Wärmepumpe mit Photovoltaik: lohnt es sich?

Ganzheitliches Energiekonzept für hohe Autarkiequoten

Das Haus der Zukunft versorgt sich autark mit Energie. Es benötigt weder Erdgas noch Strom aus dem Netz, sorgt für minimale Betriebskosten und maximalen Umweltschutz. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik ist eine Möglichkeit, diese Zukunft bereits heute zu erleben. Zumindest in der Theorie ist es damit möglich, Strom, Heizwärme und Warmwasser komplett unabhängig vom öffentlichen Netz zu gewinnen. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik arbeitet darüber hinaus CO₂-frei. Sie schont das Klima und das Portemonnaie ihrer Besitzer.

Photovoltaikanlage wandelt Sonnenenergie in grünen Strom um

Die Module der Photovoltaik sitzen dabei perfekt ausgerichtet auf dem Dach. Sie fangen möglichst viel Sonnenlicht ein, um dieses an Ort und Stelle in Strom umzuwandeln. Die elektrische Energie lässt sich daraufhin im Haus verbrauchen oder in das öffentliche Netz einspeisen. Während Letzteres früher die Vorzugsvariante war, lohnt sich heute eher eine hohe Eigenverbrauchsquote. Denn auf diese Weise sparen Sie mehr, als Sie über die Einspeisevergütung einnehmen würden.

Wärmepumpe macht gratis Umweltwärme zum Heizen nutzbar

Die Wärmepumpe zapft verschiedene Umweltwärmequellen an, um darin gespeicherte Energie in Heizwärme umzuwandeln. Möglich ist das mit dem sogenannten Kältekreislauf, bei dem Wärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf ein Kältemittel übergeht. Das Medium verdampft und strömt durch einen Verdichter. Dieser nutzt elektrische Energie, um den Druck und damit auch die Temperatur des Kältemittels zu erhöhen. Liegt die Temperatur über der Vorlauftemperatur der Heizung, gibt die Wärmepumpe thermische Energie an das Heizungswasser ab. Das Kältemittel kühlt sich ab. Sein Druck sinkt durch ein spezielles Expansionsventil und es nimmt den Ausgangszustand wieder ein.

Wärmepumpen nutzen elektrische Energie, um Umweltwärme zum Heizen nutzbar zu machen. Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenenergie in elektrische um. Kombiniert man beide Systeme, arbeitet die Heizung nahezu kostenfrei – zumindest in der Theorie. Denn der Betrieb einer Wärmepumpe mit Photovoltaik setzt einige Punkte voraus. Wir geben einen Überblick, Tipps zur Auslegung und eine Antwort auf die Frage, ob sich das Heizen mit Photovoltaik und Wärmepumpe lohnt.

Die Themen im Überblick:

Funktion einfach erklärt
Wichtige Voraussetzungen
Wärmepumpentarif oder Eigenverbrauch
Deckungsrate und Vorteile
Kosten und Fördermittel
Lohnt sich die Kombination?

Ganzheitliches Energiekonzept für hohe Autarkiequoten

Das Haus der Zukunft versorgt sich autark mit Energie. Es benötigt weder Erdgas noch Strom aus dem Netz, sorgt für minimale Betriebskosten und maximalen Umweltschutz. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik ist eine Möglichkeit, diese Zukunft bereits heute zu erleben. Zumindest in der Theorie ist es damit möglich, Strom, Heizwärme und Warmwasser komplett unabhängig vom öffentlichen Netz zu gewinnen. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik arbeitet darüber hinaus CO₂-frei. Sie schont das Klima und das Portemonnaie ihrer Besitzer.

Photovoltaikanlage wandelt Sonnenenergie in grünen Strom um

Die Module der Photovoltaik sitzen dabei perfekt ausgerichtet auf dem Dach. Sie fangen möglichst viel Sonnenlicht ein, um dieses an Ort und Stelle in Strom umzuwandeln. Die elektrische Energie lässt sich daraufhin im Haus verbrauchen oder in das öffentliche Netz einspeisen. Während Letzteres früher die Vorzugsvariante war, lohnt sich heute eher eine hohe Eigenverbrauchsquote. Denn auf diese Weise sparen Sie mehr, als Sie über die Einspeisevergütung einnehmen würden.

