PV-Überschuss für die Wärmepumpe: Der Strom kommt im Juni, die Heizlast im Januar

Zwei Kurven liegen im Jahresdiagramm fast spiegelbildlich übereinander. Die eine ist der Ertrag der Dachanlage, hoch von Mai bis August. Die andere ist der Strombedarf der Wärmepumpe, hoch von Dezember bis Februar. In den vier dunklen Monaten erzeugt eine übliche Aufdachanlage grob 10 bis 15 Prozent ihres Jahresertrags — und die Wärmepumpe verbraucht in denselben Wochen rund die Hälfte des Stroms, den sie im ganzen Jahr braucht.

Wer eine Überschusssteuerung kauft, um „mit Sonne zu heizen“, kauft deshalb etwas anderes, als der Prospekt verspricht. Die Kopplung lohnt sich trotzdem — aber sie rechnet sich über die Übergangszeit und über das warme Wasser, nicht über den Januar.

Was eine Wärmepumpe von außen überhaupt annimmt

Der Energiemanager muss dem Gerät seinen Wunsch in einer Sprache mitteilen, die es versteht. Der kleinste gemeinsame Nenner ist seit Jahren das SG-Ready-Label des Bundesverbands Wärmepumpe: zwei potentialfreie Relaiskontakte, aus deren Kombination sich vier Zustände ergeben.

• 1:0 — Sperre. Rückwärtskompatibel zur klassischen EVU-Sperrzeit, auf höchstens zwei Stunden begrenzt.
• 0:0 — Normalbetrieb. Die Regelung arbeitet nach eigener Kennlinie, der Speicher wird für eine mögliche Sperrzeit teilgefüllt.
• 0:1 — Einschaltempfehlung. Das Gerät fährt verstärkt, mit herstellerseitig hinterlegter Temperaturanhebung für Heizung und Warmwasser.
• 1:1 — Anlaufbefehl. Definitiver Einschaltbefehl, sofern die Regelung es zulässt.

Entscheidend ist die Formulierung „herstellerseitig hinterlegt“. SG Ready sagt der Wärmepumpe nicht, wie viel Leistung sie aufnehmen soll, sondern nur, dass sie darf. Wie stark sie dann anhebt, steht im Menü des Wärmeerzeugers und muss dort eingestellt werden. Eine stufenlose Vorgabe in Watt gelingt nur über eine echte Datenschnittstelle — EEBus, Modbus TCP oder ein herstellereigenes Protokoll. Welche davon im konkreten Haus verfügbar sind und was sie taugen, klärt der Beitrag zu den Schnittstellen des Home Energy Management Systems.

Was die Speicherüberhöhung kostet — und warum sie sich trotzdem lohnt

Mehr Überschuss unterbringen heißt: höhere Speicher- und Vorlauftemperaturen fahren. Das kostet Effizienz. Als Faustregel gilt für Wärmepumpen ein Rückgang der Leistungszahl um etwa 2 bis 2,5 Prozent je Kelvin zusätzlicher Vorlauftemperatur, weil der Kompressor gegen einen größeren Temperaturhub arbeitet.

Rechnen wir eine Mittagsstunde durch, in der 3 Kilowattstunden Überschuss anfallen und die Wärmepumpe sie in den Pufferspeicher schieben soll:

1. Ohne Anhebung arbeitet das Gerät mit einer Leistungszahl von 3,8 und macht daraus 11,4 Kilowattstunden Wärme.
2. Um die Wärme überhaupt einlagern zu können, hebt die Regelung um 8 Kelvin an. Bei 2,3 Prozent je Kelvin sinkt die Leistungszahl um rund 18 Prozent auf 3,1 — es bleiben 9,3 Kilowattstunden.
3. Verloren gehen also gut 2 Kilowattstunden Wärme. Gemessen am Alternativwert der eingespeisten Kilowattstunde — für Neuanlagen bis 10 Kilowatt derzeit 7,70 Cent bei Teileinspeisung — steht dem ein vermiedener Netzbezug von grob 25 bis 30 Cent je Kilowattstunde gegenüber.

Die Rechnung geht auf, und zwar deutlich. Der Grund ist nicht die Technik, sondern die Preisspreizung: Solange zwischen Einspeisevergütung und Arbeitspreis ein Faktor von drei bis vier liegt, ist selbst ein ineffizient verwerteter Überschuss besser als ein eingespeister. Kippen würde das erst, wenn die Anhebung so weit geht, dass die Wärmepumpe in den Heizstab oder in eine Hochdruckstörung läuft.

Der Warmwasserspeicher ist der verlässlichere Abnehmer

Im Sommerhalbjahr gibt es reichlich Überschuss und keine Heizlast. Übrig bleibt das Warmwasser — und genau dort passt die Größenordnung. Ein 300-Liter-Speicher, von 45 auf 60 Grad angehoben, nimmt rund 5 Kilowattstunden Wärme auf; bei einer Leistungszahl um 2,8 im Warmwasserbetrieb sind das etwa 1,8 Kilowattstunden Strom. Das ist eine Menge, die eine 8-Kilowatt-Anlage an einem klaren Junitag in einer halben Stunde liefert.

