© haraldmk pixabay.com / Photovoltaik
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Mit PV-Anlage, Speicher und Wärmepumpe die Energiekosten senken und einen Autarkiegrad von bis zu 70 Prozent erreichen

Kopplung von Strom- und Wärmeversorgung rechnet sich für energieeffiziente Gebäude finanziell und ökologisch.

München – In fast jedem zweiten Neubau werden inzwischen Wärmepumpen installiert. Angesichts ihres hohen Strombedarfs sowie gleichzeitig sinkender Kosten für Photovoltaikmodule und der zunehmenden Bedeutung eines hohen Eigenverbrauchs des erzeugten Solarstroms, macht die Kombination von Wärmepumpe und PV-Anlage immer häufiger Sinn. So können Eigenheimbesitzer ihre Energiekosten senken und durch einen höheren Eigenverbrauch die Wirtschaftlichkeit der Anlageninvestition verbessern.
Bis zu 70 Prozent Autarkie sind bei hohem Energiestandard möglich
Einfamilienhausbesitzer, die PV-Anlage, Wärmepumpe und Stromspeicher verknüpfen, können einen Autarkiegrad von bis zu 70 Prozent erzielen, hat der Ökoenergieversorger Polarstern berechnet.*1 „Der Autarkiegrad variiert im Einzelfall deutlich und hängt stark ab von der Größe der installierten PV-Anlage und des Stromspeichers, aber eben auch vom Energiestandard des Gebäudes“, sagt Florian Henle, Geschäftsführer des Ökoenergieversorgers Polarstern. Nicht für alle Gebäude sei die Anlagenkombination daher gleichermaßen wirkungsvoll.*


Um den Einfluss des Energiestandards zu veranschaulichen, hat Polarstern den jährlichen Energiebedarf eines 4-Personenhaushalts mit jeweils der gleichen installierten Anlagentechnik in Gebäuden unterschiedlicher Energiestandards analysiert: „Verglichen zu einem typischen Einfamilienhaus mit PV-Anlage, Stromspeicher und Wärmepumpe kann in einem KfW-Effizienzhaus 40 der Autarkiegrad mit fast 70 Prozent etwa doppelt so hoch ausfallen“, sagt Florian Henle. Das liege am zunehmend geringeren Heizenergiebedarf in den Gebäuden und somit dem sinkenden Strombedarf der Wärmepumpe. Vor allem in den kälteren Monaten macht sich das durch eine höhere Autarkie bemerkbar.

Wirtschaftlichkeit der Anlagenkombination

Im Zehnjahres-Vergleich sind die Vergütungssätze für selbst erzeugten Strom, der ins Stromnetz eingespeist wird, auf ein Drittel gesunken. Das macht den Eigenverbrauch des Solarstroms umso wirtschaftlicher. Und genau ihn steigern Wärmepumpen deutlich. Ein KfW-Effizienzhaus mit PV-Anlage, Stromspeicher und Wärmepumpe erzielt im Jahresmittel einen dreimal höheren Eigenverbrauch verglichen zu einem Haus nur mit PV-Anlage.
Haushalte, die ihre Strom- und Wärmeversorgung mittels PV-Anlage, Speicher und Wärmepumpe verknüpfen, haben pro Jahr externe Stromkosten, die deutlich unter den Energiekosten eines vergleichbaren Einfamilienhauses mit Gas-Brennwertheizung liegen. Auch die CO2-Emissionen sind um mehr als zwei Tonnen niedriger.*3

Steuerung von PV-Anlage und Wärmepumpe

Die einfachste Möglichkeit, PV-Anlage und Wärmepumpe zu vernetzen, ist die Steuerung über den Wechselrichter. Bei der Einstellung achtet der Installateur darauf, dass zunächst die Grundlast der elektrischen Haushaltsgeräte gestillt und danach die Wärmepumpe betrieben wird. Verbleibt ein hoher Reststrombedarf für die Wärmepumpe, der über das öffentliche Netz gestillt werden muss, kann sich zusätzlich ein spezieller Wärmepumpentarif lohnen.*4

Idealer ist die Kommunikation von PV-Anlage und Wärmepumpe über Smart Meter, Energie-Management-Systeme und steuerbare Wärmepumpen zum Beispiel über „SG-Ready Schnittstellen“. Anstelle eines festen Schwellenwertes wie bei der Steuerung über Wechselrichter wird hier basierend auf dem tatsächlichen Strombedarf die Wärmepumpe geregelt. Anders gesagt, ausschlaggebend ist der verfügbare und nicht der erzeugte Solarstrom. Damit ist die eigene Stromversorgung noch einmal effizienter.

Neben der Anlagenkommunikation kann der Autarkiegrad weiter verbessert werden durch die Nachtabsenkung des Heizungssystems und den sogenannten modulierenden Betrieb der Wärmepumpe – damit wird etwa das energieintensive Takten der Heizung vermieden.
Wärmepumpe zur Erzeugung von Brauchwasser und als Klimaanlage

Im Unterschied zu Heizwärmepumpen, ist der Strombedarf von Brauchwasserwärmepumpen ganzjährig relativ konstant und damit noch einmal besser auf die Solarstromerzeugung ausgerichtet. Denn bei Heizwärmepumpen sind Wärmebedarf und PV-Stromerzeugung tendenziell gegenläufig, das heißt, es wird vor allem dann viel Strom produziert, wenn ein geringer Heizbedarf besteht. Das sieht bei Brauchwasserwärmepumpen anders aus. Auch Wärmepumpen, die gleichzeitig als Klimaanlage haben einen positiven Einfluss auf den Eigenverbrauch. Schließlich nutzen sie den Solarstrom sowohl zum Heizen im Winter, als auch zum Kühlen im Sommer.

* 1 Beispielhaft berechnet für Einfamilienhäuser verschiedener Energieeffizienzstandards (Durchschnittliches Einfamilienhaus, Effizienzhaus 40, 55, 70 und Passivhaus) mit 160 qm Wohnfläche, einer 7 kWp PV-Anlage und eines 6 kW Speichers und einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.

*2 Je besser der Gebäudeenergiestandard ist, umso größer ist der Einfluss von Umgebungsfaktoren auf den Heizenergiebedarf, wie die Sonneneinstrahlung auf die Fenster, die Abwärme elektrischer Geräte und die Wärmeerzeugung durch Personen im Raum.

* 3 Vergleich zu einem 4-Personenhaushalt mit Gasbrennwerttherme, s. CO2 von UBA-Rechner

* 4 Weitere Informationen zum Wärmepumpenstrom von Polarstern


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