PV-Anlage und Wärmepumpe ­kombiniert

Bei steigenden Energiepreisen gehen immer mehr Anlagenbetreiber dazu über, den Strom aus der Solaranlage selbst zu nutzen und sich damit ein Stück weit unabhängig vom Energieversorger zu machen. Möglich ist das über Batteriespeicher, eine andere Überlegung ist, PV-Anlagen mit einer Wärmepumpe zu kombinieren.

Während in den vergangenen Jahren eine Solaranlage primär als sichere Geldanlage betrachtet wurde, gehen immer mehr Anlagenbetreiber dazu über, den Strom vom Dach selbst zu nutzen. Die Preise für Strom vom Energieversorger steigen stetig, so dass es mittlerweile wirtschaftlicher ist, den regenerativ erzeugten Strom selbst zu verbrauchen, statt ihn ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Da die Sonne nicht rund um die Uhr scheint und es natürliche Grenzen gibt, den Energiebedarf komplett aus einer Photovoltaikanlage zu decken, sollte idealerweise eine Möglichkeit zur Verfügung stehen, den Strom zu speichern, um ihn bei Bedarf abrufen zu können. Langfristig werden Batteriespeicher diese Aufgabe übernehmen, 2012 haben verschiedene Anbieter die ersten Speicherlösungen auf den Markt gebracht.

Centrosolar hat aber schon vor geraumer Zeit, als klassische Batteriespeicher noch nicht marktreif waren, ein alternatives System entwickelt, das sich Cenpac plus nennt. Dabei wird eine Solaranlage mit einer Wärmepumpe kombiniert. Der Speicher der Warmwasser-Wärmepumpe dient dabei als Energiespeicher. So kann der durch eine Photovoltaikanlage erzeugte Strom in Form von Wärmeenergie gespeichert und bei Bedarf direkt am Ort der Entstehung verbraucht werden. Die intelligente Kombination beider Geräte sorgt dafür, dass der Betreiber einen hohen Anteil des auf dem Hausdach produzierten Stroms selbst nutzen kann und er unabhängiger vom Energieversorger wird.

Energiemanager regelt das Zusammenspiel zwischen Quelle und Abnehmer

Kernstück der Anlage ist ein Energiemanager, der das Zusammenspiel der Photovoltaikanlage und der Wärmepumpe regelt. Der Energiemanager steuert den Stromverbrauch des Systems und sorgt dafür, dass der benötigte Strom in sonnenreichen Stunden abgerufen wird. Auf diesem Weg kann mehr als die Hälfte des Stroms durch die Solaranlage umweltfreundlich selbst produziert werden. Der Solarstrom ersetzt so den Strom aus der Steckdose.

Centrosolar setzt in der neuen Eigenverbrauchslösung das Photovoltaik-Komplettsystem Cenpac 3.x ein, das aus 16 Modulen mit einer Gesamtleistung von über drei Kilowatt Peak besteht. Die Warmwasser-Wärmepumpe kommt von Glen Dimplex. Sie nutzt die in der Umgebungsluft vorhandene Energie als Wärmequelle und erhitzt damit das Wasser zum Duschen, Baden oder Spülen bis 60 °C. Der Anteil der aus der Umgebungsluft genutzten Energie liegt bei bis etwa 70 Prozent. Der gut isolierte Warmwasserspeicher in der Wärmepumpe dient gleichzeitig als Energiespeicher. Dadurch erhöht sich der Anteil des selbst produzierten Stroms, der nicht in das öffentliche Netz eingespeist wird, signifikant. Das System verfügt über einen 300 Liter Speicher (für einen durchschnittlichen 3 bis 4-Personen Haushalt).

Klassischerweise denkt der Verbraucher beim Stichwort „warmes Wasser aus Sonnenenergie“ an eine Solarthermieanlage. Bei diesem System aber wird die Photovoltaikanlage im Zusammenspiel mit einer Warmwasser-Wärmepumpe genutzt. Das bietet sich vor allem beim Neubau an.

