Direkte Einbindung der Photovoltaikanlage
Eine einfache, elektronische Variante die Wärmepumpe mit der PV-Anlage zu verbinden, ist die Ansteuerung über einen potenzialfreien Kontakt. Damit wird die Wärmepumpe über eine Leitung direkt mit dem Wechselrichter verbunden. Der Wechselrichter verfügt in vielen Fällen über die Möglichkeit verschiedene Verbraucher anzusteuern, welches für die Einbindung der Wärmepumpe oder Wärmepumpenboiler genutzt werden kann. Damit kann der Wärmepumpe immer dann ein Signal gegeben werden, wenn eine bestimmte Leistung der Photovoltaikanlage erzeugt wurde. Wird er auf die elektrische Anschlussleistung der Wärmepumpe eingestellt, zum Beispiel 3 kW Heizleistung, steuert der Wechselrichter die Wärmepumpe über den SG-Ready-Eingang (Schnittstelle der Wärmepumpe, damit sie auf zu viel produzierten Solarstrom reagieren kann) an, sobald diese Leistung erzeugt wird. Dabei sind aber ein paar Dinge zu bedenken.
Weniger Sonne in den Wintermonaten
Die Monate November bis März sind die kältesten Monate, sprich in diesen Monaten wird am meisten Heizenergie benötigt. Gleichzeitig sind diese Monate an vielen Standorten diejenigen mit den wenigsten Sonnenstunden.
Weniger Heizleistung verlangt bei Sonnenschein
Wenn die Sonne scheint wird häufig selbst im Winter weniger geheizt. Durch die Steuerung der Wärmepumpe mittels Photovoltaik-Anlage wird die Wärmepumpe zu einem Zeitpunkt gestartet, wo sonst kein heizen nötig wäre. Zum einen kann natürlich ein Pufferspeicher erwärmt werden und das Haus kann leicht überhitzt werden. Aus energetischer Sicht kann das durchaus Sinn machen. Voraussetzung ist aber ein gut isoliertes Haus und eine gewisse Trägheit bei der Wärmeverteilung. Daher sind Bodenheizungssysteme für solche Überhitzungsaufgaben besser geeignet wie Radiatoren.
Elektroeinsatz
Eine andere Variante den überschüssigen Strom zu verwenden ist der Einsatz eines Elektroeinsatzes im Pufferspeicher oder im Registerboiler. Damit unterstützt die Photovoltaik-Anlage die Heizung, indem das Heizungs- oder Gebrauchswarmwasser erhitzt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmepumpe keine unnötigen Betriebsstunden hat. Aber den Nachteil, dass der gute Wirkungsgrad der Wärmepumpe verloren geht. Ein Kilowatt Strom von der PV-Analge resultiert in einem Kilowatt Heizleistung.
Mehrstufiger Elektroeinsatz
Eine noch bessere Variante sind mehrstufige Elektroeinsätze. Häufig sind diese mit der PV-Anlage koppelbar, so dass je nach verfügbarem Strom die Heizleistung gesteuert werden kann. Ansonsten sind es dieselben Vor- bzw. Nachteile wie beim Elektroeinsatz.
Wärmepumpen-Boiler
Eine sehr elegante Möglichkeit den PV-Strom zu nutzen ist die Kombination mit einem Wärmepumpen-Boiler. Moderne Wärmepumpen-Boiler haben wie die Wärmepumpen ein Steuereingang (SG-Ready-Schnittstelle) womit die Photovoltaik-Anlage dem Boiler mitteilen kann, dass jetzt Strom für die Warmwasser-Produktion zur Verfügung steht. Viele Gräte können dann die Temperatur im Boiler leicht überhöhen, damit noch mehr Energie gespeichert werden kann und zum Duschen oder Baden mehr warmes Wasser zur Verfügung steht. Ein Wärmepumpen-Boiler kann in Kombination mit fossilen Heizungen oder in Kombination mit einer Wärmepumpe eingesetzt werden. Die Vorteile dieser Variante überwiegen.
Warmwasser wird das ganze Jahr benötigt
Wärmepumpen-Boiler brauchen nur wenig elektrische Energie. So brauchen zum Beispiel 300 Liter Wärmepumpen-Boiler häufig weniger wie 500 Watt zur Warmwasser-Produktion. Diese elektrische Energie kann eine Photovoltaik-Anlage auch an bedeckten Tagen oder in der Winterzeit produzieren. Zudem wird Warmwasser das ganze Jahr über benötigt, damit kann auch der Strom der sonnenintensiven Monate optimal genutzt werden.
Sehr guter Wirkungsgrad
Wärmepumpen-Boiler haben gegenüber den Elektroeinsatz-Lösungen einen massiv besseren Wirkungsgrad, weil ein grosser Teil der Heizleistung der Umgebungsluft entzogen wird. So wird nur etwa ein viertel der elektrischen Energie eines Elektroeinsatzes benötigt.
Wärmepumpe kann geschont werden
Durch den autonomen Einsatz eines Wärmepumpen-Boilers kann die Wärmepumpe in den Sommermonaten geschont werden. Dadurch entstehen keine Geräuschemissionen bei Luft-Wasser Wärmepumpen und Erdsonden können regeneriert werden.