Wärmepumpe und Photovoltaik: Vorteile & Voraussetzungen

Was ist Photovoltaik?

Vereinfacht gesagt, bezeichnet Photovoltaik die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Trifft Sonnenlicht auf die Solarzelle, entsteht eine Spannung, die mithilfe einer Photovoltaikanlage in Strom umgewandelt wird. Den Hauptbestandteil bilden dabei die Solarmodule, die mit einer Unterkonstruktion auf dem Dach befestigt werden. Weiterhin besteht eine solche Anlage aus einem Wechselrichter und einem Zweirichtungszähler, dieser wird zur Erfassung der ein- und ausgehenden Strommenge benötigt. Zudem sind viele Photovoltaikanlagen mit einem Stromspeicher, auch Batteriespeicher genannt, ausgestattet.

Kann man Photovoltaik mit einer Wärmepumpe kombinieren?

Eine Wärmepumpe ist eine umweltfreundliche Heizung, die zum Großteil mit erneuerbaren Energien – Luft, Wasser und Erde – betrieben wird. Für ihren Antrieb braucht sie Strom – also elektrische Energie. Die Photovoltaikanlage kann diese Energie, zumindest zum Teil, liefern. Auf diese Weise lassen sich die Betriebskosten Ihrer Wärmepumpe senken, da der Eigenverbrauch für kostenpflichtigen Strom erheblich reduziert wird.

An bedeckten Tagen oder nachts produziert eine Anlage jedoch nur wenig Strom. Da sich der eigene Heiz- und Warmwasserbedarf allerdings nicht nach der Sonne richtet, empfiehlt sich ein Stromspeicher bzw. Batteriespeicher. So können Sie vermeiden, dass allzu viel Strom aus der Steckdose hinzugekauft werden muss.

Wie viel Strom verbraucht eine Wärmepumpe durchschnittlich?

Eine pauschale Antwort für den Stromverbrauch einer Wärmepumpe gibt es nicht. Für ein Einfamilienhaus kann jedoch mit einem Verbrauch von rund 4.000 bis 6.000 Kilowattstunden (kWh) Strom gerechnet werden. Ein entscheidender Faktor ist der Energiestandard des Gebäudes. Dieser legt fest, wie hoch der Energiebedarf pro Quadratmeter Energiebezugsfläche und Jahr sein darf. Errechnet wird er durch Haustechnik und bauliche Maßnahmen.

Ein weiterer Richtwert für den jährlichen Stromverbrauch einer Wärmepumpe lautet:

• Bei einer Heizleistung von 10.000 kWh beträgt der Stromverbrauch der Wärmepumpe ca. 2.000 bis 4.000 kWh.

Anders als beispielsweise Gasheizungen haben Wärmepumpen einen sehr hohen Wirkungsgrad von bis zu 500 Prozent. Das bedeutet, dass Wärmepumpenheizungen aus einer Kilowattstunde Strom bis zu fünf Kilowattstunden Wärme machen. Daher sind Wärmebedarf (in kWh) und Stromverbrauch (in kWh) bei der Wärmepumpe nicht identisch. Bei Gasheizungen liegt der Wirkungsgrad bei maximal 100 Prozent. Das heißt, eine Kilowattstunde Erdgas erzeugt dann auch maximal eine Kilowattstunde Wärmeenergie.

Wärmepumpe und Photovoltaik lohnt sich: Das sind die Gründe

Erfahrungen mit Wärmepumpenheizungen und Photovoltaik haben gezeigt, dass beide Systeme besonders gut harmonieren. Für eine möglichst große Unabhängigkeit raten viele Energieexperten mittlerweile sogar zu der Kombination. Mit einer Wärmepumpe heizen Sie CO2-neutral und mit der PV-Anlage produzieren Sie Ihren eigenen Ökostrom, den Sie zu einem großen Teil direkt an Ort und Stelle verbrauchen. Mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe heizen Sie bereits heute umweltfreundlicher und effizienter als mit einer Ölheizung oder Gasheizung.

