Alles, was du über Stromzähler wissen musst: Analoge, digitale und smarte Zähler
Wer eine Fotovoltaikanlage oder ein Balkonkraftwerk betreibt, bekommt in der Regel auch einen neuen Stromzähler, vor allem, wenn er noch einen alten Drehscheibenzähler im Schaltschrank hat. Der Stromzähler hat ab dann nämlich die Aufgabe, nicht nur den Strom zu zähöen, der „kommt“ sondern auch den der über die Einspeisung „geht“. Nur so kann Deine Stromlieferung ins Netz erfasst und dann auch vergütet werden. Es gibt keinen Haushalt ohne Stromzähler, es sei denn, der Haushalt würde vollständig ohne Strom betrieben. Es gibt heutzutage eine verwirrende Vielzahl von unterschiedlichen Stromzählern. Schauen wir, ob wir das ganze entwirren können.
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Analog oder digital – es gibt nur diese zwei Arten – und ein paar Unterarten
Es gibt zwei grundsätzliche Arten von Stromzählern, die in Haushalten zum Einsatz kommen: analoge und digitale Zähler. Die analogen Messeinrichtungen unterteilen sich in Ein- und Doppeltarifzähler. Bei den digitalen Zählern unterscheiden wir in moderne und intelligente Stromzähler.
1. Analoge Zähler
Drehscheiben-Zähler mit einem Zählkreis (Ferraris-Zähler)
Analoge Eintarifzähler sind die am häufigsten verwendeten Stromzähler in Deutschland. Sie sind nachm ihrem Erfinde als Ferraris-Zähle bekannt und haben ein einzelnes Zählwerk, das den gesamten Stromverbrauch eines Haushalts misst. Innerhalb des Zählers wird der Strom durch einen Elektromotor geleitet. Der Motor dreht eine Aluminiumscheibe, die eine farbige Markierung hat. Diese Markierung ist von außen sichtbar und zeigt an, wie viele Umdrehungen die Scheibe gemacht hat. Die Anzahl der Umdrehungen der Scheibe entspricht dem Stromverbrauch. Gleichzeitig ist die Scheibe auch an ein mechanisches Zählwerk gekoppelt, dass die Kilowattstunden anzeigt. Es gilt, dass diese Umdrehungszahl für eine Kilowattsunde auf dem Zähler angegeben ist. Im Bild steht dort 75U(kWv, was Umdrehungen pro Kilowattstunde bedeutet. Dreht sich die Scheibe also 75 mal, dann wird das Rollenzählwerk umn eine Kilowattstunde (die erste Stelle vor dem Komma/der roten Markierung, weiter gedreht.
Mit einem solchen analogen Eintarifzähler kann nur ein Preis gezählt werden. Sprich, du zahlst zu jeder Tages- und Nachtzeit den gleichen Preis für die Kilowattstunde Strom, da der Eintarifzähler für Heizstrom und Allgemeinstrom nur ein Zählwerk besitzt.
Drehscheiben-Zähler mit zwei Zählkreises
Es gibt diese analogen Zähler auch mit zwei Drehscheiben. Das sind dann Doppeltarifzähler, Zweikreis- oder Zweitarifzähler. Die Funktionsweise ist identisch, nur das eben zwei Zählwerke vorhanden sind. Das dient dazu beispielsweise einen Tag- und Nachttarif, also zwei verschiedene Tarife zu messen. Das war früher oft in Häusern mit sogenannten elektrischen Nachspeicheröfen als Heizung verbaut. Diese Heizungen heizten sich nachts auf während der günstigere Nachtarif galt und gaben die meist in einer Schamottsteinmasse gespeicherte Hitze tagsüber ab. Statt Tag- und Nachttarif spricht man auch von Hochtari (HT) und Niedertarif (NT). Ein solcher Zähler kann also zur Abrechnung unterschiedlicher Tarife benutzt werden. Die Umschaltung der Messung von HT auf NT erfolgt automatisch, der Messstellenbetreiber legt das fest.
