Wärmepumpe mit Photovoltaik
Kosten sparen dank erhöhtem Eigenverbrauch
Durch die Reduzierung der Einspeisevergütung bei gleichzeitigem Anstieg der Strompreise führt ein hoher Eigenverbrauch von Photovoltaik (PV)-Strom zu einer deutlichen Steigerung der Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage. Die Kombination einer Wärmepumpe mit Photovoltaik ermöglicht genau das. Sie erhöht den Eigenverbrauch des Stroms erheblich und senkt zusätzlich die Heizkosten des gesamten Systems. Wärmepumpe und Photovoltaikanlage – ein effizientes und umweltfreundliches Dreamteam?
Wärmepumpen erzeugen Heizwärme aus kostenlos verfügbarer Umweltwärme. Diese stammt je nach Wärmepumpen-Art aus der Umgebungsluft des Gebäudes, dem Grundwasser oder den tieferen Schichten im Erdboden. Für den Betrieb einer Wärmepumpenheizung wird also kein fossiler Brennstoff benötigt, sondern nur etwas Strom aus der Steckdose. Dieser macht bei der Wärmepumpe den Hauptteil der Betriebs- und Heizkosten aus. Je günstiger der Strom für die Heizung bezogen werden kann, umso besser.
Eine Wärmepumpe mit Photovoltaik zu kombinieren, ist daher eine ideale Wahl. Die Photovoltaikanlage hat durch die Wärmepumpe jederzeit einen Verbraucher, den sie mit Strom beliefern kann. So können Sie nicht nur den Strombedarf für die Wärmepumpe größtenteils selbst decken, sondern auch den wichtigen Anteil am Eigenverbrauch Ihres Solarstroms erhöhen. Hinsichtlich der hohen Strompreise sparen Sie so eine Menge Geld.
Ebenfalls positiv auf Ihre laufenden Kosten wirkt sich der hohe Wirkungsgrad einer Wärmepumpe aus. Im Gegensatz zu konventionellen Gas- oder Ölheizungen arbeitet eine Wärmepumpe deutlich effizienter. Ob diese Rechnung im Alltagsbetrieb aufgeht, ist natürlich trotzdem von einigen Faktoren abhängig.
Nicht zuletzt tun Sie mit der Investition in gleich zwei regenerative Systeme auch etwas für die Umwelt und das Klima. Das honoriert auch die Regierung. Sowohl die Wärmepumpe als auch die Photovoltaikanlage profitieren von attraktiven Fördermöglichkeiten. Eine Übersicht zu den aktuellen Förderungen erhalten sie in unserem Förderung-Ratgeber.
Dimensionierung
Ein sehr wichtiger Faktor für eine gute PV und Wärmepumpen Kombination ist die Größe der PV-Anlage. Im Optimalfall deckt die Photovoltaikanlage den kompletten oder einen großen Teil des Stromverbrauches Ihres Haushaltes, möglichst oft ab. Dazu darf die PV-Anlage einerseits nicht zu klein sein, andererseits aber auch nicht zu groß. Denn gerade die überschüssige Stromproduktion lohnt sich kaum.
Gebäudedämmung
Der Zustand Ihrer Gebäudedämmung entscheidet maßgeblich, wie viel Energie Ihre Immobilie über die Gebäudehülle verliert. Im Umkehrschluss bestimmt sie damit auch, wie stark und oft sie nachheizen müssen und wie hoch die Vorlauftemperatur Ihres Heizsystems dabei sein muss. Ist die Dämmung Ihres Gebäudes schlecht, benötigen Sie unter Umständen auch eine leistungsstärkere PV-Anlage. Dämmende Maßnahmen können sich hier deswegen im Vorfeld lohnen.
Standort
Sehr relevant ist auch der Standort der PV-Anlage. Hier spielen einerseits die Ausrichtung und andererseits die örtlichen Gegebenheiten eines Gebäudes mit rein. Für einen maximalen Ertrag sollte die Dachfläche für PV nach Süden und in einem 30° Winkel ausgerichtet sein. Eine grobe Einschätzung, ob Ihre Immobilie diesen Anforderungen genügt, erhalten Sie über das Solarkataster Ihres Bundeslandes. Diese Solarkataster sind frei im Internet verfügbar.