Wärmepumpe macht gratis Umweltwärme zum Heizen nutzbar

Die Wärmepumpe zapft verschiedene Umweltwärmequellen an, um darin gespeicherte Energie in Heizwärme umzuwandeln. Möglich ist das mit dem sogenannten Kältekreislauf, bei dem Wärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf ein Kältemittel übergeht. Das Medium verdampft und strömt durch einen Verdichter. Dieser nutzt elektrische Energie, um den Druck und damit auch die Temperatur des Kältemittels zu erhöhen. Liegt die Temperatur über der Vorlauftemperatur der Heizung, gibt die Wärmepumpe thermische Energie an das Heizungswasser ab. Das Kältemittel kühlt sich ab. Sein Druck sinkt durch ein spezielles Expansionsventil und es nimmt den Ausgangszustand wieder ein.

Die richtige Wärmepumpe zur PV-Anlage wählen

Einen großen Einfluss auf Effizienz und Wirtschaftlichkeit hat auch die Wahl der Wärmepumpenart. Kombinieren Sie eine Brauchwasserwärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage, sind die Anschaffungskosten niedrig. Der Solarstrom deckt einen großen Teil des Strombedarfs und die Wärmepumpe erzeugt das ganze Jahr über nahezu kostenfrei Warmwasser. Ganzheitlich betrachtet sind die Einsparungen jedoch kleiner als bei einer Wärmepumpe mit Photovoltaik zur Raumheizung, die in der Anschaffung wiederum mehr kostet. Entscheidend ist ebenfalls die Umweltwärmequelle. Sole- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen beziehen Umweltwärme ganzjährig mit hohen Temperaturen. Bei sonst gleichen Verhältnissen muss der Verdichter weniger leisten, der Strombedarf ist geringer und die Deckungsrate des PV-Stroms höher. Günstigere Luftwärmepumpen benötigen im Winter hingegen viel Strom. Das erfordert eine größere Photovoltaikanlage oder geht mit einer geringeren Deckungsrate einher.

Wärmepumpe und Photovoltaik: Steuerung über SG oder EMS

Damit die Photovoltaik Wärmepumpe und Hausstrom optimal versorgen kann, kommen SG-Ready-Geräte oder Energiemanagementsysteme (EMS) zum Einsatz. Eine SG-Ready-Wärmepumpe erkennt, wann die Photovoltaikanlage Strom im Überfluss liefert. Sie schaltet sich ein, wandelt die Energie in Wärme um und lagert diese im Trinkwasser- oder Heizungsspeicher ein. Energiemanagementsysteme lernen eine Anlage kennen und verteilen den verfügbaren Solarstrom daraufhin optimal. Sie erhöhen die Eigenverbrauchsquote und sorgen effizient für eine hohe Autarkie. Da die Anschaffungskosten im Vergleich zu SG-Ready-Geräten höher sind, entscheiden die örtlichen Gegebenheiten darüber, welche Variante günstiger ist. Geht es beispielsweise um die Kombination von PV-Anlage mit Stromspeicher, Wärmepumpe und Elektroauto, stellt das Energiemanagementsystem aufgrund der höheren Leistungsfähigkeit häufig die Vorzugsvariante dar.

Heizungsanlage und Haus für die Zukunft rüsten

Neben der Anlagentechnik muss auch das Haus einige Voraussetzungen erfüllen. Wichtig sind niedrige Vorlauftemperaturen, da diese den Energiebedarf der Wärmepumpe reduzieren. Erreichen lassen sie sich unter anderem mit:

Wärmedämmung sowie Wärmeschutzverglasung
großen Heizkörpern oder Niedertemperaturheizkörpern
Flächenheizsystemen wie einer Fußbodenheizung
einem hydraulischen Abgleich der Heizung