Wärmepumpen-Optimierung: Wärme erzeugen, wenn sie am wirtschaftlichsten ist

Klassische Regelungen fahren die Wärmepumpe möglichst effizient — sie maximieren den COP (Coefficient of Performance, das Verhältnis von erzeugter Wärme zu eingesetztem Strom). Was dabei unbeachtet bleibt: Strom kostet je nach Stunde sehr unterschiedlich viel. Am Day-Ahead-Markt, dem Börsenhandel für den Folgetag, liegen zwischen der günstigsten und der teuersten Stunde eines Tages oft 10 bis 20 Cent pro Kilowattstunde.

Wirtschaftlich zählt deshalb eine andere Kennzahl: die Kosten pro Megawattstunde Wärme. Eine Wärmepumpe, die mit COP 3,2 in einer 30-Cent-Stunde läuft, erzeugt teurere Wärme als dieselbe Anlage mit COP 2,9 in einer 15-Cent-Stunde. Strompreisgeführte Wärmepumpen-Optimierung bewertet beides zusammen — Preis und Effizienz — und verschiebt die Erzeugung in die Stunden mit den niedrigsten Wärmegestehungskosten. Die thermische Trägheit von Pufferspeichern und Gebäuden macht diese Verschiebung möglich, ohne dass der Komfort sinkt.

Noch günstiger als die billigste Börsenstunde ist der eigene PV-Überschuss: Eingespeist bringt er nur die Einspeisevergütung beziehungsweise den Marktwert — wenige Cent pro Kilowattstunde. Als Wärmepumpen-Strom ersetzt er dagegen den vollen Arbeitspreis inklusive Netzentgelten und Abgaben. Die Optimierung behandelt ihn deshalb als erste Stufe der Einsatzreihenfolge: zuerst mit Überschuss heizen, dann in den günstigsten Netzstunden — der Pufferspeicher trägt die Mittagssonne bis in den Abend.

Strompreisgeführte Speicherbeladung bedeutet: Der Pufferspeicher wird in den Viertelstunden mit den niedrigsten Day-Ahead-Preisen beladen und in den teuren Stunden entladen — statt nach fester Uhrzeit oder erst, wenn die Speichertemperatur unter den Sollwert fällt. Die Wärmepumpe erzeugt dieselbe Wärmemenge, bezieht den Strom aber dann, wenn er am günstigsten ist. Das ist die Kernfunktion eines Heat Optimizers.

So läuft die Beladung in eco2lot Heat ab: Ab etwa 13 Uhr stehen die Börsenpreise des Folgetags fest. Aus Preisen, Wärmebedarfsprognose, Ladezustand und dem gelernten COP-Kennfeld entsteht ein viertelstundengenauer Fahrplan mit Ladefenstern — oft mittags bei PV-Überschuss oder nachts bei viel Wind. In diesen Fenstern hebt die Software den Speicher-Sollwert und die Vorlauftemperatur an; in der Abendspitze liefert der Speicher, die Wärmepumpe drosselt. Wo §14a-Modul-3-Fenster oder ein Leistungspreis hinzukommen, gehen beide als zweites Preissignal in denselben Fahrplan ein.

Leitplanken: maximale Speichertemperatur, Vorlaufgrenzen der Wärmepumpe, Mindestreserve im Speicher und Komfortgrenzen der Gebäude sind hinterlegt; die Herstellerregelung bleibt in Betrieb und jeder Eingriff ist sicherheitsbegrenzt. Das Prinzip gilt für Wärmepumpen ebenso wie für Power-to-Heat-Anlagen und Kaskaden; wie viel Verschiebung Ihr Speicher hergibt, zeigt der Wärmegestehungskosten-Rechner.

Eine deklarierte Beispielrechnung mit typischen Größen — Ihr konkretes Potenzial rechnen wir vorab mit Ihren Lastdaten:

eco2lot Heat läuft auf der eco2lot-Plattform, die seit Jahren Industrieanlagen, Zähler und Gebäudetechnik verbindet. Wärmepumpen werden über offene Schnittstellen angebunden — Modbus TCP, M-Bus, OPC UA, MQTT, SG-Ready-Kontakte oder Hersteller-APIs. Auch gemischte Kaskaden aus Geräten verschiedener Hersteller steuert die Optimierung als eine Anlage.

Bestehende Regler und Sicherheitsketten bleiben unangetastet: Die Optimierung gibt Sollwerte und Freigaben sicherheitsbegrenzt vor — innerhalb der Grenzen, die Hersteller und Anlagenbauer definieren. Fällt die Verbindung aus, läuft die Anlage in ihrer Grundregelung weiter. Hosting nach Ihren Vorgaben: SaaS im deutschen Rechenzentrum, eigene Cloud oder On-Premises.

Wärmepumpen-Optimierungssoftware ist eine übergeordnete Steuerungsebene, die den Day-Ahead-Strompreis, die Wärmebedarfsprognose und das reale COP-Kennfeld der Anlage zu einem Fahrplan für die nächsten 24 bis 36 Stunden verrechnet. Sie belädt Pufferspeicher in günstigen Stunden, verschiebt Laufzeiten, führt Kaskaden nach Wärmekosten je Megawattstunde und übergibt Sollwerte über offene Schnittstellen an die vorhandenen Herstellerregler. Geeignet ist sie für Kaskaden, Quartiere, Gewerbe und Contracting-Portfolios — überall dort, wo Speicher oder Gebäudemasse Strom zeitlich verschieben können.

• Was sie braucht: dynamischen Stromtarif oder Day-Ahead-Zugang, Wärmemengen- und Strommessung, Speicher- und Vorlauffühler, eine offene Schnittstelle zur Anlage (Modbus TCP, OPC UA, M-Bus, SG Ready).
• Was sie liefert: Fahrplan, Speicher-Sollwerte, Kaskadenreihenfolge, Einsparnachweis je Anlage und die Daten für die Betriebsprüfung nach § 60a.
• Was sie nicht ist: kein HEMS für ein Einfamilienhaus, kein Herstellerportal, keine Abrechnungssoftware — sie ergänzt diese Systeme als Betriebs- und Optimierungsebene.

eco2lot Heat ist eine solche Software; die Einsparung lässt sich mit dem Wärmegestehungskosten-Rechner vorab abschätzen.