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Kaskadenschaltung: Wärmepumpe und Photovoltaik richtig messen
Wer Wärmepumpe und Photovoltaik miteinander verbinden möchte, stößt schnell auf ein Dilemma. Das gilt zumindest dann, wenn man auch einen günstigen Wärmepumpentarif bei seinem Stromversorger abschließen möchte. Denn der setzt einen eigenen Zähler voraus. Parallel zum Haushaltsstromzähler trennt dieser beider Netze allerdings so, dass der Strom vom Dach physisch nicht zur Wärmepumpe gelangt. Die Lösung ist ein angepasstes Messkonzept. Experten sprechen dabei auch von einer Kaskadenschaltung mit Wärmepumpe und PV-Anlage. Wie das funktioniert und welche Vorteile es bietet, erklären wir in den folgenden Abschnitten.
Stromverbrauch der Wärmepumpe messen: Typische Konzepte
Wärmepumpen nutzen elektrische Energie, um Wärme aus der Umwelt zum Heizen nutzbar zu machen. Um die Heizkosten bestimmen und abrechnen zu können, erfassen Versorger dabei den Stromverbrauch der Anlage. Möglich ist das mit verschiedenen Messkonzepten. Die folgende Übersicht zeigt zwei typische Anordnungen:
- Messung über Haushaltsstromzähler: Die einfachste Lösung zum Anschluss der Wärmepumpenheizung. Der Strom wird dabei vom Haushaltsstromzähler erfasst und über den normalen Stromtarif abgerechnet. Befindet sich eine Photovoltaikanlage auf dem Dach, verbraucht die Heizung den Strom dieser zuerst, bevor sie elektrische Energie aus dem Netz bezieht. Eigene Wärmepumpenstromtarife sind allerdings nicht möglich, da sich der Verbrauch der Heizung nicht genau bestimmen lässt.
- Messung über eigenen Heizstromzähler: Ein zweiter Zähler ermöglicht es, den Wärmepumpenstrom separat zu erfassen und abzurechnen. Das ist die Voraussetzung für einen günstigen Wärmepumpenstromtarif. Parallel zum Haushaltsstromzähler angeordnet, trennt der Wärmepumpenzähler die Heizung allerdings vom übrigen Netz. Strom einer Photovoltaikanlage lässt sich damit nicht direkt verbrauchen.
Ein Kompromiss beider Lösungen stellt die Kaskadenschaltung von Wärmepumpe und PV-Anlage dar. Hier arbeiten Haushalts- und Wärmepumpenstromzähler hintereinander (in einer Kaskade), um alle Verbräuche genau zu erfassen. Sinnvoll ist die aufwendigere Installation, da Sie so einen Wärmepumpenstromtarif abschließen und elektrische Energie der Photovoltaikanlage nutzen können.
Übrigens: Von einer Kaskadenschaltung bei Wärmepumpen ist auch dann die Rede, wenn Installateure mehrere Heizgeräte hintereinander anordnen. Eine Regelung schaltet die einzelnen Geräte dann bedarfsgerecht zu oder ab, um einen möglichst großen Leistungsbereich flexibel abdecken zu können. Möchten Sie mehr darüber erfahren, empfehlen wir unseren Beitrag zur Kaskadierung der Heizung.
Kaskadenschaltung: Wärmepumpe und PV-Anlage verbinden
Wie einleitend beschrieben, stellt die Kaskadenmessung einen Kompromiss aus eigenem Wärmepumpenzähler und Haushaltsstromzähler dar. Denn beide sind bei der Kaskadenschaltung von Wärmepumpe und PV-Anlage im Schaltplan hintereinander angeordnet. Ausgehend von den Verbrauchsgeräten im Haus ist das Messkonzept dabei wie folgt aufgebaut:
- Eine PV-Anlage erzeugt Strom und speist diesen in das Hausnetz ein. Befindet sich in der Kaskadenschaltung aus Wärmepumpe und Photovoltaik auch ein Speicher, kann dieser Strom einlagern und zeitversetzt abgeben, um den Eigenverbrauch zu steigern.
- Verbrauchsgeräte verbrauchen Strom aus PV-Anlage und Stromnetz.
- Ein Zähler erfasst die im Haushalt verbrauchte elektrische Energie.
- Die Wärmepumpe verbraucht Strom aus PV-Anlage und Stromnetz.
- Ein Zähler erfasst alle verbrauchten und eingespeisten Strommengen.
Beim ersten Zähler (3) handelt es sich um einen konventionellen digitalen Stromzähler mit Rücklaufsperre. Der zweite, auf der Netzseite installierte Zähler (5), ist hingegen ein Zweirichtungszähler. Um den Stromverbrauch der Wärmepumpe zu erfassen, ziehen Versorger nun den Stand des Zweirichtungszählers (5) vom Stand des Haushaltszählers (3) ab.
Werden bei der Kaskadenschaltung die Zähler wie hier beschrieben angeordnet, kann die Wärmepumpe sowohl Strom der PV-Anlage als auch Wärmepumpenstrom aus einem eigenen Tarif beziehen.
Wichtig zu wissen: Möchten Sie die Kaskadenschaltung für Wärmepumpe und PV-Anlage wie hier beschrieben nutzen, müssen Sie das beim Netzbetreiber beantragen. Dieser genehmigt das Messkonzept und stellt die Zähler zur PV-Kaskadenschaltung zur Verfügung. Fachhandwerker für Elektrotechnik bauen diese dann ein.
Vor- und Nachteile: Wann ist die Kaskadenschaltung sinnvoll?
Der größte Vorteil besteht darin, dass Sie dank Kaskadenschaltung für Wärmepumpe und PV-Anlage weder auf den Eigenverbrauch des PV-Stroms noch auf einen günstigen Wärmepumpenstromtarif verzichten müssen. Das senkt den Strombezug aus dem Netz und hilft dabei, Heizkosten einzusparen. Beachten sollten Sie aber, dass durch den zweiten Zähler und die aufwendigere Installation höhere Kosten auf Sie zukommen. Diese können die Einsparungen ausgleichen und letztlich zu höheren Ausgaben führen.
Wirtschaftlichkeit individuell prüfen
Ob die Kaskadenschaltung von Wärmepumpe und Photovoltaik sinnvoll ist, müssen Sie daher immer im individuellen Einzelfall klären. Wirtschaftlich ist die Lösung häufig, wenn Sie:
- Viel Strom mit der Wärmepumpe verbrauchen und
- auch in der Heizperiode viel Strom vom Dach ernten.
Unser Tipp: Lassen Sie sich zunächst von einem Fachhandwerker oder einem Energieexperten beraten, bevor Sie sich für oder gegen die Wärmepumpen- und PV-Kaskadenschaltung entscheiden.
Fazit von Alexander Rosenkranz
Die Kaskadenschaltung für Wärmepumpe, PV-Anlage und Speicher (optional) ermöglicht es, trotz günstigem Wärmepumpenstromtarif auf selbst erzeugten Solarstrom zu setzen. Da Aufwand und Kosten der Lösung in der Regel höher als bei einem konventionellen Anschluss sind, lohnt sich die Installation nur bei hohen Stromverbräuchen und hohen Solarstrom-Erträgen.
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