Zählerschrank: Voraussetzungen für PV & Kaskadenschaltung

Ob PV-Strom oder Wärmepumpe: Viele Menschen schätzen heutzutage Formen der Energiegewinnung, die ihnen vor allem zwei Vorteile bieten. Zum einen soll die Energieerzeugung nachhaltig und umweltfreundlich sein, also ein starkes Zeichen gegen den Klimawandel setzen und die Energiewende unterstützen. Und zum anderen soll sie ein hohes Einsparpotenzial bieten. Das Konzept der "Kaskadenschaltung" deckt beide Aspekte ab.

Denn mit Hilfe von Kaskadenschaltungen ist es den Anwendern möglich, die umweltfreundliche Technologie von Solaranlagen in Kombination mit einer Wärmepumpe einzusetzen, den Strombedarf von Heizungen oder E-Mobilitäts-Systemen zu decken und damit Geld zu sparen.

Voraussetzung, um Stromkosten zu sparen, zum Beispiel durch einen attraktiven Wärmepumpentarif, sind ein geeigneter Zählerschrank und die sogenannte Kaskadenmessung.

Dieser Beitrag fasst das Wichtigste zum Thema "Kaskadenschaltung und Zählerschrank" zusammen. Detailliertere Informationen können vor allem Fachbetriebe geben, aber auch Online-Foren oder Expertenblogs bieten Ihnen wertvolle Informationen.

Der passende Zählerschrank

Natürlich sind die PV-Anlage und die Wärmepumpe die Grundvoraussetzungen, um durch die Kaskadierung Einsparungen zu generieren. Neben diesen Komponenten ist aber auch der passende Zählerschrank entscheidend. Aus diesem Grund soll zunächst auf dieses Element eingegangen werden.

Ist mein Zählerschrank für eine Photovoltaikanlage plus Wärmepumpe geeignet?

Diese Frage sollte sich zunächst jeder stellen, der eine Wärmepumpe mit PV-Anlage plant und die Kaskadenschaltung nutzen möchte, um den Haushalt mit Solarstrom und Wärmepumpenstrom zu versorgen und durch Einsparungen die Heizkosten für den Haushalt entscheidend zu optimieren.

Denn nicht jeder Zähler ist für die Kaskadenschaltung bzw. Kaskadenmessung geeignet. Ohne einen kompatiblen Schalter ist es nicht möglich, die Technologien von PV und Wärmepumpe des Haushalts so zu kombinieren, dass durch deren Nutzung Heizkosten-Vorteile entstehen. Am Anfang des Projektes sollte daher die Installation des Zählerschrankes stehen.

Mit der Installation allein ist es jedoch nicht getan. Im Rahmen der gesetzlichen Regelungen müssen auch bestimmte Anforderungen an die Sicherheit des Zählerschranks und des Systems umgesetzt werden.

Sicherheitsrichtlinien und Hinweisschilder

Rund um die Wärmepumpe mit PV-Anlage, den dabei erzeugten Strom und die Nutzung des Zählerschrankes sind spezielle Vorschriften zwingend zu beachten.

Wer PV-Strom erzeugt, muss insbesondere die Vorgaben der DIN VDE 0100-712 umsetzen. Hinter dem Kürzel VDE verbirgt sich der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. - ein Zusammenschluss deutscher Elektrotechniker, die mit entsprechenden Schutzrichtlinien die Sicherheit von PV-Anlagen und anderen Formen der Stromerzeugung gewährleisten.

Welche Sicherheitsvorkehrungen verlangt der VDE?

Die VDE-Normen regeln unter anderem, dass der Zählerschrank bestimmte Kennzeichnungen aufweisen muss. Der PV-Schaltschrank benötigt demnach eine Beschilderung, die genau beschreibt, welche PV-Anlage den PV-Strom erzeugt und welche Wärmepumpe im Einsatz ist.

Dies macht die Installation, Nutzung, Wartung und Reparatur der Anlage, ebenfalls im Hinblick auf die Kaskadenschaltung, sehr sicher.

