Einfamilienhausbesitzer, die PV-Anlage, Wärmepumpe und Stromspeicher verknüpfen, können einen Autarkiegrad von bis zu 70 Prozent erzielen. Wie rentabel die Kopplung von Strom- und Wärmeversorgung plus Speicher sein kann, hat der Ökoenergieversorger Polarstern jetzt beispielhaft berechnet, für Einfamilienhäuser (EFH) verschiedener Energieeffizienzstandards (durchschnittliches Einfamilienhaus, Effizienzhaus 40, 55, 70 und Passivhaus) mit 160 m² Wohnfläche, einer 7 kWp PV-Anlage, einem 6 kW Speicher sowie einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
„Der Autarkiegrad variiert im Einzelfall deutlich und hängt stark ab von der Größe der installierten PV-Anlage und des Stromspeichers, aber eben auch vom Energiestandard des Gebäudes“, sagt Florian Henle, der Geschäftsführer des Ökoenergieversorgers Polarstern. Nicht für alle Gebäude sei die Anlagenkombination daher gleichermaßen wirkungsvoll. Auch sei der Einfluss von Umgebungsfaktoren auf den Heizenergiebedarf, wie die Sonneneinstrahlung auf die Fenster, die Abwärme elektrischer Geräte und die Wärmeerzeugung durch Personen im Raum, umso größer je besser der Gebäudeenergiestandard sei.
Um den Einfluss des Energiestandards zu veranschaulichen, hat Polarstern den jährlichen Energiebedarf eines 4-Personenhaushalts mit jeweils der gleichen installierten Anlagentechnik in Gebäuden unterschiedlicher Energiestandards analysiert: „Verglichen zu einem typischen Einfamilienhaus mit PV-Anlage, Stromspeicher und Wärmepumpe kann in einem KfW-Effizienzhaus 40 der Autarkiegrad mit fast 70 Prozent etwa doppelt so hoch ausfallen“, so Henle. Das liege am zunehmend geringeren Heizenergiebedarf in den Gebäuden und somit dem sinkenden Strombedarf der Wärmepumpe. Vor allem in den kälteren Monaten mache sich das durch eine höhere Autarkie bemerkbar.
Wirtschaftlichkeit der Anlagenkombination
Polarstern weist auch darauf hin, dass die Vergütungssätze für selbst erzeugten Strom, der ins Stromnetz eingespeist wird, im Zehnjahres-Vergleich auf ein Drittel gesunken seien. Das mache den Eigenverbrauch des Solarstroms umso wirtschaftlicher. Und genau ihn steigerten Wärmepumpen deutlich. Ein KfW-Effizienzhaus mit PV-Anlage, Stromspeicher und Wärmepumpe erziele im Jahresmittel einen dreimal höheren Eigenverbrauch verglichen zu einem Haus nur mit PV-Anlage.
Haushalte, die ihre Strom- und Wärmeversorgung mittels PV-Anlage, Speicher und Wärmepumpe verknüpfen, haben nach den Berechnungen von Polarstern pro Jahr externe Stromkosten, die deutlich unter den Energiekosten eines vergleichbaren Einfamilienhauses mit Gas-Brennwertheizung liegen. Auch die CO2-Emissionen seien um mehr als zwei Tonnen niedriger.
Kommunikation ideal über Smart Meter, Energie-Management-Systeme und steuerbare Wärmepumpen
Die einfachste Möglichkeit, PV-Anlage und Wärmepumpe zu vernetzen, sei die Steuerung über den Wechselrichter, idealer sei die Kommunikation von PV-Anlage und Wärmepumpe über Smart Meter, Energie-Management-Systeme und steuerbare Wärmepumpen. Anstelle eines festen Schwellenwertes wie bei der Steuerung über Wechselrichter wird hier basierend auf dem tatsächlichen Strombedarf die Wärmepumpe geregelt. Anders ausgedrückt, sei der verfügbare und nicht der erzeugte Solarstrom ausschlaggebend. Damit sei die eigene Stromversorgung noch einmal effizienter.
Neben der Anlagenkommunikation könne der Autarkiegrad weiter verbessert werden durch die Nachtabsenkung des Heizungssystems und den sogenannten modulierenden Betrieb der Wärmepumpe, damit werde etwa das energieintensive Takten der Heizung vermieden.
Wärmepumpe zur Erzeugung von Brauchwasser und als Klimaanlage
Im Unterschied zu Heizwärmepumpen sei der Strombedarf von Brauchwasserwärmepumpen ganzjährig relativ konstant und damit noch einmal besser auf die Solarstromerzeugung ausgerichtet. Denn bei Heizwärmepumpen sind, so Polarstern, Wärmebedarf und PV-Stromerzeugung tendenziell gegenläufig, das heißt, es wird vor allem dann viel Strom produziert, wenn ein geringer Heizbedarf besteht.
Das sei bei Brauchwasserwärmepumpen anders. Auch Wärmepumpen, die gleichzeitig als Klimaanlage dienen, hätten einen positiven Einfluss auf den Eigenverbrauch. Schließlich nutzten sie den Solarstrom sowohl zum Heizen im Winter, als auch zum Kühlen im Sommer.
Wärmepumpentechnologie kann Potenzial für erfolgreiche Wärmewende nicht voll entfalten