Batteriespeicher
Der Strombedarf und die Stromerzeugung unter Verwendung einer Photovoltaikanlage fallen zeitlich nicht immer zusammen. Zur Mittagszeit erzeugen die Photovoltaikmodule oft mehr Strom, als im Haus benötigt wird. In den Abendstunden hingegen ist der Verbrauch meist höher als die produzierte Strommenge. Um einen höheren Eigenverbrauchsanteil zu erzielen und damit den Autarkiegrad zu steigern, ist die Verwendung von Batteriespeichern sinnvoll. Wird mehr Strom produziert als verbraucht, so wird der Batteriespeicher mit dem überschüssigen Strom aufgeladen. Wird später mehr Strom gebraucht als erzeugt, so kann der Bedarf mit Strom aus dem Batteriespeicher gedeckt werden.
Dezentrale elektronische Warmwassererzeuger
Die intelligenten elektronischen Durchlauferhitzer werden dezentral im Haus überall da angebracht, wo warmes Wasser benötigt wird. Mit einem Wirkungsgrad von nahezu 100% wird elektrischer Strom in Wärme umgewandelt, die zur Erwärmung des Trinkwassers führt. Die dezentrale Anbringung verhindert große Wärmeverluste in den Leitungen, es wird kein Speicher benötigt und die integrierte Mikroprozessor-Technologie regelt die Heizleistung anhängig von Sollwert, Durchflussmenge und Zulauftemperatur, so dass keine Vorlaufverluste entstehen.
Elektrische Direktheizung
Elektrische Direktheizgeräte eignen sich besonders für Räume, die nicht durchgehend genutzt und deshalb nur bei Bedarf beheizt werden, wie z. B. das Arbeitszimmer oder das Badezimmer. Der PV-Strom, direkt bezogen von den Modulen oder gespeichert aus dem Batteriespeicher, wird so zum schnellen und gleichmäßigen Beheizen von Räumen eingesetzt und der Eigenverbrauchsanteil erhöht.
Energiemanagementsystem und Smart Home
Die intelligente Regelung der elektrischen Ströme im Haus und die Steuerung von Verbräuchen, wie zum Beispiel die der elektrischen Wärmeerzeugung, ermöglichen es, den Eigenverbrauchsanteil zu erhöhen. Darüber hinaus hilft die Visualisierung der Betriebs- und Verbrauchsdaten den Anwendern, Einsparpotenziale zu erkennen und jederzeit einen Überblick über ihre Energiekosten zu behalten.
Intelligentes Regelsystem der elektrischen Speicherheizung
Kommt eine Speicherheizung zum Einsatz, so ist ein intelligentes Regelsystem erforderlich, um die Anlage effizient zu betreiben. Anhand von Wärmebedarfsdaten, Wettervorhersagen und der Stromverfügbarkeit (PV-Strom und Niedrigtarifstrom) wird die Speicherheizung so betrieben, dass eine optimale Eigenstromnutzung und Systemdienlichkeit gegeben ist. Hier ist bei modernen Speicherheizgeräten aufgrund des guten Wärmerückhaltevermögens die Bereitstellung von Wärme auch bei flexiblen bzw. variierenden Lademodellen gegeben.
Photovoltaikmodule
Photovoltaik ist die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität. Die Photovoltaikmodule, aufgebaut aus vielen kleineren Solarzellen, werden meist auf dem Dach installiert. Durch eine schon vorhandene Dachschräge (vorzugsweise in Richtung Süden), sind die Module so bereits für einen möglichst großen Energieertrag ausgerichtet. Bei Flachdächern findet die Ausrichtung meist mithilfe eines Gestells statt.
Thermischer Speicher
Thermische Speicher speichern Energie in Form von Wärme. Wird durch die Photovoltaikmodule mehr Strom erzeugt, als im Haus verbraucht wird, kann der Wärmespeicher durch die Wärmepumpe thermisch „aufgeladen“ werden. Die gespeicherte Wärmeenergie kann dann bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden. Durch den Einsatz eines thermischen Speichers kann so der Eigenverbrauchsanteil weiter gesteigert werden. Kommt eine Speicherheizung zum Einsatz, ist die Heizung selbst der thermische Speicher und trägt so zur Verbesserung des Eigenverbrauchsanteils bei.
Warmwasser-Fußbodenheizung
Die durch ein Heizsystem (z. B. eine Wärmepumpe) zentral bereitgestellte Heizwärme wird über ein Trägermedium (meist Wasser) im Haus verteilt und bedarfsgerecht an die Raumluft abgegeben. Dadurch, dass mit dem Fußboden eine große Fläche zur Wärmeübertragung genutzt wird, benötigt dieses Heizsystem eine geringere Temperatur als z. B. Wandheizkörper. Aufgrund dieser niedrigen Vorlauftemperaturen eignet sich die Warmwasser-Fußbodenheizung besonders gut, wenn eine Wärmepumpe zur Heizwärmebereitstellung genutzt wird.
Wechselrichter
Der von den Photovoltaikmodulen erzeugte Gleichstrom muss in Wechselstrom umgewandelt werden, damit er in den Hausleitungen weiterverwendet werden kann. Wechselrichter wandeln den ankommenden Gleichstrom mit einem Wirkungsgrad von über 98 Prozent in haushaltsüblichen Wechselstrom (Spannung 230 Volt, Frequenz 50 Hertz). Der Wechselstrom kann dann für Strombedarf im Haus direkt genutzt, gespeichert oder eingespeist werden.
Wärmepumpe
Die Wärmepumpe ist ein elektrisch betriebener Wärmeerzeuger, der Umweltwärme für Heizzwecke nutzbar macht. Durch einen thermodynamischen Kreisprozess wird Umweltwärme aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser bei niedrigen Temperaturen aufgenommen, und dann zur Heizwärmebereitstellung im Haus eingesetzt. Das Nutzbarmachen der Umweltwärme führt dazu, dass ein Vielfaches der aufgewendeten Pumpenleistung an Heizwärme zur Verfügung gestellt wird. Wärmepumpen können damit einen „Wirkungsgrad“ von über 400% erreichen. Dies wird als „Jahresarbeitszahl“ (JAZ oder auch COP) von vier bezeichnet. Wird die Wärmepumpe mit dem erzeugten PV-Strom betrieben, kann der Eigenverbrauchsanteil weiter gesteigert werden.
Zählerschrank als Technikzentrale
Intelligente Stromzähler, sogenannte Smart Meter, ermöglichen in Verbindung mit einem Kommunikationsmodul, dem Smart-Meter-Gateway, eine bidirektionale Kommunikation zwischen Messstellenbetreibern und Haushalten. Sie können beitragen, Lastspitzen zu vermeiden und so eine optimale Auslastung der Stromnetze zu erreichen. Für Kunden machen die neuen Zähler variable Stromtarife möglich. Der Strompreis könnte beispielsweise sinken, wenn gerade viel Strom aus erneuerbaren Energien zur Verfügung steht!