Steuermodul für kostengünstigen Wärmepumpenbetrieb
Beim Einsatz von Wärmepumpen spielt neben der Wirtschaftlichkeit auch die ökologische Optimierung eine wichtige Rolle. Der Energiemanagement-Anbieter E3/DC will durch vollständige Digitalisierung des Wärmepumpenbetriebs den Anteil erneuerbarer Energien aus eigener Photovoltaik maximieren und gleichzeitig die Stromkosten durch gezielte Nutzung dynamischer Stromtarife minimieren.
Für die wirtschaftlichen und ökologischen Effekte einer Wärmepumpe ist es entscheidend, wie erneuerbar und preisgünstig der Strom ist, mit dem sie betrieben wird.
Foto: PantherMedia / Ingrid Balabanova
Die neue Steuerlösung für den Betrieb von Wärmepumpen orientiert sich an der Umsetzung von Modul 3 gemäß § 14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG). Modul 3 gemäß § 14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) ermöglicht dem Anbieter zufolge die Einführung zeitvariabler Netzentgelte, um den Stromverbrauch flexibler an das Angebot im Netz anzupassen. Es zielt darauf ab, durch eine dynamische Steuerung von Verbrauchern wie Wärmepumpen oder Elektrofahrzeugen Lastspitzen zu vermeiden und Netzstabilität zu fördern. Verbraucher sollen von geringeren Stromkosten in Niedriglastzeiten profitieren, während gleichzeitig die Integration erneuerbarer Energien ins Netz erleichtert wird.
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Durch die Implementierung von Smart Metern und die Nutzung des EEBUS-Kommunikationsstandards wird die Wärmepumpe zu einem aktiven Element des Energiemarktes. Der EEBUS-Standard ist ein offener und herstellerunabhängiger Standard, der die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten im Energiemanagement ermöglicht. Er wurde entwickelt, um eine effiziente, sichere und interoperable Vernetzung von Energieverbrauchern, -erzeugern und -speichern zu gewährleisten. EEBUS definiert eine einheitliche Sprache für Energiekommunikation, die über Protokolle wie IP-basierte Kommunikation oder KNX implementiert wird. Damit können Geräte wie Wärmepumpen, Solaranlagen, Elektroautos und Batteriespeicher ihre Energieanforderungen und -kapazitäten austauschen. Beispielsweise kann eine Wärmepumpe durch EEBUS erkennen, wann im Netz günstige oder überschüssige Energie verfügbar ist, und ihren Betrieb entsprechend anpassen.
Lastprognosen und erweiterte SG-Ready-Schnittstelle
Die Steuerung selbst basiert auf Lastprognosen, die individuelle Verbrauchsmuster sowie Strommarktdaten berücksichtigen. So können beispielsweise Zeitfenster mit niedrigen Strompreisen gezielt genutzt werden, um den Betrieb der Wärmepumpe zu optimieren. Diese Herangehensweise erhöht nicht nur die Effizienz, sondern trägt auch zur Stabilisierung des Stromnetzes bei, indem Lastspitzen vermieden werden. Ein zentrales technisches Element im Energiesystem von E3/DC ist die SG-Ready-Schnittstelle. Diese wurde ursprünglich für die Integration von Solarstrom in den Betrieb der Wärmepumpe entwickelt und wird nun um neue Funktionen erweitert. Mit einem Software-Update wird die Schnittstelle künftig auch dynamische Stromtarife berücksichtigen können. Dies ermöglicht eine optimierte Nutzung der Wärmepumpe, insbesondere in den Wintermonaten, wenn der Eigenstromanteil durch Photovoltaik begrenzt ist.
Ein Beispiel verdeutlicht die Potenziale: Für Betreiber von PV-Anlagen mit einer Leistung von 20 kW eröffnen sich im Winter täglich vier bis sechs Stunden, in denen Strompreise unterhalb von 23 ct liegen. Diese Zeitfenster lassen sich durch die SG-Ready-Schnittstelle gezielt nutzen, um die Wärmepumpe wirtschaftlich und ökologisch effizient zu betreiben.
E3/DC setzt auf cloudbasierte Technologien, um eine zentrale Steuerung und Optimierung der Wärmepumpe zu ermöglichen. Dabei greift das Unternehmen auf Erfahrungswerte aus mehr als 35.000 bestehenden Installationen zurück. Diese Datenbasis bildet die Grundlage für die Entwicklung eines digitalen Modells, das Verbrauchsprognosen und Strommarktdaten in Echtzeit verarbeitet.
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Ein neuronales Netz analysiert dabei die spezifischen Lastprofile der Kunden und erstellt maßgeschneiderte Prognosen. Diese können wiederum zur Optimierung des Betriebs beitragen, indem sie beispielsweise vorhersehen, wann und wie lange günstige Strompreise verfügbar sind. Durch die Integration solcher datengetriebenen Modelle in die Steuerung wird die Effizienz des Gesamtsystems deutlich gesteigert.
PV-Anlagenbetreiber können optimierten Strommix nutzen
Ein wichtiger Aspekt der neuen Steuerungsstrategie von E3/DC ist die Optimierung der Kostenkurven für Betreiber von Photovoltaikanlagen. Diese profitieren insbesondere von den dynamischen Netzentgelten, die durch Modul 3 des EnWG ermöglicht werden. Die Kombination aus Eigenstrom und zeitlich variablem Strombezug bietet das Potenzial, sowohl den Anteil erneuerbarer Energien zu erhöhen als auch die Energiekosten zu senken.
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Dabei zeigt sich nach Auffassung von E3/DC, dass nicht nur im Sommerhalbjahr, sondern auch in den Übergangsmonaten die Integration von Solarstrom signifikante Vorteile bietet. Selbst im Winter könne die Wärmepumpe durch die gezielte Nutzung günstiger Strompreise effizient betrieben werden, was die Betriebskosten nachhaltig senke.
Die erweiterten Funktionen der SG-Ready-Schnittstelle sollen mit dem nächsten Software-Update für alle E3/DC-Hauskraftwerke verfügbar sein, die ab 2012 gebaut wurden. Ab April 2025 soll Kunden mit Smart Metern eine vollständig digitale Steuerung ihrer Wärmepumpe zur Verfügung stehen.
Elke von Rekowski
