Angesichts der deutlichen Reduzierung der Einspeisevergütung für Strom aus Photovoltaikanlagen gewinnt die Eigennutzung von Solarstrom an Bedeutung. Doch wie lässt sich eine Eigenverbrauchserhöhung nicht zum Selbstzweck, sondern wirklich sinnvoll in die Energieversorgung des Hauses einbinden? Eine Möglichkeit bieten Warmwasser-Wärmepumpen, die gezielt dann das Brauchwasser auf Vorrat erhitzen, wenn viel PV-Strom produziert wird. Voraussetzung für den Betrieb der Wärmepumpe mit Photovoltaik hierfür ist aber ein spezielles Regelungsmodul, das mit der Brauchwasser-Wärmepumpe und dem Wechselrichter der PV-Anlage kommuniziert.
Wärmepumpenregelung kommuniziert mit Wechselrichter
Warmwasser-Wärmepumpen mit einem dementsprechenden Regelungsmodul können die Nutzung von Eigenstrom aus einer Photovoltaikanlage optimieren, indem sie die Anhebung oder Reduzierung des Warmwassersollwertes durch einen Wechselrichter ermöglichen. Bei ausreichender Stromlieferung durch die Photovoltaikanlage schaltet das Regelungsmodul die Warmwasser-Wärmepumpe ein und betreibt diese mit einer für die Photovoltaikanlage optimierten Regelungsfunktion. Außerdem können viele so geregelte Warmwasser-Wärmepumpen über eine Energiemanagementfunktion Heizkessel oder Elektro-Heizstab automatisch hinzuschalten. Ist eine Solarthermie-Anlage vorhanden, verbessert das Regelungsmodul den Solarthermieertrag, indem die Brauchwasser-Wärmepumpe ausgeschaltet wird, sobald die am Wärmespeicher der Wärmepumpe angeschlossene Solarthermieanlage Wärme liefert.
Einsatzmöglichkeiten für Warmwasserwärmepumpen
Warmwasser-Wärmepumpen lohnen sich insbesondere dann, wenn ein über dem Durchschnitt liegendes Lufttemperaturniveau genutzt werden kann. Daher sind Warmwasser–Wärmepumpen eine gute Lösung zur Brauchwasserbereitung in Heizungskellern, die durch den Betrieb einer Öl-, Gas- oder Holzheizung entstehende Abwärme erwärmt werden. So funktioniert die Warmwasserwärmepumpe mit einer ganzjährig hohen Jahresarbeitszahl (JAZ). Will man nun den Eigenverbrauch an PV-Strom optimieren, so bietet es sich an, gezielt eine Smart Grid-fähige Warmwasser-Wärmepumpe hinzu zu schalten. Im Gegensatz dazu ist der Betrieb einer Warmwasser–Wärmepumpe in Kombination mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe oder Luft-Wasser-Wärmepumpe nicht zwangsläufig von Vorteil. Denn obwohl die Heizungswärmepumpe nicht die hohen Vorlauftemperaturen des Brauchwassers erzeugen muss und sich somit deren Effizienz erhöht, sorgt die im Vergleich dazu kältere Raumluft für eine geringere JAZ der Warmwasserwärmepumpe. Bei einer anstehenden Heizungssanierung bei einer bestehenden PV-Anlage sollte daher eher auf eine Kombination mit einer Heizungswärmepumpe gesetzt werden.
Smart Grid ready sorgt für Integration der PV-Anlage
Welche Wärmepumpe für einen gezielten Eigenverbrauch von Photovoltaikstrom ausgelegt ist, kennzeichnet das Smart Grid ready-Label. Dieses Label wird vom Bundesverband Wärmepumpe e. V. an Wärmepumpen mit einer Regelungstechnik zur Einbindung der Wärmepumpe in ein intelligentes Stromnetz verliehen. Warmwasserwärmepumpen müssen dabei über einen Regler verfügen, welches mittels einer automatischen Ansteuerung eine Erhöhung der Warmwasser-Solltemperatur zum Zweck der thermischen Speicherung ermöglicht. Wird die Warmwasserwärmepumpe dann eingesetzt, wenn PV-Strom erzeugt wird, so kann es jedoch auch zu längeren Speicherzeiten und zum Anschalten bei noch relativ hohen Speichertemperaturen kommen, was die Wärmeverluste als auch den Stromverbrauch der Warmwasserwärmepumpe erhöhen kann.
Folgende Hersteller führen das "SG Ready"-Label für Smart-Grid-fähige Wärmepumpen:
- Alpha-InnoTec GmbH
- August Brötje GmbH
- Bosch Thermotechnik GmbH Junkers
- DAIKIN Airconditioning Germany GmbH
- Glen Dimplex Deutschland GmbH
- IDM-Energiesysteme GmbH
- Max Weishaupt GmbH
- NIBE Systemtechnik GmbH
- Novelan GmbH
- Ochsner Wärmepumpen GmbH
- Remko GmbH & Co. KG
- ROTEX Heating Systems GmbH
- STIEBEL ELTRON GmbH & Co. KG
- tecalor GmbH
- Viessmann Deutschland GmbH & Co. KG
Bedeutung der Warmwasserbereitung für Lastausgleich
Smart Grid-Wärmepumpen können aber auch helfen, die Netzauslastung zu verbessern und so die Netzinfrastruktur kostenoptimiert zu betreiben. Dies könnte bei einem hohen Anteil an steuerbaren z. B. Warmwasserwärmepumpen den Netzausbaubedarf reduzieren, da vermehrt Strom aus Photovoltaikanlagen und Windenergie direkt vor Ort verbraucht werden würde. Dabei bietet gerade der Warmwasserbedarf eines Haushalts ein großes Potenzial, da dieser ganzjährig relativ konstant bedient werden muss. Je nach Wärmepumpenkonfiguration ist dabei die Erzeugung des gesamten täglichen Warmwasserbedarfs eines Haushalts z. B. in der Mittagszeit denkbar, wenn lokale Angebotsüberhänge aus Photovoltaikanlagen ins Stromnetz eingespeist werden müssten. Und zukünftig kann diese Funktion einer Wärmepumpe noch an Bedeutung gewinnen, da in Neubauten der Anteil der Warmwasserbereitung stetig zunimmt und häufig bereits über 50 Prozent des Wärmebedarfs eines Gebäudes ausmacht.