2. Moderne Digitale Stromzähler
Digitale Stromzähler bedeutet nicht automatisch „Smart Meter“, sie sind also nicht gleichbedeutend mit intelligenten Stromzählern. Digitale Zähler messen den Stromverbrauch nicht mehr mit mechanisch arbeitenden Zählwerken, sondern eben digital. Aber die einfachen digitalen Zähler können keine Daten an den messstellenbetreiber oder auch Dein Smartphone senden.
Funktionsweise
Der Stromfluss wird durch einen Stromwandler in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses Signal wird dann von einem Mikrocontroller verarbeitet und auf dem Display angezeigt. Beim Stromverbrauch aus dem Netz fließt der Strom vom Zähler in das Haus. Der Stromwandler misst die Stärke des Stromflusses und wandelt diese in ein elektrisches Signal um. Das Signal wird dann vom Mikrocontroller verarbeitet und auf dem Display als Stromverbrauch angezeigt. Bei der Einspeisung von Strom aus dem Haus ins Netz kommt ein Zweirichtungszähler zum Einsatz. Hier fließt der Strom beispielsweise aus der Fotovolatik vom Haus zum Zähler und dann ins Netz. Der Stromwandler misst die Stärke des Stromflusses und wandelt diese in ein elektrisches Signal um. Das Signal wird dann vom Mikrocontroller verarbeitet und auf dem Display als Einspeisung angezeigt.
Smart meter
Diese „Intelligenz“ kommt erst durch ein Kommunikationsmodul zustande. Mit diesem wird aus dem digitalen Zähler dann ein Smart Meter denn jetzt kann der Zähler auch seine Messdaten senden. Empfänger ist zum einen der Messstellenbetreiber – Stichwort Fernablesung – und zum anderen beispielsdweise Du. Der Zähler verfügt über WLAN oder Blietooth und kann damit die Dazen auch Beispielsweise an ein Internetportal senden, über das Du dann per App auf dem Smartphone darauf zugreifen kannst. Solche Smart Meter sind nötig für ein Smart Home aber auch ein Smart Grid. Bei diesem Kommunikationsmodul redet man in der Regel von einem Gateway. Dabei erfüllt in Deutschland eine gesetzliche Regelung dafür, dass das Gateway hohe Anforderungen an Datenschutz und Datensicherheit erfüllt.
Smart Meter mit Steueraufgaben
Solche Smart Meter können über das Gateway aber auch mehr. Beispielsweise Tarifinformationen empfangen oder aber auch zur Steuerung von Geräten und Anlagen dienen. Dann hat das Gateway auch die Funktion einer Steuerung und kann dynamische bestimmte Verbraucher oder auch Energiequellen steuern. So könnte man beispielsweise bei einem dynamischen Stromtarif wie dem von Tibber über diese Steuerung die Wallbox des Elektroautos nur dann einschalten, wenn der Stromtarif besonders günstig ist. Damit lässt sich beim Laden des E-Autos Strom sparen. Genau diese Funktionalität wird für Smart Grids benötigt.
Zweirichtungszähler
Ein digitaler Zweirichtungszähler ist ein Stromzähler, der den Stromfluss in beide Richtungen messen kann. Er wird in der Regel bei Fotovoltaikanlagen eingesetzt, um den Stromverbrauch aus dem Netz und die Einspeisung von Strom ins Netz zu erfassen. Der Zähler besteht aus zwei separaten Zählwerken, die den Stromfluss in jede Richtung erfassen. Das erste Zählwerk misst den Stromverbrauch aus dem Netz, das zweite Zählwerk misst die Einspeisung von Strom aus dem Haus ins öffentliche Netz.
Die Zählwerke sind digital und werden auf einem Display angezeigt. Die Displays können verschiedene Informationen anzeigen, z. B. den aktuellen Stromverbrauch, den Gesamtverbrauch oder die aktuelle Einspeisung. Digitale Zweirichtungszähler sind in Deutschland seit 2017 Pflicht für alle neuen Fotovoltaikanlagen mit einer Leistung von mehr als 10 Kilowatt. Sie werden in der Regel aber auch bei kleineren Anlagen oder sogar Balkonkraftwerken eingebaut.