Zusätzlich bietet die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik enormes Einsparpotenzial. Je mehr Strom für die Wärmepumpe vom eigenen Dach kommt, desto günstiger wird es für Hausbesitzer. So stehen durchschnittlich 5 bis 11 Cent pro kWh Strom aus der eigenen PV-Anlage ca. 34 Cent pro kWh von einem öffentlichen Anbieter gegenüber.

Wie wird eine Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage vernetzt?

Bei der Vernetzung sollte auf jeden Fall ein Installateur hinzugezogen werden. Dieser kann beispielsweise per Wechselrichter beide Geräte miteinander verbinden. Noch effizienter ist ein intelligentes Energiemanagementsystem. Diese Möglichkeit zur Vernetzung und eine weitere Schnittstellenfunktion erläutern wir Ihnen hier einmal genauer:

• Kombination durch intelligentes Energiemanagementsystem

Ziel ist es, dass der Eigenverbrauch bzw. Stromverbrauch, soweit es geht, durch Solarstrom aus der PV-Anlage und nicht durch konventionellen Strom aus der Steckdose gedeckt wird. Bei dieser Kombinationsmöglichkeit hilft eine spezielle Software, die automatisiert oder aber auch per App gesteuert wird. Der Verbrauch des eigenen Solarstroms der PV-Anlage wird an den Tagesverlauf des verfügbaren Solarstroms angepasst und optimiert.

Der Vorteil ist, dass intelligente Energiemanagementsysteme lernfähig sind und elektrische Geräte im Haus, wie beispielsweise die Waschmaschine, dann einschalten, wenn Kapazitäten dafür vorhanden und keine Verbrauchsspitzen zu erwarten sind. Nachteil an diesen Systemen ist, dass es technisch etwas aufwändiger ist und im Haus eine gewisse Infrastruktur vorhanden sein muss.

• Schnittstelle mit SG-Ready

Eine weitere Möglichkeit zum intelligenten Energiemanagement ist die sogenannte SG-Ready Schnittstelle. Sie dient am Eingang der Wärmepumpe als Kombinationsmöglichkeit zur Photovoltaikanlage. Die Abkürzung SG steht für Smart Grid und bedeutet übersetzt intelligentes Stromnetz. Es handelt sich hier um ein Label, das Hersteller von Wärmepumpenheizungen beantragen können.

Bei dieser Lösung wird die Ansteuerung der Wärmepumpe ermöglicht. Sobald die PV-Anlage mehr Strom produziert als gebraucht wird, erhält die Wärmepumpe ein Signal. Durch Aufheizen des Warmwasserspeichers kann die Wärmepumpe den produzierten Solarstrom nutzen und als Wärme speichern.

Wärmepumpe mit Photovoltaik: Wie groß muss eine PV-Anlage sein?

Die notwendige Größe einer Photovoltaikanlage, um den Stromverbrauch einer Wärmepumpe mit abzudecken, lässt sich pauschal nicht sagen. Die Wohnfläche sowie der energetische Zustand des Hauses, die Ausrichtung des Daches und die Größe der Wärmepumpe spielen dabei ebenso eine große Rolle wie der individuelle Stromverbrauch des Haushalts.

Ausgehend von einem durchschnittlichen Einfamilienhaus, lässt sich der Eigenverbrauch jedoch in der Regel mit einer PV-Anlage mit 5 bis 7 kWp abdecken. Erfahrungen mit Wärmepumpe und Photovoltaik haben gezeigt, dass in der Kombination das Heizsystem einen großen Anteil des Stromverbrauchs ausmacht. Dementsprechend sollte die Anlage dann mit 10 bis 12 kWp geplant werden.

Wichtig: Die Größe einer Photovoltaikanlage muss für jeden Haushalt individuell geplant werden. Lassen Sie sich dazu unbedingt von einem Fachbetrieb beraten.

Wie viel kostet eine Wärmepumpe mit Photovoltaik?

