Die Kombination aus Photovoltaikanlage und Wärmepumpe verspricht minimale Heizkosten. Damit dies gelingt, müssen die beiden komplexen Systeme reibungslos miteinander kommunizieren. Wir erklären verständlich die technischen Schnittstellen, Steuerungssignale und wie der Strom vom Dach physikalisch in den Kompressor Ihrer Heizung gelangt.
Die physikalische Stromleitung
Grundsätzlich gilt: Strom fließt immer den Weg des geringsten Widerstands. Wenn die PV-Anlage auf dem Dach Strom produziert, leitet der Wechselrichter diesen in das Hausnetz. Ist im Haus ein Verbraucher aktiv — beispielsweise der Kompressor der Wärmepumpe —, wird dieser Strom direkt physikalisch im Haus verbraucht. Erst wenn im Haus kein Bedarf mehr besteht, fließt der überschüssige Strom über den Zweirichtungszähler ins öffentliche Netz. Eine spezielle physikalische Trennung zwischen „Solarstrom“ und „Netzstrom“ gibt es in den Kabeln nicht.
Die Steuerungsebenen: Wie die Geräte kommunizieren
Damit die Wärmepumpe bevorzugt dann arbeitet, wenn die Sonne scheint, stehen drei technische Kommunikationsmethoden zur Verfügung:
1. Die SG Ready Schnittstelle (Smart Grid Ready)
Dies ist der am weitesten verbreitete Standard. Die Wärmepumpe verfügt über zwei Steuereingänge (Schaltkontakte), die vom Wechselrichter oder einer Smart-Home-Zentrale geschaltet werden können. Es gibt vier definierte Betriebszustände:
- Zustand 1 (Sperrzeit): Die Wärmepumpe wird blockiert (z.B. bei extremen Netzlasten, für PV-Eigenverbrauch irrelevant).
- Zustand 2 (Standardbetrieb): Die Wärmepumpe arbeitet nach den eingestellten Heizkurven.
- Zustand 3 (Empfehlung / PV-Überschuss): Die Wärmepumpe läuft an und hebt die Solltemperaturen für Warmwasser und Heizungspuffer moderat an (z. B. um 3 bis 5 °C).
- Zustand 4 (Befehl / PV-Maximum): Die Wärmepumpe und der elektrische Heizstab schalten sich ein, um die Speicher maximal aufzuladen (bis zu 60 °C).
2. Digitale Kommunikation per Modbus TCP / EEBUS
Moderne Wechselrichter und Wärmepumpen kommunizieren zunehmend über Netzwerkkabel (Ethernet) unter Verwendung standardisierter Protokolle wie EEBUS oder Modbus TCP. Dies ermöglicht eine stufenlose (modulierende) Regelung. Das HEMS (Home Energy Management System) teilt der Wärmepumpe exakt mit: „Es stehen aktuell genau 1.800 Watt Überschuss zur Verfügung.“ Die Wärmepumpe regelt ihren Inverter-Kompressor daraufhin exakt auf diese Leistungsaufnahme ein, sodass kein einziges Watt Netzstrom bezogen werden muss.
Die Rolle der Inverter-Technologie
Ältere Wärmepumpen kannten nur zwei Zustände: An (100% Leistung) oder Aus (0% Leistung). Für den PV-Betrieb ist dies ungünstig, da eine 12 kW Wärmepumpe beim Start schlagartig 3.000 Watt benötigt. Moderne Wärmepumpen nutzen die **Inverter-Technologie**. Sie können ihre Leistung stufenlos anpassen (modulieren) und beispielsweise mit nur 400 Watt Leistungsaufnahme leise vor sich hin arbeiten. Dies passt perfekt zur variablen Leistungskurve einer Solaranlage bei wechselnder Bewölkung.