Digitale Zweirichtungszähler bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber analogen und normalen digitalen Stromzählern:
- Sie sind genauer und zuverlässiger.
- Sie können den Stromfluss in beide Richtungen messen.
- Sie können mit einem Kommunikationsmodul ausgestattet werden, um Daten mit dem Stromanbieter oder dem Smart Home auszutauschen.
Digitale Zweirichtungszähler sind in der Regel teurer als analoge oder einfache digitale Stromzähler. Digitale Zweirichtungszähler sind die modernste Art von Stromzählern. Sie bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber analogen Stromzählern und sind in Deutschland seit 2017 Pflicht für alle neuen Fotovoltaikanlagen mit einer Leistung von mehr als 10 Kilowatt.
Stromzähler mit Sonderfunktionen
Wohnunggs- und Zwischenzähler
Ein Einfamilienhaus braucht nur einen Zähler. Doch wo in einem Mehrfamilienhaus der Stromverbrauch für jede Wohnung separat erfasst und abrechenet werden soll, braucht es Zwischenzähler. Die kommen immer dann zum Einsatz, wenn der Stromverbrauch zwecks Abrechnung einer einzelnen Etage oder Wohneinheit genau zugeordnet werden soll. Diese Wohnungs- oder Zwischenzähler funktionieren genauso wie andere Stromzähler also analoge oder digital. Aber sie sind eben einer Verbrauchseinheit zugeordnet. In der Industrie kommen Zwischenzähler zum Einsatz, um den Stromverbrauch einzelner Anlagen oder Maschinen zu messen, um beispielswesie den Stromverbrauch einer Produktion analysieren zu können. Wenn Du den Verbrauch einzelner Geräte kontrollieren möchtest, kannst du nicht geeichte Zwischenzähler besorgen – und vom Elektriker einbauen lassen – oder ein Strommessgerät nutzen, das zwischen Steckdose und Haushaltsgerät gesteckt wird und den Energieverbrauch misst.
Brauche ich einen digitalen Stromzähler?
Bei Dir rotiert noch ein Drehscheibenzähler im Schaltschrank? Denn wird der früher oder später getauscht. Denn seit 2016 schreibt das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende vor, dass digitale Messeinrichtungen die konventionellen Zähler in Deutschland ersetzen sollen. Dazu ist ein zeitlicher Rahmen abgesteckt worden. Bis 2032 soll es keine analogen Stromzähler mehr geben, son dern nur noch digitale. Damit soll eine Energieeffizienz und einer nachhaltige Nutzung der Stromnetze und der Umstieg auf Smart Grids Netze umgesetzt werden. Dein Messstellenbetreiber wird also irgendwann auf dic zukommen und im Rahmen des turnusgemäßen Zählertausches den analogen gegen einen digitalen Zähler ersetzen. Und sobald Du eine Fotovoltaikanlage oder ein Balkonkraftwerk installierst, wird sowieso ein digitaler Zweirichtrungszähler eingebaut. Die Umstellung auf intelligente Zähler ist ein Schritt in Richtung eines intelligenten Stromnetzes, dem Smart Grid.
Stromzähler richtig ablesen
Auch wenn Du einen digitalen Zähler mit Gateway hast, also einen Smart Meter, der Messdaten automatisch zum Stromanbieter sendet, soltest Du den Zählerstand regelmäßig selbst ablesen, um di Daten zu prüfen und deine Stromrechnung kontrollieren und so eine genaue Abrechnung sicherstellen zu können. Ohne Smart Meter wird Dein Energieversorger dich in der Regel einmal jährlich um die Mitteilung des Zählerstandes bitten oder einen Mitarbeiter schicken, der diesen abliest. Trotzdem immer selbst prüfen. Und wenn Du regelmäßig abliest und Buch führst, kannst Du auch einem hohem Stromverbrauch in deinem Haus auf die Schliche kommen.
