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Kaskadenschaltung für PV und Wärmepumpe

Bild: Einfamilienhaus mit Photovotlaik-Anlage und Wärmepumpe
Hier kann sich eine Kaskadenschaltung lohnen: WP + PV | © Wirestock Images / shutterstock.com

Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage wird angesichts steigender Strompreise immer beleibter um Heizkosten zu sparen. Um für den restlichen Strombedarf der Wärmepumpe einen günstigen Wärmepumpentarif nutzen zu können, benötigen Sie jedoch einen Zweitzähler.

Hier kommt die sogenannte Kaskadenschaltung ins Spiel. Mit Hilfe der Kaskadenmessung kann man sowohl den eigenen PV-Strom als auch den Wärmepumpentarif nutzen und die verbrauchten und eingespeisten Strommengen genau messen. Was Sie dabei beachten müssen und wie viel Strom Sie dadurch sparen, erfahren Sie im folgenden Artikel. Auch interessant: Die Kaskadenmessung für die Kombination aus PV-Anlage und Wallbox bzw. Elektroauto.

Inhalt


    Was ist eine Kaskadenschaltung?

    Grafik: Schematische Darstellung eines Gebäudes mit Erd-Wärmepumpe und PV-Anlage
    Wärmepumpe und PV-Anlage in Kaskadenschaltung | © Costazzurra / shutterstock.com

    Eine Kaskadenschaltung besteht aus mehreren Stromzählern, die hintereinander in Kaskade geschaltet sind. Die Kaskadenmessung ermöglicht es, sowohl Photovoltaik-Strom einzuspeisen, als auch günstigen Wärmepumpenstrom oder Wallbox Strom nutzen zu können.

    Mit nur einem Zähler wäre das unmöglich. Um den vom Versorger für die Wärmepumpe bzw. die Wallbox bezogenen Strom zum günstigeren Wärmepumpen-Tarif abrechnen zu können, muss dieser gesondert vom restlichen Stromverbrauch des Haushalts gemessen werden, weil nur die Wärmepumpe und / oder die Wallbox den günstigen Tarif erhalten. Für den restlichen Haushalt gilt der übliche Stromtarif.

    So funktioniert die Kaskadenmessung

    Die Kaskadenschaltung funktioniert folgendermaßen: Es werden zwei Zähler hintereinander (in Kaskade) geschaltet. Der erste digitale Zähler (Z1) ist ein Zweirichtungszähler und zählt den Gesamtstrom (Haushaltsstrom UND Wärmepumpenstrom) sowie den eingespeisten PV-Strom. Der zweite digitale Zähler (Z2) erfasst ausschließlich den Strom für die Wärmepumpe (bzw. die Wallbox). 

    Schließlich wird der Zählerstand für den Wärmepumpenstrom vom Zählerstand für den Gesamtverbrauch abgezogen. Übrig bleibt der Verbrauch für den Haushaltsstrom. Über die Wechselrichterdaten kann die Menge des eingespeisten PV-Stroms berechnet werden. Eine Kombination aus Photovoltaik-Anlage, Wärmepumpe und Wallbox ist übrigens auch möglich. In einem solchen Fall erhält man den günstigeren Wärmepumpentarif und pauschal einen niedrigeren Arbeitspreis für den restlichen Strom.

    Theoretisch wäre auch der Einbau eines dritten Zählers möglich. Da die Zähler aber einen jährlichen Grundpreis haben, müsste man schon sehr viel mit dem Elektroauto unterwegs sein und ausschließlich zu Hause laden damit diese Kaskadenschaltung rentabel ist. Eine Kombination aus PV-Anlage und Wallbox mit zweitem Zähler ist aber möglich. Der Wallbox Tarif ist ähnlich dem Wärmepumpentarif deutlich günstiger als der Tarif für Haushaltsstrom.

    Bild: Energieheld-Tipps
    • Die Kaskadenschaltung ermöglicht die getrennte Abrechnung von eingespeistem PV-Strom, bezogenem Haushaltsstrom sowie von günstigerem Strom für die Wärmepumpe oder die Wallbox.
    • Damit sich die Kaskadenschaltung rentiert, müssen die jährlichen Einsparungen durch sie höher sein, als die Kosten für die Kaskadenmessung / den zusätzlichen Zähler.

    Neue Wärmepumpe mit Photovoltaik


    Günstige Stromtarife für Wärmepumpen und Wallboxen

    Sowohl für den Betrieb einer Wärmepumpe als auch für die Nutzung einer Wallbox stehen günstige Stromtarife diverser Stromanbieter zur Verfügung. Voraussetzung für den Erhalt ist jedoch, dass Wärmepumpe und / oder Wallbox im Sinne des Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) netzdienlich gesteuert werden können. Dadurch dürfen die Netzbetreiber für diese Geräte ein niedrigeres Netzentgeld berechnen.

