ist das 10. Perzentil über die Haushalte, die obere das 90. Perzentil; über beide Grenzen genommen wird der kleinste bzw. größte Wert. Die Spanne enthält also zwei Unsicherheiten: wie verschieden Haushalte ihren Strom über den Tag verteilen, und wie stark Stundenwerte die Kappung unterschätzen.

Warum Stundenwerte zu wenig kappen

Die Grenze wirkt auf die Leistung in jedem Augenblick, PVGIS liefert aber Stundenmittel. Ziehen Wolken durch, schwankt die Leistung innerhalb einer Stunde stark; kurze Spitzen über der Grenze verschwinden im Mittel. Wie groß der Effekt ist, haben wir an den Minutenwerten der WPuQ-Messkampagne bestimmt. Dort wurden 2019 auch drei PV-Anlagen in der Nähe des Quartiers gemessen: Süd, 30°, 14,5 kWp sowie Ost und West mit je 10° und 19,5 kWp (Schlemminger et al. 2022, Tabelle 2). Wir haben dieselben Messwerte einmal minütlich und einmal als Stundenmittel ausgewertet, ohne Eigenverbrauch:

Messanlage (WPuQ 2019)GrenzeMinuteViertel­stundeStundeFaktor Minute/­Stunde
Süd 30°, 14,5 kWp50 %17,14 %15,10 %13,60 %1,26×
Süd 30°, 14,5 kWp60 %9,99 %8,07 %6,85 %1,46×
Süd 30°, 14,5 kWp70 %4,75 %3,27 %2,50 %1,90×
Ost-West 10°, 39 kWp50 %7,64 %5,93 %4,95 %1,54×
Ost-West 10°, 39 kWp60 %2,89 %1,67 %1,10 %2,63×
Ost-West 10°, 39 kWp70 %0,74 %0,18 %0,03 %–

Bei 60 % kappen Minutenwerte an der Süd-Anlage das 1,46-Fache der Stundenmittel, an der Ost-West-Anlage das 2,63-Fache. Mit echten Haushaltslasten (gleiche Minute, gleiches Jahr) wird der Abstand noch größer, weil auch die Last innerhalb der Stunde schwankt. Hinzu kommt ein zweiter Effekt: Die gemessenen Anlagen erzeugen mehr als PVGIS mit 14 % Verlusten annimmt (Süd 1.153 statt 1.024 kWh/kWp).

Kalibrierung der oberen Grenze

Für die obere Grenze rechnet der Rechner so, als läge die Grenze um einen Betrag δ niedriger. δ ist so gewählt, dass die PVGIS-Stundenrechnung am Ort der Messanlagen (Raum Hameln, Wetterjahr 2019, gleicher Aufbau) genau den Anteil trifft, der in den Minutenwerten gekappt wurde: ohne Last für die feste Begrenzung am Wechselrichter, mit den 27 Haushalten (6, 10 und 15 kWp, mit und ohne Wärmepumpe, Median über 162 Fälle) für den Netzanschlusspunkt. Eine abgesenkte Grenze lässt sich anders als ein fester Aufschlag auf andere Neigungen und Ausrichtungen übertragen.

Ausrichtung im RechnerMessanlageδ Wechsel­richter 60 %δ Netz­anschluss 60 %δ 50 % (WR / Netz)Ertrag Messung / PVGIS
Süd (auch Südost, Südwest)Süd 30°0,0940,1030,079 / 0,0881.153 / 1.024
OstOst 10°0,0590,0690,046 / 0,054908 / 867
WestWest 10°0,0860,0950,068 / 0,076930 / 837
Ost-WestOst + West 10°0,0750,0840,058 / 0,067919 / 852

δ in kW je kWp; Ertrag in kWh je kWp im Jahr 2019. Netzanschluss: Median über 162 Fälle mit gemessenen Haushaltslasten.

