Optimierung des Eigenverbrauchs
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.
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.
Optimierung des Eigenverbrauchs
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.
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. Stiebel Eltron bietet dafür drei Lösungswege an:
die SG-Ready-Anwendung (schwellwertbasierte Lösung),
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. Eine solche Lösung ist mit dem Stiebel-Eltron-Internet-Service-Gateway, das speziell für Heizungswärmepumpen entwickelt wurde, problemlos möglich. 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.
SG-Ready-Anwendungen (schwellwertbasierte Lösungen)
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.
SG-Ready-Anwendung mit der Warmwasser-Wärmepumpe WWK
Die WWK 220 / 300 electronic von STIEBEL ELTRON 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.
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.
Bei dieser Anwendung wird die WWK 220 / 300 electronic fest an das Netz angeschlossen.
Das Relais im Wechselrichter muss folgende Anforderungen erfüllen:
Potentialfreies Relais (240 V AC / 24 V DC, 1 A) mit Schließer
Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen und Normen für Schutzkleinspannung
Der Schaltausgang muss so programmierbar sein, dass beim Über- oder Unterschreiten bestimmter Grenzwerte (Leistungsabgabe des Wechselrichters) das Relais schließt bzw. öffnet.
Firmenkontakt und Herausgeber der Meldung:
Stiebel Eltron GmbH & Co. KG
Dr.-Stiebel-Straße 33
37603 Holzminden
Telefon: +49 (5531) 70290091
Telefax: 05531-70295106
http://www.stiebel-eltron.de
Ansprechpartner:
Michael Birke
Leiter
+49 (5531) 70295-684
Dateianlagen:
Installationsübersicht SG-Ready (Schwellwertschaltung) mit WWK 220/300 electronic von STIEBEL ELTRON