Messkonzepte für PV-Anlage und Wärmepumpe

• Was ist ein „Messkonzept“? Ein Messkonzept beschreibt die genaue Anordnung und Verschaltung der Stromzähler bei z.B. Nutzung einer Wärmepumpe, einer Photovoltaikanlage oder beidem. Es legt fest, wie Stromerzeugung, Eigenverbrauch, Netzbezug und Einspeisung technisch erfasst und abgerechnet werden. Damit stellt das Messkonzept sicher, dass alle gesetzlichen Vorgaben aus dem EEG sowie die Anforderungen des Netzbetreibers eingehalten werden. Ohne ein korrekt geplantes Messkonzept ist weder eine ordnungsgemäße Anmeldung noch eine wirtschaftlich optimale Nutzung der Anlage möglich.
• Warum ist das Messkonzept bei PV-Anlagen und Wärmepumpen wichtig? Das Messkonzept entscheidet darüber, wie effizient der selbst erzeugte Solarstrom genutzt werden kann und welche Stromtarife zur Anwendung kommen. Es beeinflusst die Höhe der Netzentgelte, die Möglichkeit zur Nutzung spezieller Wärmepumpenstromtarife und die EEG-Vergütung für eingespeisten Strom. Eine durchdachte Planung kann den Eigenverbrauch erhöhen und gleichzeitig die laufenden Stromkosten senken. Besonders bei steigenden Energiepreisen ist das Messkonzept daher ein zentraler wirtschaftlicher Faktor.
• Wie funktioniert ein Messkonzept mit nur einem gemeinsamen Zähler? Beim gemeinsamen Messkonzept wird am Netzanschlusspunkt ein Zweirichtungszähler installiert, der sowohl den Strombezug aus dem Netz als auch die Einspeisung der PV-Anlage misst. Die Wärmepumpe wird dabei über denselben Haushaltszähler betrieben. Dieses Modell ist platzsparend und verursacht geringere Zählerkosten. Allerdings kann in dieser Konstellation in der Regel kein separater, vergünstigter Wärmepumpenstromtarif genutzt werden, was langfristig höhere Netzentgelte bedeuten kann.
• Wann lohnt sich ein getrenntes Messkonzept für die Wärmepumpe? Ein getrenntes Messkonzept sieht einen zusätzlichen Stromzähler ausschließlich für die Wärmepumpe vor. Dadurch kann ein spezieller Wärmepumpenstromtarif mit reduzierten Netzentgelten genutzt werden. Diese Variante eignet sich besonders dann, wenn der Fokus auf niedrigen Strombezugskosten liegt. Allerdings entstehen zusätzliche Installations- und Zählerkosten, und der direkt nutzbare PV-Strom steht der Wärmepumpe meist nicht vollständig zur Verfügung.
• Was ist eine Kaskadenschaltung bei Wärmepumpe und PV-Anlage? Die Kaskadenschaltung kombiniert die Vorteile beider Varianten, indem zwei Zähler hintereinander geschaltet werden. Ein Summenzähler erfasst den gesamten Stromfluss am Netzanschluss, während ein weiterer Zähler speziell den Verbrauch der Wärmepumpe misst. Dadurch kann die Wärmepumpe sowohl von günstigeren Netzentgelten profitieren als auch direkt mit selbst erzeugtem PV-Strom betrieben werden. Dieses Messkonzept gilt als besonders wirtschaftlich, erfordert jedoch mehr Platz im Zählerschrank und eine sorgfältige Abstimmung mit dem Netzbetreiber.
• Welches Messkonzept ist für mein Haus am sinnvollsten? Die Wahl des richtigen Messkonzepts hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Größe der Photovoltaikanlage, der Strombedarf der Wärmepumpe, die Vorgaben des Netzbetreibers sowie die verfügbaren Tarife. Auch der Platz im Zählerschrank und das Investitionsbudget spielen eine Rolle. Wer möglichst viel Solarstrom selbst nutzen und gleichzeitig von günstigen Wärmepumpentarifen profitieren möchte, sollte die Kaskadenlösung prüfen. Eine individuelle Planung sorgt dafür, dass sowohl Wirtschaftlichkeit als auch gesetzliche Anforderungen optimal berücksichtigt werden.

Moderne Messkonzepte definieren die zulässige Anordnung von Zählern bzw. Smart Metern zur Erfassung der Energieflüsse zwischen Erzeugungsanlage (z. B. Photovoltaik), Verbrauchern (Haushalt, Wärmepumpe) und dem öffentlichen Netz.