Kaskadenschaltung: Was ist damit gemeint?

Die Verwendung einer Kaskadenschaltung bietet eine zuverlässige Möglichkeit, um heizungsbezogene Kosten durch ein intelligentes System zu optimieren und einen attraktiven Wärmepumpentarif zu erhalten. Um ein genaues Verständnis des Begriffs "Kaskadenschaltung" oder "Kaskadenmessung" zu erlangen, ist es ratsam, zunächst den Begriff "Kaskaden" genauer zu betrachten.

Der Begriff Kaskade

Eine Kaskade bezeichnet im eigentlichen Sinne einen Wasserfall, dessen Wasser stufenförmig nach unten plätschert. Auch Kaskadenbrunnen machen sich diese charakteristische Optik zunutze. Bei einer Kaskade fällt das Wasser in mehreren Stufen hintereinander in die Tiefe.

Diese Art der Reihenschaltung macht sich auch die Elektrotechnik zunutze. Verschiedene Systeme oder Komponenten werden miteinander verbunden, zum Beispiel wenn Strom erzeugt werden soll. Durch diese Kombination entsteht ein Synergieeffekt, der die Stromerzeugung optimiert und Geld spart. Kaskadenschaltungen nutzen solche Verbindungen.

Kaskadenschaltung: Wärmepumpe, Photovoltaik und Stromtarife clever kombinieren

Die Kaskade, die die elektrotechnische Kaskadenschaltung einer Installation und Nutzung einer PV-Anlage bildet, lässt sich wie folgt kombinieren:

• Installation und Nutzung einer Photovoltaikanlage zur Erzeugung von Solarstrom aus Sonnenenergie
• Installation und Nutzung einer Wärmepumpe, je nach Wärmebedarf
• Das Nutzen bestimmter Stromtarife, um Geld zu sparen

Hohe Wirtschaftlichkeit durch clevere Kombination

Der Vorteil der Kaskadenschaltung: Durch die sinnvolle Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaikanlage schaffen Eigentümerinnen und Eigentümer solcher System eine solide Basis, um ein hohes Einsparpotenzial an Strommengen und auch -kosten zu realisieren.

Bei der Kaskadenschaltung werden Photovoltaikanlage und Wärmepumpe miteinander verbunden. Dabei sind sowohl Eingangsstrom als auch Stromverbrauch mit Hilfe der Kaskadenmessung objektiv überprüfbar.

Der Vorteil: Betreiber solcher Wärmepumpenanlagen mit PV nutzen die Vorteile beider Energieerzeugungsarten und erhalten durch den Einsatz der Wärmepumpe einen kostenoptimierten Tarif.

Zählerschrankaufbau im Detail

Um das energetisch und kostenmäßig sinnvolle Konzept der Kaskadenschaltung von Photovoltaikanlage plus Wärmepumpenstrom umsetzen zu können, ist der passende Zählerschrank eine Grundvoraussetzung für die perfekte Nutzung.

Der Zählerschrank sollte folgende Komponenten enthalten, um die Kaskadenschaltung und Kaskadenmessung optimal zu ermöglichen:

• Stromzähler, der die Gesamtströme von Photovoltaik und Wärmepumpe misst
• Zähler, der die Spannung der Heizung oder Wallbox misst
• Messgerät, das die Temperaturen der Wärmepumpe misst und die Grundlage für eine eventuelle Regelung bildet
• Wechselrichter, der den Gleichstrom des PV-Stroms in Wechselstrom umwandelt und dessen Spannung ebenfalls vom Zähler erfasst wird
• Eventuell eine Wallbox

Die genaue Konfiguration sollte maßgeschneidert sein, d.h. auf den tatsächlichen Bedarf abgestimmt. Dies erfordert die Planung und Ausführung durch einen professionellen und idealerweise auf PV-Anlagen spezialisierten Fachbetrieb.