Zwei Einschränkungen gehören dazu. Erstens ist die oft zitierte Pflicht zur thermischen Desinfektion bei 60 Grad keine allgemeine. Das DVGW-Arbeitsblatt W 551 unterscheidet Groß- und Kleinanlagen; ein Einfamilienhaus mit höchstens 400 Litern Speicherinhalt und nicht mehr als 3 Litern Inhalt je Leitungsstrang zwischen Erwärmer und Entnahmestelle gilt als Kleinanlage und ist von den strengen Temperaturvorgaben ausgenommen. Wer trotzdem regelmäßig aufheizt, sollte das bewusst tun — und dann in die Mittagsstunden legen. Zweitens steigen die Bereitschaftsverluste des Speichers mit seiner Temperatur. Ein Speicher, der abends auf 60 Grad steht und morgens um 6 Uhr geleert wird, hat über Nacht Wärme an den Aufstellraum abgegeben — im Heizungskeller ist das im Winter halb so schlimm, im Sommer ist es verloren.

Der Estrich speichert, aber er verzeiht wenig

Die Fußbodenheizung wird gern als Gratisspeicher beschrieben. Ihre Masse ist tatsächlich groß, ihre Toleranz aber klein: Zwei Grad zu viel im Wohnzimmer sind spürbar, und der Estrich gibt die Wärme über viele Stunden ungesteuert wieder ab. Im Winter, wenn das Haus die Wärme ohnehin braucht, ist Vorheizen am Mittag sinnvoll. In der Übergangszeit, wenn mittags die Sonne scheint und die Heizlast gegen null geht, führt dasselbe Manöver zu überhitzten Räumen am Abend.

Praktisch heißt das: Überschusssteuerung auf die Raumheizung nur mit einer Begrenzung über die Außentemperatur — etwa unterhalb von 8 Grad Tagesmittel — und mit einer Obergrenze für die Raumtemperatur. Einzelraumregler, die parallel zumachen, sabotieren das Vorheizen; sie gehören in dieser Betriebsart auf eine feste, weite Stellung.

Wer zuerst bedient wird

In einem Haus mit Batteriespeicher, Wallbox und Wärmepumpe konkurrieren drei Verbraucher um dieselbe Mittagsstunde. Eine Prioritätenkette, die in der Praxis trägt, sieht so aus: Zuerst die Lasten, die ohnehin gerade laufen, dann der Batteriespeicher bis zu einem Mindestladestand für den Abend, danach das Warmwasser, dann das Fahrzeug, zuletzt die Raumheizung. Der Grund für diese Reihenfolge ist nicht Bequemlichkeit, sondern Rückumwandlung: Strom, der im Speicher landet, kommt mit rund 90 Prozent wieder heraus und kann jeden beliebigen Verbraucher bedienen; Wärme im Estrich kommt nur als Wärme zurück, und zwar zu einem Zeitpunkt, den niemand wählt.

Das Fahrzeug ist der unangenehmste Mitbewerber, weil es große Leistung über lange Zeit zieht und meist dann am Netz hängt, wenn keine Sonne scheint. Wie eine Wallbox dem Überschuss tatsächlich folgen kann und wo die dreiphasige Mindestladeleistung die Sache begrenzt, steht im Beitrag zum dynamischen Laden der Wallbox.

Hinzu kommt eine Randbedingung, die nicht verhandelbar ist: Wärmepumpe und Wallbox sind nach § 14a des Energiewirtschaftsgesetzes steuerbare Verbrauchseinrichtungen. Der Netzbetreiber darf ihre Leistung im Bedarfsfall begrenzen — und diese Begrenzung liegt hierarchisch über jeder Überschusslogik im Haus. Ein Energiemanager, der das nicht berücksichtigt, fährt gegen eine Wand, die er nicht sieht.

Ohne saubere Messung steuert der Manager blind

Die Überschusssteuerung braucht den Wert am Netzanschlusspunkt, nicht den an der Wechselrichter-App. Gemessen wird dreiphasig und saldierend, mit einer Aktualisierungsrate im Sekundenbereich — sonst schaltet die Regelung zu spät ein und zu spät wieder ab. Warum die schöne Zahl im Dashboard oft gar nicht gemessen, sondern gerechnet ist, zeigt der Beitrag zum Energie-Dashboard und Messkonzept.

Zwei weitere Punkte entscheiden über die Alltagstauglichkeit. Die Mindestlaufzeit des Verdichters begrenzt, wie feinfühlig gefolgt werden darf — eine Wärmepumpe, die einer Wolke hinterhertaktet, verschleißt. Und die Anlaufschwelle sollte nicht bei der Nennleistung liegen, sondern bei der tatsächlichen Aufnahme im Teillastbetrieb, die bei modulierenden Geräten deutlich darunter liegt. Wie sich der Netzanschluss und die Messeinrichtung dafür aufstellen lassen, beschreibt der Netzanschluss einer Dach-PV-Anlage.

Was vor dem Kauf zu klären ist

Drei Fragen entscheiden, ob eine Überschusssteuerung im konkreten Haus mehr als eine Spielerei wird. Erstens: Hat der Wärmeerzeuger eine Schnittstelle, die mehr kann als vier Zustände — und ist sie beim vorhandenen Baujahr freigeschaltet? Zweitens: Wie groß ist der Pufferspeicher wirklich, und wie viele Kilowattstunden nimmt er zwischen der Normaltemperatur und der Maximaltemperatur auf? Drittens: Läuft der Strom über einen Wärmepumpentarif oder einen gesteuerten Anschluss, dessen Preisvorteil den Eigenverbrauch teilweise wieder relativiert? Der Vergleich mit einer preisorientierten statt überschussorientierten Fahrweise steht in der strompreisbasierten Gerätesteuerung.

Wer diese drei Zahlen kennt — Schnittstelle, Speicherinhalt in Kilowattstunden, Arbeitspreis —, kann das Einsparversprechen eines Anbieters in zehn Minuten nachrechnen. Ohne sie bleibt es ein Prospektwert.