Messkonzepte wurden ursprünglich zur korrekten Abrechnung von Erzeugungsanlagen wie PV-Anlagen entwickelt. Inzwischen bilden sie jedoch das gesamte Energiesystem eines Netzanschlusses ab – also Erzeugung, Eigenverbrauch, Einspeisung und steuerbare Verbraucher wie Wärmepumpen.

Messkonzepte erfüllen mehrere Anforderungen:

• Sie stellen einerseits sicher, dass die Anforderungen des EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) und des KWKG erfüllt werden, um Vergütungen für eingespeisten Strom korrekt zu berechnen.
• Andererseits ermöglichen sie eine dem gewählten Stromtarif entsprechend korrekte Abrechnung.
• Sie dienen zudem dem Netzbetreiber als Schaltplan für die Zähleranlage und als Basis für die Anmeldung durch den Elektroinstallateur gemäß den technischen Anschlussregeln (VDE-AR-N 4100).

Der Verband der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft (VBEW) hat frühzeitig Standard-Messkonzepte (Auswahlblatt A - D) entwickelt, die sich in Bayern flächendeckend durchgesetzt und teilweise als „Quasi-Standard“ etabliert haben.

Letztlich definiert aber der zuständige Netzbetreiber (VNB), welche Messkonzepte in seinem Netzgebiet zulässig sind, da diese neben den deutschlandweit geltenden Gesetzen und Vorschriften wie EnWG, EEG, NAV und Messstellenbetriebsgesetz auch die Technische Anschlussbedingungen (TAB) des jeweiligen Netzbetreibers erfüllen müssen.

Obwohl es formal zahlreiche TAB-Dokumente gibt, dominieren wenige regionale Muster wie TAB Nord oder TAB Süd. Inhaltlich basieren sie alle auf der bundesweit geltenden VDE-AR-N 4100, unterscheiden sich jedoch im Detail - insbesondere bei Messkonzepten.

Bundesweit identische Messkonzepte gibt es daher nicht. Die Nummerierung der Messkonzepte ist daher auch regional unterschiedlich und manche Netzbetreiber verwenden andere Nummern oder zusätzliche Varianten.

Im klassischen VBEW-System gibt es im Kern 8 Standard-Messkonzepte. Alles darüber hinaus sind spätere Ergänzungen, Sonderformen oder netzbetreiberspezifische Varianten.

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Bei der Kombination einer Photovoltaikanlage und Wärmepumpe ist vor Allem das Messkonzept für die Nutzung eines Heizstromtarifes und die Optimierung des Eigenverbrauchs an PV-Strom entscheidend:

• Bei einer gemeinsamen Messung können Sie keinen Wärmepumpentarif nutzen, aber dafür die Wärmepumpe mit Solarstrom versorgen
• Bei einer einfachen, getrennten Messung können Sie zwar einen günstigen Tarif für die Wärmepumpe nutzen, aber keinen PV-Strom zum Heizen einsetzen
• Bei einer Kaskadenschaltung mit einem hinter den Summenzähler geschalteten Wärmepumpenzähler lassen sich beide Vorteile kombinieren

Die Modulwahl nach § 14a EnWG ist grundsätzlich unabhängig vom Messkonzept. In der praktischen Umsetzung setzt insbesondere das arbeitsabhängige Modell (Modul 2) jedoch eine separate Verbrauchsmessung voraus. Dadurch beeinflussen sich Messkonzept und Modulwahl gegenseitig.

Neben der heute selteneren Volleinspeisung, bei der der gesamte PV-Strom über einen separaten Erzeugungszähler erfasst und vollständig in das öffentliche Netz eingespeist wird, ist die Überschusseinspeisung die wesentlich geläufigere Betriebsform.

Bei der Überschusseinspeisung versorgt die PV-Anlage zunächst die im Gebäude angeschlossenen Verbraucher. Nur die nicht unmittelbar verbrauchte Energie wird dann ins Netz eingespeist.

Am Netzanschlusspunkt wird hierfür ein digitaler Zweirichtungszähler installiert – mindestens als moderne Messeinrichtung (mME), bei steuerbaren Verbrauchseinrichtungen perspektivisch als intelligentes Messsystem (Smart Meter). Dieser erfasst sowohl den Strombezug aus dem Netz als auch die Einspeisung. In vielen Netzgebieten wird diese Form der gemeinsamen Messung als „Messkonzept 1“ bezeichnet.

Die Wärmepumpe nutzt dann bei Bedarf automatisch verfügbaren PV-Strom. Mit Hilfe eines Energiemanagementsystems (EMS) kann die Wärmepumpe zudem prognoseorientiert versorgt werden, wodurch der Eigenverbrauch weiter erhöht wird.

