Kopplung von Strom- und Wärmeversorgung rechnet sich für energieeffiziente Gebäude finanziell und ökologisch
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, hat die Kombination von Wärmepumpe und PV-Anlage immer häufiger Sinn, erklärt der Ökoenergieversorger Polarstern per Pressemitteilung vom 07.02.2019. So könnten Eigenheimbesitzer ihre Energiekosten senken und durch einen höheren Eigenverbrauch die Wirtschaftlichkeit der Anlageninvestition verbessern.
PV-Dächer in Franken – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify
Bis zu 70 Prozent Autarkie sind bei hohem Energiestandard möglich
Einfamilienhausbesitzer, die PV-Anlage, Wärmepumpe und Stromspeicher verknüpfen, können bis 70 Prozent Autarkie erzielen, hat 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.²
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 steigerten Wärmepumpen deutlich. Ein KfW-Effizienzhaus mit PV-Anlage, Stromspeicher und Wärmepumpe erziele im Jahresmittel einen dreimal höheren Eigenverbrauch verglichen zu einem Haus nur mit PV-Anlage, sagt Henle.
Haushalte, die ihre Strom- und Wärmeversorgung mittels PV-Anlage, Speicher und Wärmepumpe verknüpften, hätten pro Jahr externe Stromkosten, die deutlich unter den Energiekosten eines vergleichbaren Einfamilienhauses mit Gas-Brennwertheizung lägen. Auch die CO2-Emissionen seien um mehr als zwei Tonnen niedriger.³
Steuerung von PV-Anlage und Wärmepumpe
Die einfachste Möglichkeit, PV-Anlage und Wärmepumpe zu vernetzen, sei die Steuerung über den Wechselrichter, so der Polarstern-Manager. Bei der Einstellung achte der Installateur darauf, dass zunächst die Grundlast der elektrischen Haushaltsgeräte gestillt und danach die Wärmepumpe betrieben werde. Gerade bei energieeffizienten Gebäuden lohne sich fast immer die Integration der Wärmepumpe in den Haushaltsstromkreis. Wenn jedoch sehr viel Strom für die Wärmepumpe zusätzlich aus dem öffentlichen Netz bezogen werden müsse, könne der Bezug eines speziellen Wärmepumpentarifs attraktiver sein.4
Idealer sei 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 werde hier basierend auf dem tatsächlichen Strombedarf die Wärmepumpe geregelt. Ausschlaggebend sei also der verfügbare und nicht der erzeugte Solarstrom. Damit sei die eigene Stromversorgung noch einmal effizienter, so Henle.
Neben der Anlagenkommunikation könne der Autarkiegrad weiter verbessert werden durch die Nachtabsenkung des Heizungssystems und den sogenannten modulierenden Betrieb der Wärmepumpe – damit werde etwa das energieintensive Takten der Heizung vermieden.
Wärmepumpe zur Erzeugung von Brauchwasser und als Klimaanlage
Im Unterschied zu Heizwärmepumpen, sei der Strombedarf von Brauchwasserwärmepumpen ganzjährig relativ konstant und damit noch einmal besser auf die Solarstromerzeugung ausgerichtet. Denn bei Heizwärmepumpen seien Wärmebedarf und PV-Stromerzeugung tendenziell gegenläufig, das heiße, es werde vor allem dann viel Strom produziert, wenn ein geringer Heizbedarf bestehe. Das sehe bei Brauchwasserwärmepumpen anders aus. Auch Wärmepumpen, die gleichzeitig als Klimaanlage dienten, hätten einen positiven Einfluss auf den Eigenverbrauch. Schließlich nutzten sie den Solarstrom sowohl zum Heizen im Winter, als auch zum Kühlen im Sommer, so Polarstern.
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 Infos zum Wärmepumpentarif von Polarstern
->Quelle: Polarstern-Energie.de/presse/mitteilung/pv-anlage-und-waermepumpe/