Wärmepumpe und weitere grosse Verbraucher

Wärmepumpe und Photovoltaik – eine perfekte Kombination

Bei einer Eigenverbrauchsoptimierung ist es wichtig, die grössten Verbraucher zu berücksichtigen. Heutzutage sind dies üblicherweise die Wärmepumpe, das Warmwasser und die E-Ladestation. In diesem Beitrag wird auf die Integration der Wärmepumpe näher eingegangen. 

 

Bei dieser gibt es von Installateuren heute leider immer noch die Aussage, dass eine Integration mit einer PV-Anlage nicht gut funktioniert. Als Gründe werden angegeben, es gäbe keine guten Schnittstellen, bringe nicht viel Mehrwert oder die Wärmepumpen hätten aufgrund von vielen Einschaltzyklen eine verkürzte Lebensdauer. Diese und weitere Gründe kann man heutzutage klar verneinen, sofern es sich bei der zu integrierenden Wärmepumpe nicht um ein sehr altes Gerät handelt. Die Berücksichtigung der Wärmepumpe bei der Eigenverbrauchsoptimierung ist sogar sehr zu empfehlen, da es dank den gut isolierten Häusern möglich ist, Energie im Gebäude zu speichern. Damit erreicht man, dass in der Nacht weniger und in der Übergangszeit teils gar nicht geheizt werden muss. Bei einem durchschnittlichen EFH können dadurch in der Übergangszeit ca. 10kWh von der Nacht auf den Tag geschoben und eine bessere Autarkie erreicht werden. Vereinfacht gesagt wird am Tag auf eine etwas höhere Temperatur geheizt und am Morgen eine etwas tiefere Temperatur toleriert – dies natürlich in einem Rahmen, dass der Komfort noch gegeben ist. Zusätzlich berücksichtigt der Solar Manager auch den Niedertarif und mit auf Machine Learning basierten Produktionsprognosen wird eine noch spezifischere Anpassung entsprechend der Produktion möglich. Als Schnittstelle setzt der Solar Manager auf das Netzwerk (LAN), über das eine dynamische Ansteuerung der Wärmepumpe möglich wird. 

 

Erfahrungswerte von bereits über 500 mittels dem Solar Manager integrierten Wärmepumpen zeigen, dass mit der verbreiteten Schnittstelle über Relaiskontakte (SG-Ready), die vom Solar Manager ebenfalls unterstützt wird, wesentlich tiefere Autarkiewerte erreicht werden.  

 

Bei der Warmwasseraufbereitung mittels einer Wärmepumpe ist ausserdem darauf zu achten, dass nicht bis zur maximal möglichen von der Wärmepumpe unterstützten Wassertemperatur geheizt wird. In diesem Bereich ist die Effizienz der Wärmepumpe niedriger und der Verschleiss höher, was die Lebensdauer verkürzen kann. Wir empfehlen eine Warmwasseraufbereitung mit der Wärmepumpe bis maximal 50°C und für höhere Temperaturen zusätzlich mit Heizeinsätzen zu arbeiten, die vom Solar Manager ebenfalls optimiert angesteuert werden.

Es braucht einen Master im System für eine korrekte Priorisierung

Alle angesteuerten Verbraucher (Wärmepumpe, E-Ladestation, …) sollten unbedingt von EINEM zentralen EMS wie dem Solar Manager überwacht, geregelt und priorisiert werden. Gewisse Hersteller bieten Verbraucher an, die eine eigene, lokale Optimierung eingebaut haben. Diese kommen meist mit einem eigenen Smart Meter, der die Rückspeisung der Photovoltaik Anlage ins Netz überwacht. Wird mehr eingespiesen, kann mehr verbraucht werden. Das wird dann vom entsprechenden Verbraucher so geregelt. Sind mehrere solche lokal optimierten Verbraucher im Einsatz, kommunizieren diese nicht miteinander und können gegeneinander nicht priorisiert werden. Das hat zur Folge, dass eine langsame Wärmepumpe mit einer eigenen Optimierung immer am Schluss mit Überschussstrom versorgt wird, obwohl sie von der Effizienz her eine hohe Priorität haben sollte. Dazu kommt, dass solche Systeme instabil werden können und einander im Sekundentakt den Strom hin und her schieben. Schlussendlich sind solche Systeme mit mehreren lokalen Optimierungen unnötig teuer, da für jeden Verbraucher ein Smart Meter installiert werden muss. Aus all diesen Gründen ist ein zentrales EMS wie der Solar Manager, das als Master fungiert, sehr wichtig.  

Proprietäre Einzelsysteme mit beschränkter Erweiterbarkeit

Grössere Hersteller von Komponenten, die für eine PV-Anlage notwendig sind (z.B. Wechselrichter) stellen proprietäre, geschlossene Optimierungs-Systeme zur Verfügung, welche mit keinen oder wenigen zusätzlichen Komponenten kompatibel sind. So wird zum Beispiel häufig nur eine bestimmte E-Ladestation unterstützt. Leider ist der Kunde in solchen Fällen in der Anzahl Features und Komponenten, mit welchen das System später erweitert werden kann, stark eingeschränkt. So kann er als Folge davon beispielsweise nicht seine Wunschladestation oder eine bestimmte Wärmepumpe, die gut auf den Wärmebedarf des Gebäudes passen würde, auswählen. Aus diesem Grund sollte beim Kauf einer Eigenverbrauchsoptimierung darauf geachtet werden, ein eigenständiges EMS mit offenen Schnittstellen zu erwerben, welches nicht nur mit wenigen ausgewählten Produkten kompatibel ist. Damit ist es möglich, den Eigenverbrauch optimal auf das Gebäude und die Bedürfnisse abzustimmen. Über Schnittstellen (APIs) des EMS Systems kann der Funktionsumfang nochmals erweitert werden. Zum Beispiel ist es damit beim Solar Manager möglich, einen Bodenheizverteiler anzusteuern, der in ein separates Smart Home System eingebunden ist. 

Eine App für alles

Das zentrale Element eines modernen Energie Management Systems ist eine App, die über alles rund um Energieverbrauch und -produktion informiert und dem Benutzer auf einfache Weise erlaubt, seine Bedürfnisse dem System mitzuteilen. Zum Beispiel: ‘’Ich habe morgen einen externen Termin und die Batterie meines Autos soll voll sein’’ Oder: ‘’Ich möchte mein Auto nur mit Solarstrom laden’’. Oder: ‘’Mir ist wichtig, dass der verfügbare Solarstrom zuerst für Warmwasser verwendet wird und erst danach für das Elektroauto’’. Die Solar Manager App bietet dem Kunden all diese individuellen Wünsche auf einfachste Weise.  

Mit dem Solar Manager hat dieser Kunde während einer Woche im April einen Autarkiegrad von über 80% erreicht und das ohne Batteriespeicher. Dabei wird durch eine intelligente Ansteuerung der Wärmepumpe das Haus tagsüber geheizt und Energie im Gebäude gespeichert. Dieses Beispiel zeigt, dass die Kopplung von PV-Anlage und Wärmepumpe gerade im Frühling und Herbst enorm wichtig ist.