Anbindung
Auch die Anbindung der PV an die Wärmepumpe entscheidet über die Effizienz des gesamten Systems. Technische Lösungen gibt es hier viele. Im Groben und Ganzen unterscheiden sie sich durch zwei Ansätze: Die PV-Anlage kann nur an die Wärmepumpe oder an die Wärmepumpe und das gesamte System angeschlossen werden. Natürlich zeichnet sich der zweite Fall durch eine noch höhere Effizienz aus, vor allem dann, wenn Sie zum Beispiel ein Elektroauto haben. Solche intelligenten Energiemanagementsysteme sind insgesamt aber auch teurer.
Pufferspeicher
Verfügt Ihre Immobilie über einen Pufferspeicher, genießen Sie bei der PV-Wärmepumpen Kombination einen entscheidenden Vorteil: Während der Sonnenstunden wird überschüssige Energie über den Pufferspeicher aufgefangen. Diese Wärmeenergie nutzt ihr System dann zu einem Zeitpunkt, wenn es wirklich gebraucht wird, die PV-Anlage aber unter Umständen kein Strom erzeugen kann (etwa in der Nacht). Das erhöht auch den Eigenverbrauch ihres Systems.
Optionaler Stromspeicher
Einen ähnlichen Effekt wie ein Pufferspeicher bei einer Wärmepumpe-Photovoltaik-Kopplung bietet ein Stromspeicher. Zu Hochzeiten der natürlichen Stromproduktion speichert eine Batterie dann den Strom für die Tiefzeiten. Im Gegensatz zum Pufferspeicher, kann diese Energie bei passender Technik, auch für Haushaltsgeräte oder andere Stromverbraucher genutzt werden.
Wärmepumpenkompatibler Wechselrichter
Damit der Strom aus Ihrer Photovoltaikanlage auch in Ihrem System genutzt werden kann, bedarf es einem Wechselrichter. Dieser wandelt den Gleichstrom der Photovoltaikanlage in nutzbaren Wechselstrom um. Für die effektive Kombination sollte dieser wärmepumpenkompatibel sein.
Die Effizienz Ihres Heizsystems ist umso höher, je niedriger die Vorlauftemperatur der Heizung ausfällt. Besonders zuträglich sind deswegen Flächenheizungen (zum Beispiel Fußboden- oder Wandheizungen). Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizkörpern ist die Fläche, über die diese Heizverteilsysteme Wärme abgeben können, deutlich größer. In der Folge werden niedrigere Temperaturen für einen ähnlichen Effekt benötigt.
Umgekehrt sinkt damit auch der Strombedarf der Wärmepumpe, wodurch die PV-Anlage kleiner dimensioniert werden kann und auch die Speichereinheiten für eine längere Dauer zur Versorgung genügen. Optimal ist außerdem auch eine ausreichend große Dachfläche, damit der Ertrag der Photovoltaikanlage auch ganzjährig den Bedarf der Wärmepumpe decken kann.
Die Einbindung eines Pufferspeichers für die Heizung bzw. die Warmwasserbereitung ist bei Nutzung einer Wärmepumpe zu empfehlen. Er dient in Kombination mit der PV-Anlage als zusätzlicher Energiespeicher. So können Sie immer dann, wenn die Sonne scheint, den Solarstrom zur Aufheizung von Wasser im Pufferspeicher nutzen, wodurch die Wärmepumpe weniger leisten muss, um den späteren Heizbedarf zu befriedigen. Energetisch effizienter ist allerdings ein Stromspeicher, in dem der Solarstrom in Batterien auf Abruf gespeichert werden kann. Letzterer ist aber auch besonders teuer und erfordert zusätzlichen Platz für die Aufstellung der Akkus.
Falls Photovoltaik nicht für Sie in Frage kommt, kann auch die Kombination von Wärmepumpe und Solarthermie eine Alternative sein. Dann nutzen Sie nicht Solarstrom, sondern direkte Sonnenwärme für den Betrieb Ihrer Heizung. Die WOLF Flachkollektoren und WOLF Röhrenkollektoren lassen sich auf viele Wohnsituationen individuell anpassen. Erfahren Sie mehr und nutzen Sie unser Kontaktformular.