Im Rahmen der Überschusseinspeisung mit einem gemeinsamen Zähler wird der Stromverbrauch dem allgemeinen Haushaltsstrom zugeordnet. Ohne separate Messung können Sie dann aber keinen günstigeren Wärmepumpenstrom nutzen.

Vorteilhaft ist aber, dass Sie

• die Grundgebühr für den zweiten Zähler sparen,
• weniger Platz im Zählerschrank für den Elektroanschluss der Wärmepumpe benötigen und
• den „alten“ Zählerschrank vermutlich weiter nutzen können.

Bei einer einfachen Überschusseinspeisung ohne separate Verbrauchsmessung muss man auf den insgesamt im Haushalt verbrauchten Strom nur reduzierte Netzentgelte gemäß § 14a EnWG „Modul 1“ zahlen. Dieser bundesweit einheitlich berechnete, aber regional variierende Pauschalbetrag kann einer jährlichen Ersparnis von ca. 110 bis 190 € entsprechen.

Neben der gemeinsamen Messung besteht die Möglichkeit, die Wärmepumpe über einen eigenen Zählpunkt zu erfassen. Auch hier wird die PV-Anlage in der Regel im Modus der Überschusseinspeisung betrieben, wobei Strombezug und Einspeisung über einen digitalen Zweirichtungszähler erfasst werden.

Zusätzlich erhält die Wärmepumpe einen separaten Verbrauchszähler (Eintarif- oder Zweitarifzähler je nach Wärmepumpentarif). In vielen Netzgebieten wird diese Konstellation als eigenes Messkonzept – häufig als Messkonzept 2 - bezeichnet.

Durch die getrennte Erfassung wird der Stromverbrauch der Wärmepumpe bilanziell vom Haushaltsstrom abgegrenzt. Dadurch ist die Nutzung spezieller Wärmepumpentarife möglich. Dem stehen jedoch

• zusätzliche Kosten für den zweiten Zähler,
• eine höhere Grundgebühr sowie
• ein größerer Platzbedarf im Zählerschrank gegenüber.

Zudem kann der PV-Strom in der Regel nur den Haushaltsstrom direkt reduzieren, nicht den separat gemessenen Wärmepumpenstrom. Die Wärmepumpe kann dann nicht zur Steigerung des Eigenverbrauchs beitragen!

Da sich eine getrennte Messung insbesondere bei höherem jährlichen Stromverbrauch (ab etwa > 7.5kW Heizleistung) der Wärmepumpe wirtschaftlich lohnt, wird häufig auch das arbeitsabhängige Netzentgeltmodell „Modul 2“ nach § 14a EnWG gewählt.

Dieses sieht eine Reduzierung des Netzentgelt-Arbeitspreises um bis zu 60 % für den Wärmepumpenstrom vor und kann bei entsprechendem Verbrauch eine höhere Ersparnis als die pauschale Reduzierung nach Modul 1 ermöglichen.

Eine weiterentwickelte Form der getrennten Messung ist die sogenannte Kaskadenschaltung. Bei einer Kaskadenmessung werden zwei Zähler "hintereinander" geschaltet. Dadurch kann die Wärmepumpe

• sowohl den günstigen Heizstromtarif beziehen
• als auch vorrangig den eigenen PV-Strom nutzen.

Dazu wird zusätzlich hinter dem Summenzähler (digitaler Zweirichtungszähler), der den gesamten Strombezug und die gesamte Einspeisung erfasst, ein separater Zähler für die Wärmepumpe installiert, der ausschließlich den Verbrauch der Wärmepumpe erfasst. Der übrige Haushaltsstrom ergibt sich rechnerisch aus der Differenz zwischen Gesamtverbrauch und Wärmepumpenverbrauch.

Durch diese Messanordnung fließt der Solarstrom physikalisch durch beide Bereiche und die Wärmepumpe kann direkt zur Steigerung des Eigenverbrauchs beitragen. So erhalten Sie für den Restbedarf der Wärmepumpe den günstigen Tarif und nutzen tagsüber – oder auch nachts mit Hilfe eines Stromspeichers – den eigenen PV-Strom.

Gleichzeitig sind günstigere Netzentgelte nach § 14a EnWG möglich, insbesondere das arbeitsabhängige Modul 2.

Die allermeisten Versorger können die mathematische Differenzmessung (Zähler 1 minus Zähler 2) technisch in ihrem Abrechnungssystem abbilden. Wenn Sie sich für Messkonzept mit Kaskade entscheiden, sollten Sie dennoch darauf achten, dass Ihr Stromanbieter diesen "Kaskadentarif" auch unterstützt.

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