Möglichst viel PV-Strom selber nutzen

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Optimierung des PV-Strom Eigenverbrauchs. Aufgrund der gesunkenen und immer weiter sinkenden Einspeisevergütung von Photovoltaik-Anlagen wird die Einspeisung ins Stromnetz immer unattraktiver, der Eigenverbrauch des produzierten Stroms hingegen immer attraktiver.

Das Problem hierbei: Strom wird zumeist benötigt, wenn die Sonne nicht scheint (die PV-Anlage also nicht liefert) und Speichersysteme für PV-Strom (Batterien) sind (noch) sehr teuer. Wie ist also ein Eigenverbrauch des produzierten PV-Stroms am sinnvollsten möglich?


Eigenverbrauch ist der direkte, zeitgleiche Verbrauch des selbst erzeugten Stroms. Da der Strom von der Photovoltaikanlage rechnerisch bei neu installierten PV-Anlagen für rund 10 bis 16 Cent erzeugt wird (Stand April 2015), während der Strom vom Energieversorger in der Regel zwischen 25 und 30 Cent kostet, ist es sinnvoll, so viel Energieverbrauch im Haus wie möglich mit dem selbst produzierten Strom zu decken.

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Übliche PV-Anlagen (unter zehn kWp) verfügen über einen Zweirichtungszähler. Dieser Zählertyp verfügt über zwei Zählregister. Ein Register zählt den Strom, der aus dem Netz bezogen wird, das zweite Register zählt den Strom, der in das Netz eingespeist wird.

Während eines Tages entstehen in der Anlage unterschiedliche Zustände:

– Wird mehr PV-Strom generiert als verbraucht, so wird von dem Zweirichtungszähler der in das Netz eingespeiste Strom im Register für die Netzeinspeisung gezählt. Dieser wird mit der Netzeinspeisevergütung vergütet.
– Wird mehr Strom verbraucht als erzeugt, wird der fehlende Strom aus dem Netz bezogen und dieser wird dann im Register für Netzbezug gezählt. Dieser Strom muss mit dem „normalen“ Strompreis bezahlt werden.

Man kann also mit jedem Verbraucher, der läuft, wenn PV-Strom ausreichend vorhanden ist, vom günstigen PV-Strom profitieren. Dieser Verbrauch wird als der „natürliche Eigenverbrauch“ bezeichnet. Der „natürliche Eigenverbrauch“ liegt bei einem Vier-Personenhaushalt und z. B. einer typischen 5-kWp-PV-Anlage bei rund 30 Prozent. Verschiedene Maßnahmen können den Eigenverbrauch weit über diesen Wert hinaus vergrößern und so die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage deutlich verbessern.

Eigenverbrauch von mehr als 30% – So geht’s

Neben der Verschiebung von Laufzeiten von Stromverbrauchern wie z. B. Spül- oder Waschmaschine in die Zeiten, in denen viel Sonnenstrom zur Verfügung steht, besteht außerdem die Möglichkeit der Energiespeicherung. Dabei unterscheidet man zwischen zwei unterschiedlichen Arten:

– Elektrische Speicherung mit Batteriesystemen
– Thermische Speicherung der Energie in Form von Wärme

Die elektrische Speicherung ist derzeit wirtschaftlich nur schwer darstellbar. Weitaus größeres Potenzial bietet die thermische Speicherung in Form von Wärme in Heizungspuffer- oder auch einem Warmwasserspeicher. Idealerweise wird der selbst produzierte Strom für eine Wärmepumpe genutzt, die ein Vielfaches der eingesetzten Energie als Wärme bereitstellt. Das Prinzip ist dabei immer gleich: Die Wärmepumpe entzieht der Umwelt kostenlose Wärmeenergie. Der hierfür benötigte Antriebsstrom kommt von der PV-Anlage.

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PV-Strom mittels einer Wärmepumpe für die Warmwasserbereitung selber zu nutzen hat das weitaus größere Potenzial, als den Strom als Strom zu speichern.