Und diese Speicherlösung soll nicht nur eine Übergangstechnologie sein, sondern auch langfristig ein Baustein. „Wir sehen den klassischen Batteriespeicher als Ergänzung zu unserem System. Beide Systeme für sich haben Ihre Berechtigung. Langfristig wird unser System Cenpac plus selbst noch durch ein Speichersystem ergänzt werden“, sagt Sebastian Voigt, Produktmanager für Energiesysteme bei Centrosolar.

Mit PV-Strom wird der Warmwasserbedarf über weite Strecken gedeckt

Generell ist durch bessere Dämmung der Häuser eine Verschiebung der Energiemengen von Heizung zu Warmwasser zu beobachten. Die Heizungsenergiemengen werden durch bessere Dämmung weniger, der Warmwasserbedarf bleibt demgegenüber relativ konstant und ist nur von der Personenzahl abhängig.

Die einfachere Installation und voneinander losgelöste Auslegung der Anlagenkomponenten sind gute Gründe für die Kombination einer PV-Anlage mit einer Warmwasser-Wärmepumpe. Die Wärmepumpe kann im Keller aufgestellt werden. Die zentrale Warmwasserleitung wird von dem vorhandenen Heizkessel abgetrennt und an die Wärmepumpe angeschlossen. Die Kombination ermöglicht eine vollständige Deckung des Warmwasserbedarfs im Sommer sowie in den Übergangszeiten. Der Heizkessel, der ausschließlich für die Beheizung des Gebäudes zuständig ist, kann im Sommer komplett abgeschaltet werden. Wer mehr will, kann eine Pelletsheizung ergänzen und erreicht so leichter den Status Plusenergiehaus. Für derartige Kombinationen mit weiteren Wärmeerzeugern sind ein Zusatzwärmetauscher im Speicher sowie die passende Regelungstechnik bereits integriert. Die Wärmepumpe kann zudem an beliebiger Stelle in das vorhandene Warmwassernetz integriert werden, was insbesondere im Altbau von Vorteil ist. Hierbei entfällt das Aufstemmen von Wänden und Decken für die Verrohrung der Wärmeleitungen. Die Pumpe wandelt jede Kilowattstunde Strom in drei bis vier Kilowattstunden Wärme um. Ist in sonnenreichen Zeiten zu viel Strom da, kann der von der Wärmepumpe nicht genutzte Photovoltaikstrom zu jeder Zeit von jedem anderen elektrischen Verbraucher im Haushalt abgenommen oder zu festen Vergütungssätzen ins Netz eingespeist werden.

„Cenpac plus ist nicht nur wirtschaftlich, sondern auch energetisch sinnvoll. Wäre das nicht der Fall, wäre keine Förderung gemäß der Energieeinsparverordnung möglich“, sagt Sebastian Voigt und ergänzt: „Durch den Einsatz von Cenpac plus verbessert sich die gesamte Gebäudeenergiebilanz erheblich.“

Fazit

Die intelligente Kombination einer Photovoltaikanlage mit einer Warmwasser-Wärmepumpe sorgt dafür, dass der Betreiber einen größeren Anteil des auf dem Hausdach produzierten Stroms selbst nutzen kann. Er wird unabhängiger vom Energieversorger und spart Strombezugskosten. Gerade im Hinblick auf die aktuelle Energiediskussion ist dies ein weiterer Vorteil der Photovoltaik als dezentralste aller Energieformen. Die direkte Abnahme des Stroms vor Ort schont die Netze und vermeidet Leitungsneubauten. Das zukunftsweisende System kommt dem Ziel des energieautarken Haushaltes, welcher sich komplett selbst versorgen kann, einen Schritt näher. Der Übergang zu eigenverbrauchsoptimierten Anlagengrößen und weg von der typischen Vollbelegung der ganzen Dachfläche hat begonnen.

Autorin

Manuela Jakobi ist Pressesprecherin bei Centrosolar in Paderborn.

Bei der Wärmepumpen-Lösung wird Strom in warmes Wasser umgewandelt

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