Die Anschaffung einer Wärmepumpe und Photovoltaik klingt auf den ersten Blick nach einer großen Investition. Wir haben die Kosten für Sie einmal aufgeschlüsselt:

• Wärmepumpe

Die Kosten einer Wärmepumpe hängen stark von der Art ab. So ist eine Wasser-Wasser - oder Erd-Wasser-Wärmepumpe durch die aufwändige Installation in der Regel teurer, als z. B. eine Luft-Wasser-Wärmepumpe. Insgesamt können Sie dabei mit einer Kostenspanne zwischen 27.000 und 50.000 Euro rechnen. Im Vergleich zu anderen Heizsystemen ist die staatliche Förderung der Wärmepumpe besonders hoch. Das Heizsystem wird aktuell mit bis zu 70 Prozent bezuschusst.

Gut zu wissen: Die thermondo Wärmepumpe erhalten Sie bei einer Leistung von 12 kW ab 32.500 Euro. Mit der Förderung von bis zu 70 Prozent bei 30.000 Euro förderfähigen Kosten, sind das am Ende Kosten von nur noch 11.500 Euro.

• Photovoltaik

Die Kosten für eine Photovoltaikanlage mit 10 bis 12 kWp betragen im Schnitt zwischen 20.500 und 22.700 Euro. Für die Kombination mit einer Wärmepumpe sollte immer die Anschaffung eines Stromspeichers in Betracht gezogen werden, damit der selbst produzierte Solarstrom so effizient wie möglich genutzt und der Eigenverbrauch gedeckt werden kann. Je nach Dimensionierung können Sie sich auf Kosten bis zu 32.700 Euro einstellen. Auch für Photovoltaikanlagen gibt es Förder- oder Finanzierungsmöglichkeiten, die die Anschaffungskosten noch einmal reduzieren können.

Wärmepumpe mit Photovoltaik: Reicht eine PV-Anlage auch im Winter?

Eine Photovoltaikanlage liefert auch in den kalten Monaten Strom. Der Betrieb von Wärmepumpenheizung und Photovoltaik ist vor allem im Winter eine lohnenswerte Kombination und bietet enorm viel Einsparpotenzial. Denn vor allem an sehr kalten Tagen kommt ein strombetriebener Heizstab zum Einsatz. Dieser unterstützt die Heizleistung der Wärmepumpe bei besonders niedrigen Temperaturen im zweistelligen Minusbereich.

Eine vollständige Abdeckung des gesamten Strombedarfs im Sommer wie Winter, also ein Autarkiegrad von 100 Prozent, ist jedoch nicht erstrebenswert. Um dies zu erreichen, müsste eine PV-Anlage sehr groß sein und deutlich mehr Strom produzieren, als im Haushalt eigentlich verbraucht wird. Damit eine Photovoltaikanlage wirtschaftlich arbeitet, sollte jedoch der Eigenverbrauch so hoch wie möglich sein. Das liegt daran, dass die aktuelle Einspeisevergütung im Vergleich zum Strompreis sehr niedrig ist. Daher wäre eine Photovoltaikanlage, die den gesamten Strombedarf einer Wärmepumpe abdecken kann, unwirtschaftlich.

Fazit: Rund 70 Prozent Selbstversorgung sind mit Wärmepumpe und Photovoltaik möglich

Wenn die Kombination aus Wärmepumpe mit Photovoltaik plus Stromspeicher optimal genutzt wird, ist bei Häusern mit hohem Energiestandard ein Autarkiegrad von ca. 70 Prozent möglich. Selbst bei Häusern mit schlechterem Energiestandard sind es immer noch ca. 35 Prozent.

Damit die PV-Anlage optimal genutzt und möglichst viel Heizkosten gespart werden können, ist die Grundlage dafür eine genaue Anlagenplanung der Haustechnik. Dabei lohnt sich der Einsatz von intelligentem Energiemanagement, um so viel Eigenverbrauch wie möglich zu erreichen. Bei einem Neubau ist das ganze etwas einfacher, da die komplette Anlage als neues System geplant werden kann. Im Altbau bzw. Bestandsgebäude müssen die bereits vorhandenen Komponenten zu einem neuen System kombiniert werden.

Trotzdem sollte man den Umbau nicht scheuen, da ein modernes und effizientes Heizsystem ein enormes Einsparpotential bietet und sich ein Umbau langfristig amortisiert.

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