    Das macht den Strom billiger. In 2021 hat Wärmepumpenstrom durchschnittlich ca. 23,8 Cent pro Kilowattstunde gekostet, während normaler Haushaltsstrom ca. 30,44 Cent gekostet hat. Für eine Wärmepumpe kann man also von einer Ersparnis von ca. 6,5 Cent pro Kilowattstunde ausgehen. Für Wallboxen sind die Tarife nicht so günstig wie für Wärmepumpen. Der Preis lag 2021 durchschnittlich bei ca. 26 Cent pro Kilowattstunde.

    Sind Zweitarif-Zähler geeignet?

    Zweitarif-Zähler werden üblicherweise für die Messung von Hochtarif (HT) und Niedertarif (NT) genutzt und kommen meist bei Nachtspeicherheizungen zum Einsatz. Sie sind nicht für eine getrennte Messung von Haushaltsstrom und Wärmepumpenstrom geeignet.


    Vorteile und Nachteile im Vergleich

    Bild: Analoger Drehstromzähler / Ferrariszähler
    Umbau für Kaskadenmessung kann teuer werden: Der Zählerschrank | © geralt / pixabay.com CC0

    Der Vorteil einer Kaskadenschaltung besteht darin, dass damit sowohl der selbst produzierte Strom einer Photovoltaik-Anlage als auch günstiger Strom nach einem Wärmepumpen-Tarif genutzt werden können. So spart man bei den Betriebskosten für die Wärmepumpe.

    Von Nachteil sind die aufwendigere Einrichtung (der Umbau des Zählerschranks kann einige hundert Euro kosten). Außerdem entstehen höhere laufende Kosten durch die Miete für die intelligente Messeinrichtung / den zusätzlichen Stromzähler.

    Allerdings gibt es Obergrenzen für die jährliche Miete des Stromzählers, sodass dieser nicht so teuer ist. Grundsätzlich gilt: Die Miete für den Zweitzähler wird vom Netzbetreiber festgelegt und variiert daher deutschlandweit. Dabei wird die Miete für den Zweitzähler durch den Stromversorger kassiert und an den Netzbetreiber weitergeleitet.

    Vorteile KaskadenschaltungNachteile Kaskadenschaltung
    Kann Stromeinspeisung und Strombezug sowohl zum üblichen Tarif als auch zum Wärmepumpentarif / Wallboxtarif getrennt messenAufwendige Installation, ggf. hohe Kosten für Erweiterung des Zählerschrankes
    Ermöglicht Eigenverbrauch von PV-Strom und Bezug z. B. von Strom zum WärmepumpentarifMiete für den zusätzlichen Stromzähler kann Einsparungen durch Wärmepumpentarif übersteigen
    Die Nutzung eines Wärmepumpentarifes kann erheblich Heizkosten sparen

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    Einrichtung und übliche Kosten für die Kaskadenschaltung

    Bild: Wallbox lädt Elektroauto auf
    Die Kaskadenmessung kann auch für die Wallbox genutzt werden | © Chesky / shutterstock.com

    Wenn Sie sich für die Installation einer Kaskadenschaltung entschieden haben, müssen Sie zunächst Kontakt mit dem gewünschten Stromversorger und mit dem Netzbetreiber aufnehmen. Sie benötigen einen Zweirichtungszähler und einen steuerbaren, digitalen Stromzähler für die Wärmepumpe / die Wallbox.

    Danach müssen Sie oder der Netzbetreiber einen Elektroinstallationsbetrieb mit der Installation der Zähler beauftragen und der Netzbetreiber die erfolgte Installation anschließend schriftlich bestätigen. Ist die Bestätigung erfolgt, können Sie von Ihrem Energieversorger günstigen Wärmepumpenstrom erhalten UND PV-Strom einspeisen. Leider bieten nicht alle Stromversorger die Kaskadenmessung an.

    Die Einbau-Gebühr für den Zweitzähler wird üblicherweise vom Netzbetreiber bzw. Stromanbieter übernommen. Sie kann aber auch einmalig bis zu 130 Euro kosten. Dazu kommen die Kosten für die Miete des Stromzählers. Für eine Kaskadenschaltung, also eine intelligente Messeinrichtung ist für den Zweitzähler maximal mit einer Gebühr von jährlich 120 Euro zu rechnen. In der folgenden Tabelle finden Sie einige Beispiele für die Höhe der jährlichen Zähler-Miete von Netz- und Messstellenbetreibern bzw. ihren Partnern*.