Wärmepumpe und Photovoltaikanlage sollten aufeinander abgestimmt sein und miteinander kommunizieren können. Energiemanagement-Systeme ermöglichen die Zuschaltung des Solarstroms zu Zeiten hoher Sonneneinstrahlung und die effiziente Nutzung der Speichermöglichkeiten der Heizung bzw. den Abruf von Energie aus dem Stromspeicher.
Bei den meisten Geräten wird diese Anbindung heutzutage über das sogenannte SG-Ready System realisiert. Dabei handelt es sich um ein Qualitätssiegel, das vom Bundesverband Wärmepumpe und bislang 17 Herstellern unterstützt wird. SG steht dabei für „Smart-Grid“, also das intelligente Stromnetz der Zukunft. WOLF-Wärmepumpen mit SG-Ready Siegel können mit Ihrem heimischen Smart-Grid kommunizieren. Somit lässt sich der PV-Stromüberschuss künftig sinnvoll zum Heizen, für die Warmwasserbereitung oder auch zum Kühlen Ihres Hauses im Sommer verwenden. Das kommt nicht nur Ihrem Geldbeutel zugute, sondern auch der Umwelt und den Stromnetzen, die weniger belastet werden.
Auch wenn Sie keine Photovoltaikanlage besitzen, kann eine SG-Ready Wärmepumpe nützlich sein, um günstige Wärmepumpentarife effektiv nutzen zu können. Dann arbeitet die Wärmepumpe vor allem zu Zeiten, wenn der Stromtarif vom Energieversorger nachfragebedingt abgesenkt wird. Damit reduzieren sich die Stromkosten ebenfalls.
Wie stark Sie Ihren Eigenverbrauch durch die Kombination einer Wärmepumpe mit Photovoltaik erhöhen können, ist individuell sehr verschieden. Pauschale Aussagen sind schwierig, da Faktoren wie Größe und Ertrag der Photovoltaikanlage ebenso zentrale Rollen spielen wie Ihr individueller Wärmebedarf und die Größe eventuell vorhandener Pufferspeicher und Stromspeicher. Nicht zuletzt ist auch der energetische Zustand des Hauses ein wichtiger Aspekt. Es gibt aber bestimmte Richtwerte, an denen Sie sich orientieren können:
Möglicher Eigenverbrauch-Anteil (Richtwerte):
- Photovoltaikanlage ohne intelligente Steuerung: ca. 30 %
- Wärmepumpe mit Photovoltaik ohne intelligente Steuerung: ca. 50 %
- Wärmepumpe und Photovoltaik mit Speicher und SG-Steuerung: bis zu 80 %
Vollständige Autarkie ist theoretisch erreichbar, wenn Wärmepumpe und Photovoltaik optimal aufeinander abgestimmt sind und alle anderen Faktoren ebenfalls passen. Bei Nutzung von Stromspeicher und Pufferspeicher kann die Wärmepumpe den verfügbaren PV-Strom zur Erzeugung von Wärme nutzen, auch wenn gerade kein Heizbedarf besteht. Da sich viele Wärmepumpen auch zur Kühlung einsetzen lassen, ist im Sommer der Betrieb von Wärmepumpe und Photovoltaikanlage ein echtes Dreamteam.
Die Kombination Wärmepumpe und Photovoltaik bietet auf lange Sicht oft wirtschaftliche Vorteile. Wird die Heizung mit Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage betrieben, reduzieren sich die Heizkosten erheblich. Im Idealfall arbeitet die Wärmepumpe dann sogar autark und kostenlos.
Dem gegenüber stehen die vorerst recht hohen Anschaffungs- und Installationskosten für die komplette Anlage. Für einen reibungslosen Ablauf ist schließlich eine individuelle Planung und möglichst intelligente Koordinierung von Wärmepumpe, Photovoltaikanlage, Speichersystemen und Energieeffizienz im Gebäude erforderlich.
Passen Größe und Auslegung der gesamten Heizung samt PV-Anlage und Wärmepumpe zusammen, lässt sich der Eigenverbrauch aber deutlich steigern und der Energieverbrauch deutlich senken. Dadurch amortisiert sich das gesamte System oft schnell. Ebenfalls kostensenkend wirken sich die Fördermöglichkeiten für regenerative Energien aus.