Die Zählernummer ist gewissertmaßen der Personalausweis des Zählers
Über die eindeutige und vor allem einmalige Zählernummer wird der Zähler bei der Installation der Adresse der Verbrauchseinheit zugeorndet, die der Zähler misst. In der Regel also ein Haus oder auch einer einzelnen Wohnung. Die Zählernummer solltest Du kennen – sie steht auch auf dem Zähler – wenn Du beispielsweise den Stromanbieter wechseln möchtest. Der neue Anbieter braucht die Zählernummer, denn er muss ja wissen, woher er die abgelesenen Zählerstände bekommt. Und auch bei deinem bestehenden Anbieter wirst Du oft nach der Zählernummer gefragt, wenn der Zählerstand für die Stromrechnung erfasst wird. Die Zählernummer muss auch auf der Rechnung angegeben werden. Also kannst Du darüber kontrollieren, ob die Rechnung wirklich „Deinen“ Strom erfasst hat.
Datentransfer via Mobilfunk
Kommen wir nochmal kurz auf das Gateway zurück, also das Kommunikationsmodul. Diese arbeiten oft über das Mobilfunknetz, senden und empfangen Daten also darüber. Alternativ kommen Powerline (Datenübertragung per Stromkabel) oder eventuell WLAN und Internet zum Einsatz. Bei Gateways mit Mobilfunk ist LTE Stand der Technik. In dem Modul steckt also eine SIM-Karte und ein Moblfunk-Transceiver. Wenn diese Technik zum Einsatz kommt, muss sichergestellt sein, dass nicht nur an, sondern auch IN deinem Schaltschrank Mobilfunkempfang besteht. Der Messstellenbetreiber baut deshalb nötigenfalls beim Zählertausch eine externe Mobilfunkantenne an den Schaltschrank oder in dessen Nähe an.
Stromzähler spielen die zentrale Rolle in unserem elektrischen Energieverbrauch. Sie helfen auch dabei die Effizienz unserer Energieversorgung zu erhöhen und in Zukunft intelligente Stromnetze – Smart Grids – zu ermögliche. Smart Grids werden eine intelligente Nutzung der Stromnetze ermöglichen und damit zur Energiewende beitragen.
Die Bedeutung einiger Zahlen und Angaben auf dem digitalen Zähler
Die OBIS-Kennung
Diese dreistellige Zahl wird für die Zuordnung des Zählerstandes benötigt und gibt an, um was für ein Zählwerk es sich bei Ihnen handelt, beziehungsweise was genau gemessen wird. Ein ganz normales Eintarif-Zählwerk für den Strombezug aus dem Netz hat beispielsweise die Kennzahl 1.8.0. Wenn Du dank Fotovoltaik auch ins öffentliche Netz Strom einspeist, siehst Du die eingespeiste Menge unter der OBIS-Kennzahl 2.8.0. Die Anzeige wechselt im Betrieb regelmäßig zwischen den jeweiligen Kennzahlen und Zählerständen.
Die Energieflussrichtung
Die Anzeige bei +A mit Pfeil nach rechts bedeutet, dass Du Strom aus dem öffentlichen Stromnetz beziehst. Sollten Du eine Fotovoltaikanlage haben und gerade einen Überschuss ins Netz einspeisen, dann wird an der gleichen Stelle -A und ein Pfeil nach links angezeigt. Daran erkennst Du die Einspeisung aus dem haus ins öffentliche Netz.
Phasenkontroll-Anzteige L1 L2 L3
Ist an allen drei Phasen an Deinem Stromanschluss die vorgesehene Spannung vorhanden, so werden diese drei Phasen L1, L2 und L3 im Display angezeigt. Würde eine der drei nicht angezeigt, bedeutet dass das Fehlen der nötigen Spannung. In Deutschland gibt es ausschließlich dreiphasige Netze, in anderen Ländern kann es auch einphasige Netze geben. Beispielsweise in den USA sind einphasige Netze noch vorhanden.