    AnbieterRegionKosten: Miete Stromzähler
    E-Werk Mittelbaden (Stromanbieter)*Lahrca. 88 € / Jahr
    Polarstern (Ökostromanbieter)*Bundesweitca. 117 € / Jahr
    Discovergy (Messstellenbetreiber)**Bundesweitca. 99 € / Jahr

    * Stromversorger kassieren die Zähler-Miete vom Kunden und leiten sie an den Netz- / Messstellenbetreiber weiter; ** Der Messstellenbetreiber ist meist auch der Netzbetreiber. Man kann allerdings auch auf dem Markt einen anderen Messstellenbetreiber wählen.

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    Wirtschaftlichkeit der Kaskadenschaltung

    Bild: Kalkulation einer Kaskadenmessung
    Die Kaskadenmessung kann Heizkosten sparen | © geralt / pixabay.com CC0

    Ob sich eine Kaskadenschaltung für eine Wärmepumpe mit PV-Anlage lohnt, hängt stark vom jährlichen Wärmebedarf ab. Außerdem spielt der Anteil des selbst erzeugten und für den Betrieb der Wärmepumpe nutzbaren Stromes eine wichtige Rolle.

    Zudem müssen die jährlichen Kosten für die Miete der intelligenten Messeinrichtung von ca. 90 bis 120 Euro den Einsparungen durch sie gegenübergestellt werden. Hat man z. B. einen Wärmebedarf von 12.000 Kilowattstunden pro Jahr und die Wärmepumpe ein Jahresarbeitszahl von 4 ergibt sich daraus ein Strombedarf von 3.000 Kilowattstunden pro Jahr.

    Werden davon 2.000 Kilowattstunden durch den PV-Strom gedeckt, bleibt also ein Restbedarf von 1.000 Kilowattstunden. Dieser muss mit zugekauftem Strom gedeckt werden. Ausgehend von einem Strompreis von 30,44 Cent pro Kilowattstunde für normalen Haushaltsstrom und 23,8 Cent für Wärmepumpenstrom spart man mit der Kaskadenmessung also ca. 6,5 Cent pro Kilowattstunde bzw. ca. 65 Euro pro Jahr. Demgegenüber steht die Zählermiete von rund 90 bis 120 Euro pro Jahr. In diesem Rechenbeispiel lohnt sich die Kaskadenschaltung also nicht.

    MessartZugekaufter StromStrompreisEinsparung KaskadeMiete extra StromzählerKosten pro Jahr
    Wärmepumpe mit PV-Anlage mit Kaskadenschaltung1.000 kWh / Anno23,8 Ct* (Tarif für WP-Strom)ca. 6,5 Ct / kWhmax. 120 € / Jahrca. 358 €
    Wärmepumpe mit PV-Anlage ohne Kaskadenschaltung30,44 Ct* (normaler Tarif)keinekeineca. 304 €
    Wärmepumpe mit PV-Anlage mit Kaskadenschaltung2.500 kWh / Anno23,8 Ct* (Tarif für WP-Strom)ca. 6,5 Ct / kWhmax. 120 € / Jahrca. 720 €
    Wärmepumpe mit PV-Anlage ohne Kaskadenschaltung30,44 Ct* (normaler Tarif)keinekeineca. 760 €

    * Dreijahresmittel

    Hat man jedoch einen höheren Wärmebedarf, bzw. einen höheren Bedarf an zugekauftem Strom für die Wärmepumpe, lohnt es sich. Liefert die Photovoltaik-Anlage z. B. nur 1.000 Kilowattstunden Strom für die Wärmepumpe bei einem gleichzeitigen Strombedarf von 3.500 Kilowattstunden für die Wärmepumpe bleibt ein Strombedarf von 2.500 Kilowattstunden. Bei einer Einsparung von ca. 6,5 Cent pro Kilowattstunde macht das ca. 160 Euro pro Jahr. In diesem Fall lohnt sich die Kaskadenmessung bei einer Zählermiete von 120 Euro pro Jahr also.

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    Unser Fazit zur Kaskadenmessung

    Bild: Einfamilienhaus mit Wärmepumpe und Photovoltaik
    Entspannt Heizkosten sparen mit Kaskadenmessung | © Altrendo Images / shutterstock.com

    Um mit der Kaskadenmessung Geld zu sparen, gilt es im Vorfeld genau auszuloten, wie viel Strom für den Betrieb der Wärmepumpe hinzugekauft werden muss. Ist der Bedarf zu niedrig, lohnt sich die Kaskadenschaltung nicht, da der Zähler um die 90 bis 120 Euro Miete pro Jahr kostet.

    Die Kosten für den Zähler müssen also eingespart werden, damit die Kaskadenmessung rentabel ist. Je höher der Bedarf an zugekauftem Strom (trotz Photovoltaik-Anlage) ist, desto eher rentiert sich die Kaskadenschaltung also. Konkret bedeutet das, dass die Kaskadenmessung aktuell ab einer Strommenge zugekauften Stromes von ca. 2.000 Kilowattstunden pro Jahr rentabel wird.