E3/DC-Hauskraftwerk: Heizen mit Solarstrom

Ein durchdachtes Konzept mit E3/DC-Hauskraftwerk und Wärmepumpe sorgt in einem Einfamilienhaus für überschaubare Heizkosten. 70 Prozent des Strombedarfs für die Wärmepumpe deckt das Solarsystem.

E3/DC-Hauskraftwerk sorgt für niedrige Stromkosten

Die Heizkosten bei der Familie Theis für das Einfamilienhaus belaufen sich jährlich auf lediglich 270 Euro. Das ermöglicht das Konzept bestehend mit Photovoltaik, Wärmepumpe, E3/DC-Stromspeicher und einem größer dimensionierten Pufferspeicher. So wird der Strombedarf für die Wärmepumpe zu 70 Prozent selbst produziert. Zudem deckt das Konzept 80 Prozent des Haushaltsstroms.

Manche sehen Wärmepumpen und Photovoltaik als Heizsystem der Zukunft. Andere bezeichnen das als Augenwischerei. Solarstrom wird vor allem im Sommer erzeugt. Im Winter braucht die Wärmepumpe allerdings die meiste Energie. Kommt diese aus dem Netz, liegt der Anteil an umweltschädlichen Energien immer noch bei etwa 50 Prozent. Auch die Wärmepumpe erzeugt besonders bei schlecht gedämmten Bestandsgebäuden hohe Stromkosten.

E3/DC-Hauskraftwerk: Stromverbrauch ist sehr gering

Um dieses Problem zu lösen, arbeiten Hersteller und Projektplaner an Lösungen, mit denen die Wärmepumpe auch im Winter mit Solarstrom betrieben werden kann. Gut kombinierte Technik hilft, um auf tatsächlich hohe Autarkiegrade zu kommen. So auch im Einfamilienhaus von Julia und Benjamin Theis in der Pfalz. Mit der Photovoltaikanlage und einem E3/DC-Hauskraftwerk für die Stromspeicherung ist der Stromverbrauch mit rund 5.000 Kilowattstunden inklusive Wärmepumpe für die vierköpfige Familie sehr niedrig.

Gängige Energiemanagementsysteme erfassen die Kennzahlen wie Solarertrag, den verbrauchten Solarstrom, den bezogenen Netzstrom und die PV-Einspeisung ins Netz. Hierfür fehlen allerdings meistens die Zähler, wodurch nicht beziffert werden kann, wie viel Solarstrom auf die Wärmepumpe entfällt. Bei der Familie Theis ist das möglich, da Benjamin Theis seinem Photovoltaik-Fachbetrieb Sonnenplan ein zusätzliches Monitoringsystem eingebaut hat.

„Für die Stromseite würde der Energiemanager im E3/DC-Hauskraftwerk ausreichen, aber wir wollten auch Wärme-Monitoring machen“, so Peter Burkhard, Geschäftsführer von Sonnenplan in Zweibrücken. In Fall der Familie Theis wurde ein Energiemanager von Powerdog integriert. Dieser verfügt über verschiedene Sensoren. Er erfasst zusätzlich zum gesamten Stromverbrauch auch bestimmte Verbräuche, unter anderem den der Wärmepumpe, und schlüsselt diese auf.

Die Eckdaten des Hauses:

• rund 200 Quadratmeter
• KfW-Standard 55
• Wärmebedarf bei ca. 11.000 kWh im Jahr
• Photovoltaikanlage mit 16,8 Kilowatt Leistung
• PV-Generator mit einem E3/DC-Hauskraftwerk S10 E mit 9,2 Kilowattstunden Speicherkapazität.

Die Heizung des Hauses ist eine Direktverdampfer-Wärmepumpe. Diese funktioniert ganz ähnlich wie eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Fachkollektoren. Bei der Variante der Familie Theis gibt es keinen Wärmeaustausch zwischen dem Solekreislauf und dem Kältemittel. Das Medium zirkuliert hier in den Kollektoren. Diese sind im Erdreich verlegt. „Es ist die günstigste Art von Erdwärme“, begründet Burkhard die Entscheidung für diese Technologie. „Die Erdarbeiten bei einem Flächenkollektor sind wesentlich günstiger als bei einer Tiefenbohrung.“

450 Meter Kupferrohre wurden im Garten verlegt. Diese ziehen Wärme aus der Rasenfläche. Die Wärmepumpe hat eine gemessene Arbeitszahl von 4,51. Sie wird, wenn es möglich ist, mit Solarstrom betrieben. Über eine Fußbodenheizung wird die Wärme im Haus verteilt.

E3/DC-Hauskraftwerk regelt Energieströme

Das Hauskraftwerk von E3/DC regelt die Energieströme der Solarenergie. Diese wird zunächst im gesamten Haus verteilt. Was nicht benötigt wird, lädt das System in den Energiespeicher. Wenn anschließend noch Solarstrom übrigbleibt, erwärmt er das Wasser im Trinkwasserspeicher mit einem Fassungsvermögen von 350 Liter.

Die Energiebilanz der Familie Theis zeigt den Nutzen des Systems. Im Jahr 2019 hat die Familie 5.271 Kilowattstunden Strom verbraucht. Laut Messungen des Energiemanagers wurden davon 2.308 Kilowattstunden im Haushalt verbraucht. 1.928 kWh konnten mit Solarstrom gedeckt werden. Der direkt vom Dach oder per Zwischenspeicherung aus dem Speicher von E3/DC stammt. Der Autarkiegrad für den Haushaltsstrom lag 2019 bei 84 Prozent. „Damit sind wir sehr zufrieden“, freut sich der 39-jährige Benjamin Theis. Durch die Einspeisung des überschüssigen Solarstroms von 12.790 Kilowattstunden im Jahr 2019 zu einem Einspeisetarif von etwa 12 Ct/kWh verdiente die Familie rund 1.535 Euro an Vergütung.