Südost und Südwest verwenden die Süd-Werte, weil es für sie keine Messung gibt. Die Werte für 50 % liegen für einen späteren Rechenzweig bereit (EEG-2027-Entwurf), der Rechner nutzt sie heute nicht. Bei 0 % ändert die Zeitauflösung wenig: In Minutenwerten fällt 3,0–3,9 % mehr Überschuss an als in Stundenmitteln. Das rechnen wir nicht in die Spanne ein, damit Direktverbrauch und Speicher in allen Spalten aus derselben Stundenrechnung stammen. Umgekehrt überschätzen Stundenwerte den Direktverbrauch leicht: In den Messdaten lag er minütlich um 0,7–5,8 Prozentpunkte der Erzeugung niedriger.

Validierung

Vor der Veröffentlichung haben wir den Rechenkern gegen veröffentlichte Werte geprüft. Alle Vergleichswerte gelten ohne Eigenverbrauch (Volleinspeisung), so wie HTW und C.A.R.M.E.N. sie angeben; dafür hat der Rechner dieselbe Rechnung ohne Last. „Unsere Spanne“ reicht von der Stundenrechnung bis zur kalibrierten oberen Grenze, für Mehrjahreswerte jeweils als Median der Wetterjahre 2005–2023 aus PVGIS.

QuelleFall (alle ohne Eigenverbrauch)VergleichswertUnsere SpanneErgebnis
HTW Berlin 2013Lindenberg, Süd 35°, 50 %, ohne Speicher; Median 2005–202313,9 % (2004), 13,6–15,2 % (2002–2006)10,9–18,1 %in der Spanne
HTW Berlin 2013Lindenberg, Süd 45°, 50 %, Wetterjahr 200515,7 % (2005)13,2–20,9 %in der Spanne
HTW Berlin 2013Süd 35°, 50 %, Speicher 1 kWh/kWp (90 % entnehmbar, Wirkungsgrade wie HTW), lädt oberhalb der Grenze; Stundenrechnung, Wetterjahre 2005–20231,1 % (2004)0,6–1,6 %in der Spanne
C.A.R.M.E.N./PV*SOL 2025Süd 30°, 60 %, Standort Straubing angenommen; Median 2005–20239,2 %4,8–11,3 %in der Spanne
C.A.R.M.E.N./PV*SOL 2025Süd 20°, 60 %, Standort Straubing angenommen; Median 2005–20237,7 %3,9–9,7 %in der Spanne
C.A.R.M.E.N./PV*SOL 2025Ost/West 20°, 60 %, Standort Straubing angenommen; Median 2005–20232,4 %0,6–2,9 %in der Spanne
C.A.R.M.E.N./PV*SOL 2025Nord 20°, 60 %0,5 %nicht im Rechner–
Forenwert energiesparhaus.atSüd 25°, 60 %, Standort unbekannt (Rechnung: Straubing)7,5 %4,4–10,6 %in der Spanne
Forenwert energiesparhaus.atSüd 25°, 50 %, Standort unbekannt (Rechnung: Straubing)16,1 %11,0–18,4 %in der Spanne
Forenwert energiesparhaus.atOst/West 20°, 60 %, Standort unbekannt (Rechnung: Straubing)2,48 %0,6–2,9 %in der Spanne
Forenwert energiesparhaus.atOst/West 20°, 50 %, Standort unbekannt (Rechnung: Straubing)7,14 %4,1–7,8 %in der Spanne

Was die Abweichungen erklärt: HTW (2013) rechnet mit gemessenen Minutenwerten des Observatoriums Lindenberg aus 2002–2006, C.A.R.M.E.N. mit PV*SOL im 1-Minuten-Schritt, der Forenwert mit SolarEdge Designer. Unsere reine Stundenrechnung liegt bei Süd-Anlagen systematisch darunter, bei Ost-West deutlich darunter; genau das zeigt auch die Minutenmessung oben. Die kalibrierte obere Grenze liegt bei Süd etwas über den Vergleichswerten, weil die Messanlage in Hameln überdurchschnittlich viel erzeugt. Zusätzlich unterscheiden sich Wetterjahre und Standorte: Für C.A.R.M.E.N. ist kein Standort angegeben (wir rechnen mit Straubing, dem Sitz von C.A.R.M.E.N.), PVGIS beginnt erst 2005, das HTW-Referenzjahr ist 2004. Nordausrichtung bietet der Rechner nicht an; der C.A.R.M.E.N.-Wert für Nord 20° (−0,5 %) wird deshalb nicht abgedeckt.