So funktioniert die Kaskadenmessung

Die Energiekaskade funktioniert durch die Hintereinanderschaltung von zwei Zählern:

Der digitale Stromzähler, Zähler Z1, stellt einen sogenannten Zweirichtungszähler dar. Seine Aufgabe ist es, den gesamten Haushaltsstrom zu messen. Er misst sowohl den WP-Strom als auch den Strom, der durch die Photovoltaikanlage des Haushalts erzeugt wird.

Der ebenfalls digitale Stromzähler Z2 dient ausschließlich zur Messung des Stroms der Wärmepumpe und der Wallbox.

Durch Differenzbildung der beiden Zählerstände, also des Gesamtverbrauchs des Haushalts und des Stroms der Wärmepumpe, wird der Haushaltsstrom ermittelt. Durch das Auslesen der Daten des Wechselrichters der PV-Anlage kann auch die Einspeisung von PV-Strom berechnet werden.

Die Kaskadenmessung bietet dem Nutzer somit eine optimale Transparenz und Kontrolle über Stromverbrauch, Stromkosten und Einspeisung.

Optional Wallbox und günstige Strompreise nutzen

Manche Haushalte ergänzen die Kombination aus Wärmepumpe und PV mit einer modernen Wallbox. Sie profitieren dann besonders, weil sie durch den günstigen Wärmepumpentarif Heizkosten und damit bares Geld sparen. Außerdem profitieren sie vom günstigeren Arbeitspreis für Strom.

Wirtschaftlichkeit der Kaskadenschaltung

Die Höhe der jeweiligen Stromtarife ist beim Netzbetreiber zu erfragen. Aber sowohl die Wallbox-Tarife als auch die Wärmepumpen-Tarife machen die Kaskadenschaltung zu einer lohnenden Investition. Voraussetzung ist natürlich grundsätzlich eine entsprechend korrekte Kaskadenmessung durch geeignete Zähler bzw. den exakt konfigurierten Zählerschrank.

Spezialfall Wallbox

Haushalte, die ihr Elektroauto besonders intensiv nutzen, sind unter Umständen daran interessiert, einen dritten Zähler zu installieren. Vor allem dann, wenn das Laden hauptsächlich zu Hause stattfindet. Auch der Wallboxtarif ist günstig und bietet ähnliche Vorteile wie der klassische Wärmepumpentarif.

Eine Grundregel sollte jedoch unbedingt beachtet werden:

Die Grundpreise von drei Zählern dürfen durch ihre Kosten nicht die Vorteile der Kaskadenschaltung aufwiegen.

Sind Zweitarif-Zähler für diese Zwecke geeignet?

Um Kaskadenschaltung und Kaskadenmessung durchzuführen, überlegen einige potenzielle Betreiber solcher Systeme den Einsatz von Zweitarifzählern, die als Stromzähler erprobt und üblich sind. Fachleute raten jedoch von solchen Konfigurationen und deren Betrieb ab.

Der Grund: Strom aus Photovoltaikanlagen und Strom aus Wärmepumpen erfordern spezielle Messungen. Es handelt sich um Einzelwerte, die mit einem Zweitarifzähler nicht genau genug gemessen werden können. Das bedeutet, dass der Einsatz solcher Zähler die Messungen verfälschen könnte, was den gesamten Nutzen der Kaskadierung torpedieren würde.

Kaskadenschaltung: Vor- und Nachteile

Wie bei jeder anderen Form von Energiegewinnung und Energienutzung, sind auch Kaskadenschaltungs-Systeme, bestehend aus Photovoltaikanlagen und Wärmepumpen, ggf. auch Wallboxen, genau zu prüfen. Vor- und Nachteile sind genau abzuwägen. Die Unterstützung durch einen seriösen und kompetenten Fachbetrieb ist dabei unerlässlich.

Vorteile einer Kaskadenschaltung

Ob Wärmepumpentarif, Einspeisevergütung oder attraktive Strommengen: Die Vorteile können sich sehen lassen, sie zielen vor allem auf günstigere Heiz- und Stromkosten, aber natürlich auch auf den Erhalt unserer gemeinsamen Umwelt durch die Nutzung grüner Energien, ab.

