Vorbei sind die Zeiten, in denen Photovoltaikanlagen bei Eigenheimen einzig auf die Einspeisung der erzeugten Energie ins öffentliche Versorgungsnetz ausgelegt waren. Dank großzügiger Förderung war die Vergütung der Energie so hoch, dass der Eigenverbrauch verschenktes Geld gewesen wäre. Doch dieser Zustand hat sich grundlegend gewandelt. Grund sind die Anpassungen beim EEG und der damit verbundene Rückgang der Einspeisevergütung für privat erzeugten Strom.
Zu Recht, denn PV-Module sind in den vergangenen Jahren deutlich preiswerter geworden. Die reduzierte staatliche Subvention trägt diesen niedrigeren Anschaffungskosten Rechnung. Mit den günstigeren Modulpreisen und der zurückgefahrenen Förderung ist der Eigenverbrauch solar erzeugter Energie jetzt wieder in den Fokus gerückt. Heute ist es die selbst genutzte Kilowattstunde, die spart. Sie ist die günstige Alternative zum teuren Strom der Energieversorger.
Energieabnehmer im Haus gesucht
Doch noch bleibt das Problem der direkten Speicherung von Solarstrom: Batterien sind vergleichsweise teuer und nicht besonders langlebig. Im ersten Schritt ist deshalb eine Investition in intelligente Steuerungen die deutlich effizientere Lösung. Ziel aller Steuerungsmaßnahmen ist es, das Lastprofil des Haushalts in Einklang mit der Erzeugung zu bringen. Die verschiedenen Verbrauchsgeräte müssen so in Gang gesetzt werden, dass sie tagsüber, wenn die Sonne scheint, den größten Verbrauch aufweisen.
Dank „intelligenter“ Energiemanagementsysteme wie dem Internet Service Gateway (ISG) von Tecalor ist dies nun möglich. Diese Steuerung lässt sich so programmieren, dass sie den größten Einzelverbraucher ansteuert, sobald Solarenergie zur Verfügung steht. Als Abnehmer für diese Energie geeignet sind Wärmepumpen, wie sie ebenfalls Tecalor anbietet: Die THZ 304/404 Sol setzt den erzeugten Strom hocheffizient ein, indem sie aus einer Kilowattstunde Strom rund vier Kilowattstunden Wärme erzeugt.
Interessant ist die Wärmepumpe vor allem deswegen, weil sie flexibel betrieben werden kann. Denn die Energieverbraucher im Haushalt unterscheiden sich: Abnehmer wie Fernseher oder Computer verbrauchen überwiegend punktuell Strom – je nachdem, ob sie benutzt werden oder ausgeschaltet sind. Andere Verbraucher, etwa ein Kühlschrank, benötigen durchgehend Strom. Der Betrieb einer Wärmepumpe lässt sich hingegen mithilfe moderner Speichertechnologie lenken.
Dank intelligenter Steuerung erzeugt sie Wärme, wenn die Sonne scheint. Diese Wärme wird in einen Pufferspeicher geleitet und erhitzt das darin befindliche Wasser. Von hier steht sie dann auch zu einem späteren Zeitpunkt noch zur Verfügung, ohne dass die Wärmepumpe in Betrieb sein muss.
Steuerung lernt ihre Umgebung kennen
Intelligente Steuerungen können heute weit mehr, als nur verschiedene Geräte ein- oder auszuschalten. Die Kombination des ISG mit dem Sunny Home Manager von SMA ist in der Lage, zu lernen, sodass sich mit der Zeit ein individuelles Lastprofil für das Eigenheim ergibt. Die Steuerung erfolgt über mehrere Faktoren.
Einfluss hat zum einen das Verbrauchsverhalten der Bewohner. Anderseits berücksichtigt die Steuerung die aktuellen Wettervorhersagen und stellt eine Prognose der zu erwartenden Solarstromproduktion auf. Auf diese Weise stellt sie sicher, dass möglichst viel des erzeugten Solarstroms im Haus verwendet wird. Damit vergrößert die Steuerung den Spareffekt für die Bewohner, weil sie den höchsten Substitutionsgrad von Strom aus dem Netz durch kostenfrei erzeugten Solarstrom von der Sonne sicherstellt.
Lange war es ein Problem, die Sonne für die Klimatisierung des Hauses zu nutzen: Erfolgt sie über solarthermische Anlagen, die die Wärme als Heizenergie nutzbar machen, so hat der Haushalt im Winter nur moderate Erträge. Der höchste Energiegewinn erfolgt im Sommer, wenn der Bedarf an Heizwärme am niedrigsten ist. Die große Energiemenge kann zu dieser Zeit lediglich zur Warmwasserbereitung verwendet werden.
Anders ist das beim Einsatz von selbsterzeugtem PV-Strom für die Wärmepumpe: In der richtigen Zusammensetzung der Komponenten kann die Wärmepumpe auch zur Raumkühlung verwendet werden. Im Sommer wird die Heizung auf diese Weise zur kostengünstigen Kühleinheit.
Im Winter wiederum geht auch der Ertrag bei der Photovoltaik zurück. Praxistests zeigen allerdings, dass die Produktion von Photovoltaikstrom an sonnigen Tagen weit über dem Verbrauch der Wärmepumpe liegt. So kann auch im Winter die Sonne effizient für die Energieerzeugung genutzt werden.
Um einen großen Nutzen aus der solaren Energieerzeugung zu ziehen, ist also das Zusammenspiel der Komponenten eines Energiesystems entscheidend.
Das kann im Grunde nur dann funktionieren, wenn alle relevanten Bausteine einer solchen Energielösung aus einer Hand stammen. Das betrifft einerseits die Wärmepumpe und die Steuerung als Herzstück, andererseits Komponenten wie PV-Anlagen, Solarkollektoren und thermischen Speicher. Alles aus einer Hand bedeutet: maximale Sicherheit in der Funktion. Deshalb ist auch die Schulung der Handwerker und die Betreuung bei Einbau und Wartung eine wichtige Aufgabe, der sich Hersteller von Energiesystemen heute stellen müssen.
Unabhängig in die Zukunft
Kritikern zufolge kann auch ein konventionelles Heizsystem sowohl von den Installations- als auch von den Betriebskosten mit einer Systemlösung aus PV und Wärmepumpe mithalten oder gar günstiger sein. Bei den derzeit niedrigen Gaspreisen mag das stimmen. Allerdings hat sich in der Vergangenheit häufig gezeigt, wie rasch die Preise fossiler Energieträger nach oben schnellen können. Aktuell sind die Preise für fossile Energien – ganz besonders für Gas – besonders niedrig. Das liegt zum Beispiel am Abbau der großen Schiefergas-Vorkommen in den USA oder dem Exportdruck Russlands.
Diese Situation wird allerdings nicht immer so bleiben. Die Investition in ein regeneratives System, das die Sonnenenergie für den Betrieb der Wärmepumpe nutzt, macht den Besitzer unabhängig von den Schwankungen der internationalen Energiemärkte. Und hier liegt der eigentliche Vorteil beim Aufbau einer autarken Energieversorgung des eigenen Heims.
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