Arnd Pfeiffer braucht die Kühle des Erdreichs unter seinen Füßen, wenn er seine Runden dreht. Sonst können die Ski des Biathlon-Olympiasiegers nicht optimal über den Schnee gleiten. Zuhause ist das anders. Dort braucht er die Wärme des Erdreichs – mit ihr heizt er. Den Strom für die Sole/Wasser-Wärmepumpe liefert zum Teil eine Photovoltaikanlage. Anknipsen muss Pfeiffer den Solarstrom nicht. Die Wärmepumpenregelung kann aus den Daten der Vortage die voraussichtliche Leistungskurve der Photovoltaikanlage sowie den zu erwartenden Energiebedarf im Haus ermitteln und für den Heizbetrieb berücksichtigen. Auf diese Weise kann sie etwa vorgegebene Einschaltzeitpunkte auf Basis der Bedarfsprognose vorziehen, um ein Höchstmaß an Solarstrom mit der Wärmepumpe verwerten zu können. An heißen Sommertagen mit intensiver Sonneneinstrahlung lasse sich der Solarstrom für die reversibel arbeitenden Wärmepumpen nutzen, um das Wohnhaus zu kühlen. Wichtig: Die Wärmepumpe sollte ihre Leistung modulieren können.
Am Energiemanager kommt keiner vorbei
Die sogenannte SG Ready-Funktion einer Wärmepumpe bietet die Möglichkeit, zusätzlichen Solarstrom zu speichern. Über sie kann die Photovoltaikanlage ein Signal an das Heizaggregat senden, einen Wärmespeicher auf höhere Temperaturen aufzuheizen. Bei SG Ready handelt es sich um einen genormten Schaltkontakt, mit dem sich Wärmepumpen in ein intelligentes Stromnetz einbeziehen lassen. Wer den Eigenverbrauch weiter optimieren möchte, kann Photovoltaik und Wärmepumpenheizung in ein Energiemanagementsystem einbinden. Der Energiemanager hat alle Stromflüsse im Blick und kann sie aufeinander abstimmen. So kann er nicht nur die Leistungsaufnahme einer Wärmepumpe an den Überschuss der Photovoltaikanlage anpassen. Er kann unter anderem den Betrieb eines zusätzlichen Batteriespeichers oder einer E-Ladestation steuern. Am frühen Morgen sorgt er dafür, dass die Wärmepumpe mit dem gespeicherten Sonnensaft aus der Batterie läuft. Er entscheidet, ob der Wärmespeicher nach dem morgendlichen Duschen nachgeheizt werden muss oder es ausreicht, bis die Photovoltaikanlage wieder Strom liefert. Wird am Vormittag keine weitere Heizwärme im Haushalt gebraucht, lädt er die Batterie mit dem Solarstrom.
Was ein Energiemanagementsystem bringt
Anhand von Wettervorhersagen kann ein Energiemanagementsystem den weiteren Wärmepumpenbetrieb planen, zum Beispiel ob diese im Laufe des Vormittags den Wärmetank wegen vorhergesagter tieferen Temperaturen aufheizen soll, auch wenn im Moment keine Raumheizung benötigt wird, aber noch genügend Solarstrom in der Batterie vorhanden ist und sie im Laufe des Tages wieder geladen wird. Den Nutzen seines Energiemanagers hat Heizungsanbieter Wolf in einem Feldversuch bei einem Eigenheim mit 110 Quadratmeter Wohnfläche ausgewertet. Zum Heizungssystem gehören eine 7-kW-Wärmepumpe, ein 1000-l-Schichtenspeicher und eine 9,9-kW-Photovoltaikanlage. „Die Auswertung im Sommer ergab, dass für die Warmwasserbereitung fast kein Netzstrom mehr benötigt wurde“, erklärt Produktmanager Martin Bauer. Die Autarkiequote, das Verhältnis von PV-Eigenstromversorgung zu Netzbezug, sei mit dem Energiemanagement erheblich gestiegen“ „In unserem Versuch gab es eine Erhöhung von 42 auf 96 Prozent − bezogen auf die Wärmepumpe, weil keine weiteren Verbraucher mitgemessen wurden.“ Durch eine Temperaturerhöhung bei der Zwischenspeicherung, die der Fachhandwerksbetrieb einstelle, würden die Speicherladungen zu den Zeiten entfallen, in denen wenig Solarertrag anfalle.
Wie das Heizen mit Solarstrom über ein Heizstab funktioniert und worauf es dabei zu achten gilt, lesen sie in dem GEB-Beitrag „Sonne zum Heizen anknipsen“. Den gesamten Artikel finden Sie in Heft 04-2021. jb
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