Unabhängigkeit vom Energieversorger und ein steigender Selbstversorgungsgrad bei der häuslichen Strom- und Wärmeversorgung: Das streben viele Besitzer einer Photovoltaik-Anlage an. Denn aufgrund der sinkenden Einspeisevergütung für Solarstrom lohnt es sich für den Solaranlagen Betreiber den eigens auf dem Dach erzeugten Strom selbst zu verbrauchen anstatt diesen in das Netz einzuspeisen. Doch leider kann der Hausbewohner die Energie der Sonne nicht jederzeit selbst nutzen.
Mit kombinierten Systemen aus PV-Anlage, Batteriespeicher, Energiemanager und Wärmepumpe lässt sich dies ändern. Im Folgenden erklären die Experten von Kesselheld die Funktionen und das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten Schritt für Schritt:
Herausforderungen beim Eigenverbrauch
Meistens produziert die PV-Anlage gerade zur Mittagszeit hohe Mengen an grünem Strom, den der Hausbewohner aufgrund seiner Abwesenheit nicht für den Betrieb seiner elektrischen Geräte oder Heizung nutzt. Die Folge daraus: Selbst produzierter überschüssiger Solarstrom wird in den Mittagsstunden gegen eine Vergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Am Abend steht jedoch häufig zu wenig Solarstrom für den Betrieb der Waschmaschine oder des Fernsehers zur Verfügung, sodass Hausbewohner teuren Strom vom öffentlichen Grundversorger beziehen.
Was macht eine Solarbatterie?
Eine Solarbatterie schafft ein Gleichgewicht zwischen eigener Stromerzeugung und dem entsprechenden Verbrauch. So lagert eine Solarbatterie den von der Solaranlage überschüssig zur Verfügung gestellten Strom ein, um ihn im Bedarfszeitpunkt wieder für den Betrieb von Haushaltsgeräten, Wärmepumpen oder Elektroheizungen zur Verfügung zu stellen. Den Hinweis zur Stromaufnahme erhält die Batterie bei vielen gängigen Systemlösungen über die Kommunikation mit einem Energiemanager.
Wie werden Solarstromspeicher eingebunden?
Photovoltaikanlagen-Besitzer haben bei Stromspeichern die Wahl zwischen verschiedenen Kupplungssystemen. So ist die Batterie in einem DC gekoppelten System im Zwischenstromkreis des Solar Wechselrichters installiert. In einem AC-gekoppelten System schließt der Elektriker die Batterie über einen Batteriewechselrichter an das Haushaltsstromnetz an.
Wieso ist ein Energiemanager nötig?
Mit dem Einsatz eines Batteriespeichers hat der Hausbewohner bereits eine wichtige Voraussetzung zur Eigenverbrauchssteuerung umgesetzt. Um diesen Vorteil jedoch effizient ausnutzen zu können, muss zusätzlich eine Steuerung zwischen Stromverbrauch, Speicherung und Erzeugung stattfinden. Dies übernimmt ein Energiemanager als koordinierende Zentrale. Er erfasst laufend alle Daten zu den erzeugten und verbrauchten Strommengen und wertet Wetterdaten aus, um Verbrauchsprognosen zu erstellen. Zudem ermittelt er, wie viel Strom für die Einspeisung oder zur Einlagerung im Batteriespeicher zur Verfügung steht und welche Mengen im Bedarfsfall vom öffentlichen Grundversorger zu beziehen sind. Anschließend steuert und koordiniert der Energiemanager die Versorgung der Haushaltsgeräte, des Batteriespeichers oder der Heizung mit Solarstrom.
Aufgrund der stetigen Datenaufzeichnung erhalten Hausbewohner einen besseren Einblick in das eigene Verbrauchsverhalten. Dies ermöglicht eine schnelle Ableitung von Gegenmaßnahmen, um künftig mehr Geld bei den Stromkosten einzusparen. Viele Hersteller statten ihre Energiemanager mit digitalen Kommunikationsstandards aus, damit diese auch aus der Ferne über Smartphone oder Laptop ansteuerbar sind. Dafür nötig ist das Herunterladen einer entsprechenden App.
PV-Anlage, Energiemanager, Batterie und Wärmepumpe
Sobald die PV-Anlage Überschussmengen an Solarstrom erzeugt, kommuniziert der Energiemanager mit der Wärmepumpe. Zum Einsatz kommt dabei eine digitale Schnittstelle, die unter der Bezeichnung Smart Grid Ready bekannt ist. Heutzutage verfügt nahezu jedes Wärmepumpenmodell über diesen Standard. In Folge des erkannten Stromüberschusses schaltet sich die Wärmepumpe für eine festgelegte Dauer ein und nutzt den Überschuss bzw. den in der Batterie zwischengespeicherten Strom, um den Wärmepumpenkompressor mit Energie zu versorgen. Gleichzeitig hebt sie die Temperatur im Warmwasserspeicher an. Die auf diese Weise erzeugte Wärmeenergie speist die Wärmepumpe in den Speicher ein, sodass Hausbewohner diese bedarfsgerecht für Heizzwecke nutzen können.
Laut Bundesverband der deutschen Heizungsindustrie lassen sich mit einem kombinierten System aus Wärmepumpe, Photovoltaikanlage und Energiemanagementsystem bis zu 50 Prozent des Strombedarfs mit Solarenergie decken.
Mehr zum Thema Wärmepumpen gibt es auf der Seite von Kesselheld.
Fazit
Das Erneuerbare- Energien-Wärmegesetz schreibt vor, dass Verbraucher nur ein gewissen Teil Ihres erzeugten Solarstroms in das öffentliche Stromnetz einspeisen dürfen. Eine Überschreitung des zugelassenes Wertes führt zur Abregelung der Solaranlage. Die Nutzung einer intelligenten Anlagentechnik verhindert dies. Gleichzeitig profitiert der Verbraucher von einer steigenden Unabhängigkeit vom Energieversorger und einem höheren Selbstversorgungsgrad.