Wärmepumpe mit 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 oder 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 Strom aus Ihrer PV-Anlage günstiger ist, als der herkömmliche Haushaltsstrom von Ihrem Stromanbieter.

An bedeckten Tagen oder nachts produziert eine Anlage jedoch nur wenig Solarstrom. Da sich der eigene Heiz- und Warmwasserbedarf allerdings nicht nach der Sonne richtet, empfiehlt sich in jedem Fall ein Stromspeicher bzw. Batteriespeicher. So können Sie vermeiden, dass allzu viel Strom aus der Steckdose hinzugekauft werden muss. Auch ohne Wärmepumpe lohnt sich ein Batteriespeicher für PV-Anlagen in der Regel immer. Denn dadurch lässt sich die Unabhängigkeit vom Energiemarkt nochmal erheblich steigern: Im Durchschnitt kann ein Batteriespeicher die hauseigene Stromerzeugung von etwa 25 Prozent auf rund 70 Prozent erhöhen.

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 3.600 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 18.000 kWh beträgt der Stromverbrauch der Wärmepumpe ca. 3.600 bis 6.000 kWh.

Anders als beispielsweise Gasheizungen haben Wärmepumpen einen sehr hohen Wirkungsgrad von 300 bis 500 Prozent. Das bedeutet, dass Wärmepumpenheizungen aus einer Kilowattstunde Strom zwischen drei und fünf Kilowattstunden Wärme bereitstellen können. 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 mit Photovoltaik lohnt sich: Das sind die Gründe

Wer eine Wärmepumpe kauft und diese mit Photovoltaik kombiniert, merkt schnell, dass beide Systeme besonders gut harmonieren. Wärmepumpen heizen CO2-neutral und mit der PV-Anlage produzieren Sie Ihren eigenen Ökostrom, den Sie zu einem großen Teil direkt an Ort und Stelle verbrauchen. Für eine möglichst große Unabhängigkeit raten viele Energieexperten mittlerweile sogar zu der Kombination aus Wärmepumpe mit Photovoltaik.

Kombinieren Sie eine Wärmepumpe mit Photovoltaik, bietet sich ein enormes Einsparpotenzial. Je mehr Solarstrom 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. 25 Cent pro kWh von einem öffentlichen Anbieter gegenüber.

Wärmepumpe mit Photovoltaik: Wie werden beide Anlagen vernetzt?

Bei der Vernetzung sollte auf jeden Fall ein Installateur hinzugezogen werden. Dieser kann beide Anlagenmiteinander verbinden. Am effizientesten ist die Verknüpfung über ein intelligentes Energiemanagementsystem. Diese Möglichkeit zur Vernetzung und eine weitere Schnittstellenfunktion erläutern wir Ihnen hier einmal genauer:

• Kombination durch intelligentes Energiemanagementsystem

Ein intelligentes Energiemanagementsystem, auch Home Energy Management System (HEMS) genannt, erfasst und koordiniert den Stromverbrauch im Haus. Dabei analysiert eine Software den Energiegewinn der Photovoltaikanlage und verknüpft diesen mit dem Verbrauch der Wärmepumpe, aber auch mit anderen Stromverbrauchern im Haus. Durch die smarte Steuerung wird der Eigenverbrauch der PV-Anlage erhöht und der Zukauf von herkömmlichem Strom aus der Steckdose reduziert.

Gut zu wissen: Mit der Wärmepumpe von thermondo inkl. intelligentem Energiemanager thermondo smart können Sie nicht nur Ihre Wärmepumpe mit Photovoltaik verknüpfen. Darüber hinaus optimiert thermondo smart auch Ihren Batteriespeicher und weitere Stromverbraucher, damit so viel Solarstrom wie möglich in Ihrem Haushalt verwendet wird.

• Schnittstelle mit SG-Ready

Eine weitere Möglichkeit 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 durch die PV-Anlage ermöglicht: Sobald mehr Strom produziert wird, als im Haushalt gebraucht wird, erhält die Wärmepumpe ein Signal. Durch Aufheizen des Pufferspeichers kann die Wärmepumpe den überschüssigen 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 das Heizsystem einen großen Anteil des Stromverbrauchs ausmacht. Dementsprechend sollte die Anlage dann mit 10 bis 12 kWp geplant werden. Kombinieren Sie Ihre Wärmepumpe mit Photovoltaik und zusätzlich mit einem Batteriespeicher sowie einem intelligenten Energiemanager, können Sie bis zu 30 Prozent des Strombedarfs Ihrer Wärmepumpe durch die PV-Anlage abdecken.

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 mit 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 bzw. der genutzten Energiequelle ab. So sind Grundwasser- oder Erdwärmepumpen durch die aufwändige Installation mit 40.000 bis 50.000 Euro in der Regel deutlich teurer als z. B. eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, die bereits ab 27.000 Euro vor Förderung erhältlich ist. Zusätzlich ist die Förderung für Wärmepumpen im Vergleich zu anderen Heizsystemen besonders hoch. Dank staatlichen Zuschüssen von bis zu 70 Prozent sind Wärmepumpen bereits ab 9.000 Euro erhältlich.

• Photovoltaik

Die Kosten für eine Photovoltaikanlage mit 10 bis 12 kWp betragen im Schnitt zwischen 15.200 und 17.700 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 erhöht werden kann. Je nach Dimensionierung können Sie sich auf Kosten bis zu 22.200 Euro einstellen.

Förderung für Photovoltaikanlagen gibt es in Form der sogenannten Einspeisevergütung. Auf kommunaler Ebene können Sie Zuschüsse beantragen oder einen vergünstigten Kredit bei der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) in Anspruch nehmen.

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

Eine Photovoltaikanlage liefert auch in den kalten Monaten Strom. Der Ertrag ist zwar etwas geringer als im Sommer, dennoch kann der Betrieb von Wärmepumpen mit Photovoltaik auch im Winter eine lohnenswerte Kombination sein. Liegt im Winter Schnee auf Ihren Solarmodulen, sollte dieser jedoch entfernt werden, damit die Anlage weiterhin Strom produzieren kann.

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.

Mehr zum Thema Stromverbrauch einer Wärmepumpe im Winter:

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

Wenn die Kombination aus Wärmepumpe mit Photovoltaik plus Stromspeicher optimal genutzt und zusätzlich von einem intelligenten Energiemanager optimiert 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 und die Wärmepumpe ihre Vorteile voll ausspielen und möglichst viel Heizkosten gespart werden können, ist die Grundlage dafür eine genaue Anlagenplanung der Haustechnik. Dabei sollten beide Systeme mit Speichern geplant werden: Ein Batteriespeicher kann den Solarstrom für die spätere Verwendung speichern, während die Wärmepumpe überschüssigen Solarstrom in Wärme umwandeln und im Pufferspeicher zwischenlagern kann.

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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