Power-to-Heat: Lösung für Post-EEG-Anlagen

01.06.2024 | Druckvorschau

Photovoltaik wird im Zuge der Sektorkopplung auch für die Wärme wichtiger. - © SU — © SU

Photovoltaik wird im Zuge der Sektorkopplung auch für die Wärme wichtiger.

Power-to-Heat erweist sich als relativ kostengünstige Möglichkeit, einen hohen Eigenverbrauch bei PV-Bestandsanlagen zu erzielen.

Allein 2024 werden es über 44.000 Photovoltaikanlagen mit einer Leistung unter 30 Kilowatt (kW) sein, die aus der EEG-Förderung ausscheiden. Betreiber haben im Grunde vier Optionen zur weiteren Betriebsweise zur Auswahl. Die ersten Optionen wären Volleinspeisung, Direktvermarktung und Repowering. Die vierte Option sieht den Fokus auf Eigenverbrauch vor. Je höher der Eigenverbrauch, desto ökonomischer ist eine Ü20-PV-Anlage im Betrieb, die nach mehr über 20 Jahren aus der EEG-Vergütung fällt. Auch technisch ist es sinnvoll, die Ökoenergie im höchstmöglichen Maß noch unmittelbar am Ort ihrer Erzeugung zu nutzen. So entlastet man auch die Netze, und die Unabhängigkeit von externen Versorgern steigt.
Unmittelbar und ohne Zusatzinvestition kann mehr Solarstrom durch die Anpassung des eigenen Benutzerverhaltens genutzt werden. Ohne eine technischen Automatisierung kann dies jedoch nur auf bewussten Handlungsentscheidungen basieren, zum Beispiel mittags den Wäschetrockner einzuschalten. Dabei ist das Verbesserungspotenzial im Normalfall aber eher überschaubar. Technische Lösungen zur Verbesserung des Eigenverbrauchs sind die Installation eines stationären Batteriespeichers, einer Wärmepumpe, der Umstieg auf Elektromobilität, oder – im Idealfall – eine Kombination dieser Varianten. Nur sind die entsprechenden Investitionen vergleichsweise hoch. Was also ist eine günstige Alternative, die zu einer hohen Eigenverbrauchsquote führt?

Eine Variante der Sektorkopplung
Die Antwort auf diese Frage ist eine weitere, eine sechste Option. Sie ist gemeinhin unter dem englischen Ausdruck Power-to-Heat bekannt, was eine Variante der Sektorkopplung darstellt. Andere Bezeichnungen lauten solarelektrische Wärmeerzeugung oder schlicht Photovoltaikwärme, kurz PV-Wärme. Worum geht es dabei?

Eigenverbrauchsanteile in Abhängigkeit der PV-Leistung bei einem durchschnittlichen Einfamilienhaus für verschiedene Systemvarianten.

Nach der Umstellung der Anlage steht der Solarstrom natürlich vorrangig den normalen Haushaltsverbrauchern zur Verfügung. In einem Einfamilienhaus mit einer Acht-kW-PV-Anlage kann aber nur etwa ein Fünftel der PV-Erträge unmittelbar durch die Geräte und die Beleuchtung genutzt werden. Der Rest des Solarstroms würde ohne technische Eigenverbrauchslösungen in das Stromnetz rückgespeist, weil Bedarf im Haus und Solarstromproduktion zeitlich divergieren. Es steht somit ein immenses Überschusspotenzial für andere Anwendungen zur Verfügung. Die In-stallation eines Batteriespeichers verbessert diese Situation zwar deutlich auf fast 50 Prozent, man hat dabei aber einen sehr wesentlichen Investitionsschritt vorzunehmen und die Speicherkapazitäten in Batterien sind an einem sonnigen Frühlingstag oft schon im Laufe des späten Vormittags ausgeschöpft. Alternativ – oder ergänzend – zu einem Batteriespeicher bietet sich die Möglichkeit an, mit dem PV-Überschuss die Warmwasserbereitung per stufenlos geregeltem Heizstab vorzunehmen oder die Warmwasserbereitung zumindest zu unterstützen. Die Speicherkapazitäten für Wärme sind in der Regel ohnedies bereits vorhanden, denn Warmwasserboiler oder sogar Heizungspufferspeicher sind nun mal notwendig, um den Komfortbedarf in einem Wohngebäude zu gewährleisten. Technisch braucht es dann nur noch eine vergleichsweise günstige Lösung, um diese Kapazitäten nutzbar zu machen. Bei einem PV-Heizstab wird die Wärmeabgabeleistung schnell und präzise moduliert und dadurch permanent der jeweiligen Überschusssituation.