Wärmepumpe und PV-Anlage: Technische Voraussetzungen für eine optimale Kombination
Wärmepumpe und PV-Anlage: Technische Voraussetzungen für eine optimale Kombination
Die Kombination von Photovoltaikanlage und Wärmepumpe ermöglicht es, Eigenstrom effizient zu nutzen und CO₂ zu reduzieren, erfordert jedoch die Erfüllung bestimmter technischer Anforderungen.
- Blog
- Experte - Techniker
In diesem Blogbeitrag geben wir Ihnen einen Überblick über die nötigen Anschlüsse, Steuerungssysteme und Speicherlösungen sowie Tipps zur Dimensionierung der PV-Anlage:
- Welche technischen Voraussetzungen gibt es für den Betrieb einer Wärmepumpe mit PV-Anlage?
- Welche Rolle spielen Speichersysteme bei der Kombination Wärmepumpe mit PV-Anlage?
- Vor- und Nachteile der verschiedenen Speichersysteme
- Wie dimensioniere ich eine PV-Anlage für den Betrieb mit einer Wärmepumpe?
- Kann die Hoval-Wärmepumpe mit allen PV-Anlagen kombiniert werden?
Welche technischen Voraussetzungen gibt es für den Betrieb einer Wärmepumpe mit PV-Anlage
Damit eine Wärmepumpe den überschüssigen Solarstrom der PV-Anlage nutzen kann, ist eine reibungslose Kommunikation zwischen den beiden Systemen essenziell. Hoval bietet hierfür Lösungen, die je nach Systemumgebung und Anforderungen gewählt werden können:
Variante 1: Smart-Grid über Eingangskontakte
Die einfachste Möglichkeit, eine Wärmepumpe in ein PV-System zu integrieren, ist die Nutzung von Eingangskontakten (VE1, VE2) des Wärmeerzeugermoduls (WEZ). Dadurch lassen sich vier Betriebszustände steuern:
• Normalbetrieb
• Vorzugsbetrieb (bevorzugte Nutzung von Solarstrom)
• Sperrbetrieb (keine Nutzung von PV-Strom)
• Abnahmezwang (zwingender Verbrauch von PV-Strom)
Mit dieser Lösung können sowohl Heizkreise als auch Warmwasser- und Pufferspeicher effizient angesteuert werden.
Variante 2: Smart-Grid über externe Leistungsvorgabe (0-10 V)
Eine feinere Steuerung ermöglicht der Kontakt VE10V, der über ein 0-10V-Signal angesteuert wird. Diese Lösung erlaubt:
• Die Einstellung von Schwellenwerten für Vorzugsbetrieb oder Abnahmezwang.
• Die Begrenzung der Leistungsaufnahme der Wärmepumpe, um eine Überlastung des Systems zu verhindern.
Auch hier sind die Betriebszustände „Normalbetrieb“, „Vorzugsbetrieb“ und „Abnahmezwang“ möglich.
Variante 3: EnergyManager PV smart
Der EnergyManager PV smart arbeitet über das HovalConnect-Gateway und bietet folgende Vorteile:
• Integration von Online-Wetterdaten, um den Energieverbrauch besser zu planen.
• Flexible Einstellung von Schwellenwerte für die Sonneneinstrahlung.
• Kompatibilität mit jeder Wärmepumpe mit TTE (TopTronicE) und jeder PV-Anlage.
Ein großer Pluspunkt: Ein unbeabsichtigter Betrieb von Heizeinsätzen kann vermieden werden. Durch die Softwarebasis ist jede PV-Anlage kompatibel.
Welche Rolle spielen Speichersysteme bei der Kombination Wärmepumpe mit PV-Anlage?
Systeme wie ein Warmwasser-/Pufferspeicher sind essenzieller Bestandteil der Kombination einer Wärmepumpe mit PV.
Ein Pufferspeicher für die Wärmepumpe sowie ein Batteriespeicher für eine PV-Anlage ist ein essenzieller Bestandteil. Während im Pufferspeicher der Wärmepumpe der erzeugte Solarstrom in Form von Wärme gespeichert wird, wird er in einem Batteriespeicher direkt gespeichert.