Thermische Speicherung hat das größte Potenzial

Für diese effiziente Nutzung des überschüssigen selbst produzierten Stroms ist es natürlich wichtig, dass die Wärmepumpe genau dann läuft, wenn ausreichend Strom von der PV-Anlage zur Verfügung steht.

Prinzipiel gibt es hier 3 Möglichkeiten PV-Strom „eigen“ zu nutzen:

– Eine Wärmepumpe mit einer SG-Ready Funktion (SG steht hier für Smart-Grid Ready)
– Ein intelligentes Energiemanagement oder
– Die Einbindung in eine Hausautomatisierung

Ein intelligentes Energiemanagement oder die Einbindung in eine Hausautomatisierung erfordern selbstverständlich eine entsprechende Peripherie im Gebäude. Gerade bei bestehenden PV-Anlagen oder wenn die Heizung nicht komplett auf eine Wärmepumpe umgestellt wird, ist allerdings die SG-Ready-Lösung eine hervorragenden Alternative.

Eigenverbrauch mit Wärmepumpe SG-Ready nutzen

Die SG-Ready-Funktion ist ein vom Bundesverband Wärmepumpe BWP definierter Standard, der es ermöglicht, dass das Gerät in einem intelligenten Stromnetz – einem Smart Grid (SG) – entsprechend angesteuert wird. Wärmepumpen, die mit einer SG-Ready-Funktion ausgestattet sind, können über ein Signal die Info bekommen, dass im Moment (und ggf. für eine bestimmte Zeit) günstiger Strom zur Verfügung steht. Woher diese Info kommt – ob vom Energieversorger oder von der eigenen PV-Anlage – ist der Wärmepumpe dabei völlig egal.

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Eine Wärmepumpe mit dem SG-Ready Logo nutzen. SG steht für Smart-Grid, intelligentes Netz, und ermöglicht es den PV-Strom zu nutzen, wenn er günstig zur Verfügung steht.

SG-Ready-Anwendung mit der Warmwasser-Wärmepumpe WWK

Ein hervoragendes SG-Ready Wärmepumpen-Gerät bietet zum Beispiel die Firma Stiebel Eltron mit der WWK 220 / 300 electronic an.

Der Warmwasserspeicher verfügt über einen 230 V Digitaleingang, mit dem von einem Basissollwert auf einen höheren Speichersollwert umgeschaltet werden kann. Dieser Eingang kann z.B. von einem geeigneten Wechselrichter angesteuert werden. Hierbei wird vom Wechselrichter mit einem Relais ein Signal erzeugt wenn die PV-Anlage eine bestimmte Leistung überschreitet.

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Die WWK 220/300 electronic von Stiebel Eltron ist „SG-Ready“ und nutzt so, intelligent, den kostenlosen PV-Strom, wenn er zur Verfügung steht.

Der Schwellwert wird so eingestellt, dass die Leistung dem Durchschnittsverbrauch des Haushalts plus der Leistung der Wärmepumpe (500 W) entspricht. Wird dieser Wert erreicht, so wird der zweite höhere Sollwert aktiviert – und die Wärmepumpe lädt den integrierten Warmwasserspeicher auf. Die Vorteile dieser Lösung sind ihre kostengünstige Realisierung, eine unkomplizierte Installation sowie der Betrieb ohne zusätzliche Maßnahmen wie beispielsweise einem Internet-Anschluss.

Ist der Wechselrichter im gleichen Raum wie die WWK untergebracht, kann die Abwärme des Wechselrichters genutzt werden – eine Ausbeute von rund 3-5 Prozent des PV-Ertrages. Außerdem verlängert sich die Lebensdauer des Wechselrichters, da er auf einem geringeren Temperaturniveau arbeitet.

Fazit: Ein SG-Ready Wärmepumpen Gerät ist eine einfache Möglichkeit selbst produzierten Solarstrom zu nutzen. Per „Plug and Play“ kann hier der Strom thermisch für den Warmwasser-Haushalt genutzt werden ohne in, immer noch aufwändige und teure, Strom-Speicher-Systeme investieren zu müssen.

Mehr als 30% des erzeugten PV-Strom kann so in aller Regel genutzt werden.

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