Zeitbezug: Die Stundenwerte von PVGIS und WPuQ liegen beide in UTC. Die Korrelation der gemessenen Süd-Anlage mit PVGIS ist bei 0 Stunden Versatz am höchsten (0,96 gegenüber 0,92 und 0,87 bei ±1 Stunde).

Gegenrechnung: Alle Fälle sind zweimal gerechnet, einmal in Python unabhängig vom Rechner und einmal mit dem JavaScript-Rechenkern der Seite. Beide stimmen auf wenige Hundertstel Prozentpunkte überein.

Handrechnung zum Nachvollziehen

Rheinbreitbach (50,62° N, 7,23° O), Süd 35°, 1 kWp, PVGIS-Stundenwerte 2023. Ohne Eigenverbrauch kappt die 60-%-Grenze alles, was in einer Stunde über 600 Wh liegt. Am 4. Juni 2023, dem ertragsstärksten Junitag des Jahres, sieht das so aus:

Stunde (MESZ)PV-Erzeugung (1 kWp)davon über 600 Wh = gekappt
06–07 Uhr15 Wh–
07–08 Uhr31 Wh–
08–09 Uhr190 Wh–
09–10 Uhr391 Wh–
10–11 Uhr562 Wh–
11–12 Uhr693 Wh93 Wh
12–13 Uhr779 Wh179 Wh
13–14 Uhr805 Wh205 Wh
14–15 Uhr801 Wh201 Wh
15–16 Uhr744 Wh144 Wh
16–17 Uhr635 Wh35 Wh
17–18 Uhr489 Wh–
18–19 Uhr307 Wh–
19–20 Uhr109 Wh–
20–21 Uhr29 Wh–

An diesem Tag werden 858 von 6.580 Wh gekappt (13,0 %). Über das ganze Jahr (1.019 kWh/kWp) ergibt dieselbe Rechnung 4,9 % bei 60 %, 11,2 % bei 50 % und 1,3 % bei 70 %. Der Rechenkern liefert für denselben Fall dieselben Werte.

Grenzen des Modells

Rechtsstand und Pflege

Regel-Grundlagen: §9 Abs. 2 EEG (60 %, bis zum Einbau von intelligentem Messsystem und Steuerungseinrichtung und erfolgreicher Testung), §100 Abs. 3b EEG (keine 60-%-Pflicht für Inbetriebnahmen 01.01.2023 bis 24.02.2025), §29 Abs. 1 Nr. 2 und Abs. 5 MsbG, FAQ 5.7.4.1 des VDE FNN zur VDE-AR-N 4105:2026 (Umsetzungswege bis 01.03.2028), jeweils abgerufen am 15.10.2026. Der Regierungsentwurf zum EEG 2027 (Drucksache 21/7867, §9 Abs. 2b-E: dauerhaft 50 %, nicht für Nulleinspeiseanlagen) ist nicht beschlossen und nicht eingerechnet. Wir prüfen die Seite, wenn das EEG 2027 verkündet wird, wenn die VDE-Frist am 01.03.2028 ausläuft und wenn PVGIS eine neue Version veröffentlicht.

Quellen

Die Rechenskripte (Datenabruf, Lastprofile, Kalibrierung, Validierung) liegen bei uns und werden bei jeder Aktualisierung neu ausgeführt. Rückfragen zur Methodik: support@soluxion.net.