Sektorenkopplung im Mieterstrom: Wärmepumpen und PV-Anlagen

Effiziente Energiekonzepte beinhalten immer häufiger Mieterstromlösungen, bei denen Strom- und Wärmeversorgung kombiniert werden. Das rechnet sich für den Immobilienbesitzer mehrfach: Er erfüllt hohe Förderkriterien, steigert den Eigenverbrauch des erzeugten Stroms und spart noch mehr Energiekosten. Allgemein ergeben sich mit einem integrierten Energiekonzept größere Förder- und Einsparpotenziale als bei singulärer Betrachtung.

Während im Neubau vor allem der Wunsch, selbst Energie zu erzeugen, im Mittelpunkt steht, ist es in Bestandsgebäuden oft die Modernisierung der Heizungsanlage, die den Impuls gibt, Strom- und Wärmeversorgung im Mieterstrom zu kombinieren.

Sektorenkopplung von Strom und Wärme

Der Klassiker im Mieterstrom ist die Kombination einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) mit einem Blockheizkraftwerk (BHKW). Das erfordert jedoch eine kontinuierlich hohe Wärmeabnahme und damit große Gebäude. Eine alternative Möglichkeit gerade bei neuen und sanierten Gebäuden ist die Verbindung einer PV-Anlage mit einer Wärmepumpe.

Der Wärmebedarf kann inzwischen bei guter Dämmung auch im Winter ausreichend von einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, der am meisten verbreiteten Wärmepumpenart, gestellt werden; und das bei kleineren sowie bei größeren Gebäude mit mehr als hundert Wohnungen.

 

Inhalt:

 

Primärenergiefaktor verbessern

Bei KfW-Effizienzhäusern, Passivhäusern und Plusenergiegebäuden erleichtert die kombinierte Anlagentechnik, den geforderten Primärenergiefaktor zu erreichen. Schließlich erhält die Wärmepumpe den benötigten Strom zum Teil von der Solaranlage auf dem Dach. Der Rest kommt aus dem öffentlichen Netz. Weil hier der Anteil erneuerbarer Energien am deutschen Strommix bei über 38 Prozent liegt, reicht das oftmals schon aus, um den Primärenergiefaktor zu erfüllen.*

 

Versorgungskonzept

Der Strom aus der PV-Anlage wird zunächst zur Stromversorgung der Mieter genutzt und in zweiter Linie für den Betrieb der Wärmepumpe. Schließlich ist die Wärmepumpe durch ihren Pufferspeicher, bei der Stromversorgung deutlich flexibler, als der Strombedarf von Mietern, der direkt gestillt werden muss. Mit ihrem Speicher steigert die Wärmepumpe somit am Ende den Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms.

Steuerung der Wärmepumpe über SG-Ready

Gesteuert wird die Wärmepumpe über die SG-Ready (smartgrid-ready) Schnittstelle zum Energie-Management-System, wo die benötigen Primärdaten der Energieerzeugungsanlagen über Smart Meter oder direkt von den Wechselrichtern der PV-Anlage zusammenlaufen.

So verhindert die Wärmepumpe zum Beispiel in den Sommermonaten, dass es zu einer Wirkleistungsbegrenzung der PV-Anlage kommt. Wenn also in den Mittagsstunden sehr viel Strom erzeugt wird, der jedoch nicht direkt genutzt werden kann, wird damit in der Wärmepumpe Warmwasser erzeugt. Die Wärmepumpe wird quasi zum Speicher.

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Mieterstrom-Beispiel

Im Falle eines Neubaus in München realisiert Polarstern ein Mieterstromkonzept mit einer PV-Anlage und zwei Wärmepumpen. Das hat den Vorteil, dass eine kleinere Wärmepumpe ganzjährig für die Warmwasserversorgung in Betrieb ist, während die größere Wärmepumpe nur bei kalten Tagen zum Heizen läuft.

Dieser effiziente Betrieb reduziert den Strombedarf der Wärmepumpen. Zum Einsatz kommen beim genannten Mieterstromobjekt Sole-Wasser-Wärmepumpen. Sie arbeiten Sommer wie Winter gleichermaßen effizient, da ihre Wärmequelle, das Erdreich, konstante Temperaturen aufweist.

Besonderheiten bei Mieterstrom mit Photovoltaikanlage und Wärmepumpe

Werden wie in diesem Fall PV-Anlage und Wärmepumpe in einem Mieterstromprojekt genutzt, ist der Betreiber der Anlagen am besten identisch. Dadurch kann er den selbst erzeugten Strom zur Mieterstromversorgung nutzen und dafür die Direktförderung beantragen.

Den restlichen, lokal erzeugten Strom nutzt er entweder im Eigenverbrauch für die Wärmepumpe, dafür entfällt dann hier anteilig die EEG-Umlage, oder er speist ihn ins öffentliche Netz. Das bekommt er dann mit der EEG-Einspeisevergütung vergütet. Damit ergeben sich drei finanzielle Vorteile für den Immobilienbesitzer und Anlagenbetreiber.

 

Herausforderungen und Chancen in der Umsetzung der Anlagenkombination

Wie bei den meisten kombinierten Anlagentechniken ist eine individuelle Abklärung mit dem Verteilnetzbetreiber erforderlich. Er muss das Messkonzept genehmigen. Es lohnt sich zu prüfen, ob die Wärmepumpe als unterbrechbare Verbrauchseinheit beliefert werden kann. In diesem Fall muss das etwa bei der Auslegung des Pufferspeichers berücksichtigt werden.

Mit der Installation einer Wärmepumpe und ihrer Integration im Mieterstromkonzept haben Immobilienbesitzer zusätzliche Einsatzmöglichkeiten. Sie verbessern die Wirtschaftlichkeit der Investition. Perspektivisch sind Netzdienstleistungen im Sinne negativer Regelleistung denkbar.

* Zur Berechnung des Primärenergiefaktors wird immer der deutschlandweite Strommix herangezogen, auch wenn jemand plant, Ökostrom zu beziehen.

Bild: (c) RVI GmbH.

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