Beide, der Batteriespeicher und der Heizungspuffer, sorgen für eine zeitliche Überbrückung, um die Energie zu einem späteren Zeitpunkt zu benutzen. E-Heizstäbe wandeln den überschüssigen Strom in Wärme um, die dann in einem Puffer- oder Warmwasserspeicher gespeichert wird.
Vor- und Nachteile der verschiedenen Speichertechnologien
Batteriespeicher:
- Vorteil: Flexibilität in der Nutzung des gespeicherten Stroms für verschiedene Verbraucher.
- Nachteil: Höhere Investitionskosten und längere Amortisationszeit im Vergleich zu thermischen Speichern.
Warmwasser- oder Pufferspeicher:
- Vorteil: Geringere Kosten und schnellere Amortisation.
- Nachteil: Der erzeugte Strom kann ausschließlich in Wärme umgewandelt und nicht für elektrische Geräte verwendet werden.
Wie dimensioniere ich eine PV-Anlage für den Betrieb mit einer Wärmepumpe?
Die richtige Dimensionierung der PV-Anlage hängt von mehreren Faktoren ab:
• Investitionsbudget und verfügbare Dachfläche.
• Ausrichtung und Neigung der Dachfläche.
• Ziel: Hoher Eigenverbrauch oder hoher Autarkiegrad?
Ein bewährter Ansatz ist, die Größe der PV-Anlage etwas kleiner zu wählen als der geschätzte Endenergieverbrauch des Gebäudes.
Die Dimensionierung der Wärmepumpe mit PV-Anlage lässt sich einfach berechnen.
Beispielrechnung:
Haushaltsstromverbrauch von 3.500 kWh/Jahr + Energiebedarf der Wärmepumpe von 5.000 kWh/Jahr = Gesamtenergieverbrauch: 8.500 kWh/Jahr
Empfehlung: Eine PV-Anlage mit ca. 8 kWp wäre in diesem Fall eine sinnvolle Wahl, wobei individuelle Ziele und finanzielle Möglichkeiten natürlich berücksichtigt werden sollten.
Kann die Hoval-Wärmepumpe mit allen PV-Anlagen kombiniert werden?
Ja, grundsätzlich kann die Hoval-Wärmepumpe mit PV-Anlagen jedes Herstellers kombiniert werden. Die entscheidende Schnittstelle ist der Wechselrichter oder das Batteriespeichersystem. Beide Komponenten müssen in der Lage sein, mit der Wärmepumpe zu kommunizieren.
Viele Batteriespeichersysteme verfügen bereits über ein integriertes Energiemanagement oder können mit dem Energiemanagementsystem des Wechselrichters zusammenarbeiten. Auf diese Weise lässt sich die Hoval-Wärmepumpe problemlos über die Smart-Grid-Kontakte einbinden. Über das Bedienmodul können dann zudem Schwellenwerte für die Sonneneinstrahlung eingestellt werden.
In Verbindung mit dem HovalConnect-Gateway können außerdem Online-Wetterdaten abgerufen und in die Steuerung der Wärmepumpe integriert werden.
Kein Energiemanager oder Stromzähler vorhanden:
- Smart-Grid über Eingangskontakte oder EnergyManager PV smart.
Externer Energiemanager vorhanden (z. B. Loxone):
- Smart-Grid über 0-10 V oder Eingangskontakte.
Batteriespeichersystem vorhanden:
- Wärmepumpe wird in der Regel über Smart-Grid Eingangskontakte gesteuert, da diese Speicher oft ein integriertes Energiemanagement besitzen.
Grundsätzlich müssen PV-Anlage und Speichersystem in der Lage sein, mit der Wärmepumpe zu kommunizieren.
Veröffentlicht im Dezember 2024.
Zum Weiterlesen:
Vorteile einer Wärmepumpe in Kombination mit Photovoltaikanlage
COP, JAZ, GWP & Co.: Was bedeuten diese technischen Kennzahlen bei Wärmepumpen?
Die Farbe unserer Wärmepumpe: DB 703 FS
Referenzen: