Intelligenter Heizstab: Dynamische Stromtarife für die Wärme nutzen (Quelle: my-PV)
Die zunehmende Verbreitung erneuerbarer Energien führt häufig zu temporären Stromüberschüssen, die negative Strompreise oder zumindest stark schwankende Preise an der Strombörse erzeugen. Verbraucher können diese Situation nutzen, indem sie ihre größten elektrischen Verbraucher genau zu diesen Zeiten aktivieren. Eine Notwendigkeit, um von den volatilen Preisen an der Strombörse zu profitieren, ist ein zumindest stündlich dynamischer Stromtarif, den der Haushalt verwendet.
Etwaige Verbraucher, die punktuell einen großen Stromverbrauch erfordern, sind beispielsweise der Wäschetrockner, die Waschmaschine oder auch das Beladen eines Elektrofahrzeugs – sofern vorhanden. Aber auch der Wärmebereich bietet hierfür ein großes Potenzial. Für die Warmwasserbereitung fallen in einem Haushalt mit vier Bewohnern rund 4000 kWh an. Der gleiche Energiebedarf wie bei der Warmwasserbereitung tritt auch in der Heizung auf bei einem gut gedämmten Gebäude (etwa durch Sanierung oder Neubau), das energetisch dem heutigen Standard entspricht.
Für die Heizung kann, wenn auch ein thermisches System zur Wärmebereitung mit einem Pufferspeicher zur Verfügung steht, ein zusätzlicher Sektor elektrifiziert oder elektrisch unterstützt werden. Hierfür stehen am Markt handelsübliche Heizstäbe zur Verfügung, die mit elektrischer Energie die Wärmebereitung vornehmen. Somit können in einem üblichen 4-Personen-Haushalt fast alle Sektoren, je nach Gegebenheit natürlich, elektrisch betrieben werden – ein enormes Potenzial für Optimierungen.
Bevor hier auf die Optimierungen eingegangen wird, stellt sich die Frage, warum negative Strompreise an der Börse entstehen?
Ungleichgewicht in Produktion und Verbrauch
Negative Strompreise entstehen, wenn die Erzeugung elektrischer Energie deutlich höher ist als der Verbrauch, typischerweise verursacht durch Spitzenproduktionen von Wind- oder Solarenergie. Konventionelle Kraftwerke können in solchen Situationen nicht kurzfristig heruntergefahren werden, ohne hohe Kosten oder technische Probleme zu riskieren. Daher bezahlen Stromanbieter teilweise sogar dafür, Strom abgenommen zu bekommen.
Ein hoher Stromverbrauch in diesen Phasen ist wichtig, da er die Netzstabilität gewährleistet und zur effizienten Nutzung der generierten Überschüsse beiträgt. Verbraucher, die zu diesen Zeiten Strom aufnehmen, leisten somit einen wichtigen Beitrag zur Integration erneuerbarer Energien – und ermöglichen einen preisoptimierten Verbrauch für die diversen Sektoren im Haushalt.
Funktionsprinzip elektrischer Heizstäbe bei dynamischen Tarifen
Elektrische Heizstäbe wandeln elektrische Energie nahezu verlustfrei in Wärme um. Werden diese intelligent gesteuert, können sie überschüssigen Strom aus Photovoltaik- oder Windenergieanlagen im öffentlichen Stromnetz gezielt aufnehmen und in Wärme speichern. Der Schlüssel Wesentliche technische Anforderungen umfassen zuverlässige Smart Meter, stabile Kommunikation mit cloudbasierten Steuerungssystemen und eine präzise Regelung der Heizleistung. Besondere Herausforderungen liegen in der kontinuierlichen und zuverlässigen Verarbeitung von Echtzeit-Daten sowie der Einhaltung rechtlicher und regulatorischer Rahmenbedingungen.
Heizstäbe in bestehende Heizsysteme integrieren
Ein besonderer Vorteil liegt darin, bestehende fossile Heizsysteme (etwa Gas- oder Ölheizung) kostengünstig mit einem Heizstab zu erweitern. Schon ab rund 550 Euro lässt sich ein Heizstab einfach in bestehende Warmwasserspeicher integrieren, wodurch die Warmwassererzeugung teilweise oder vollständig auf öffentlichen Netzstrom umgestellt werden kann. So erhöht sich gleichzeitig die Versorgungssicherheit durch eine duale Energieträger-Nutzung. Wenn der Netzstrom durch die Schwankungen eines dynamischen Tarifs (stündlich oder viertelstündlich abgerechnet) durch geringe Ausbeute bei erneuerbaren Energien in höhere Preisdimensionen getrieben wird (wie es beispielsweise im November und Dezember 2024 der Fall war), kann auf das Primärheizsystem gegebenenfalls zurückgegriffen werden.
Der Vorteil der Nutzung dynamischer Stromtarife liegt aber genau darin, die günstigen Zeitfenster durch Angebot und Nachfrage am Strommarkt nutzen zu können – nicht nur für die Hausverbraucher, sondern eben den großen Bedarf an Wärme (Warmwasser und Heizungswasser).