• Einsatz von PV - Stromerzeugung aus der nicht versiegenden Kraft der Sonne
• Einsatz von umweltfreundlichen Wärmepumpen sowie guter Wärmepumpentarif
• Synergieeffekte durch Reihenschaltung
• Unterstützung der E-Mobilität durch optionalen Einsatz von Wallbox-Systemen
• Deckung des Eigenstromverbrauchs aus Photovoltaikanlagen
• Unabhängigkeit von klassischen Energieversorgern und deren Preisen
• Optimierung der Heizkosten durch speziellen Wärmepumpentarif
• Nutzung eines günstigen Stromtarifs, Wallbox-Tarifs und Wärmepumpentarifs
• Strombedarfsübersicht durch aussagekräftige Kaskadenmessung der Zähler von Solarstrom und WP-Strom
• Vergütete Netzeinspeisung
• Korrekte Abrechnung von Kosten und Einspeisevergütung

Natürlich müssen bei der Planung eines neuen Energiesystems auch einige Nachteile berücksichtigt werden.

Nachteile einer Kaskadenschaltung

Folgende Nachteile sind unter Umständen kontraproduktiv:

Zunächst sind es natürlich die Anschaffungs- und Herstellungskosten - sowohl der PV-Anlage als auch der Wärmepumpe - die das Budget belasten. Auch der passende Zählerschrank mit Stromzähler, der das System der Kaskadenschaltung und Kaskadenmessung unterstützt, fallen ins Gewicht.

Spezieller Fall: Können alte Zählerschränke bei Bedarf nachgerüstet werden?

Aufgrund von Anforderungen der Netzbetreiber kann es vorkommen, dass ein vorhandener Zählerschrank nachgerüstet werden muss. Es ist eine Einzelfallentscheidung, ob eine Nachrüstung oder ein neuer Zählerschrank die bessere Lösung ist. Auch diese Entscheidung sollte unbedingt nach Beratung durch die Fachfirma getroffen werden.

Auch ein dritter Zähler kann unter Umständen nachteilig sein, da jeder Zähler Strom verbraucht und Grundtarifkosten verursacht. Kosten und Nutzen, wie z. B. ein attraktiver Wärmepumpentarif, sind daher grundsätzlich gegeneinander abzuwägen und beim Stromlieferanten bzw. Netzbetreiber zu erfragen.

Fokus Sonne

Auch wenn die Vorteile von PV-Anlagen bzw. PV-Strom und deren Kaskadierung mit Wärmepumpen plus attraktivem Wärmepumpentarif verlockend sind, müssen natürlich die wetterbedingten Voraussetzungen stimmen, um aus der Energie der Sonne genügend Strom zu gewinnen und den Eigenverbrauch decken zu können.

Sonneneinstrahlung, Dachneigung und die richtige Anzahl von Solarmodulen sind entscheidende Faktoren, die vom Fachmann unter die Lupe genommen werden sollten.

Unser Fazit zur Kaskadenschaltung

Innovative und moderne Technologien wie Kaskadenschaltung und Kaskadenmessung bieten attraktive Instrumente, um umweltfreundliche Energieformen wie PV-Strom zu nutzen und gleichzeitig Heizkosten zu sparen und günstige Stromtarife zu realisieren.

Auch die Wärmepumpe stellt sowohl ökologisch als auch ökonomisch eine sinnvolle Investition dar. Strom- und Wärmebedarf als individuelle Werte sind vorher exakt zu ermitteln, um den jeweiligen Photovoltaik- und Wärmepumpenstrom als Basis der Abrechnung berechnen zu können.

Laien sollten sich genau informieren, um das Projekt Photovoltaik- und Wärmepumpenstrom als ideal gekoppelten Haushaltsstrom bedarfsgerecht umzusetzen. Fachbetriebe und Internetforen rund um die Photovoltaik-Anlage, Internetseiten der Stromlieferanten und Netzbetreiber sowie Verbraucherschutzeinrichtungen können dabei erste Anlaufstellen sein.