Klimafreundliche Energiesysteme sind auf dem Vormarsch. Nicht nur die Politik setzt die Installation erneuerbarer Technologien durch. Viele Haushalte möchten von sich aus nachhaltiger leben und Kosten sparen.
Einen besonders großen Mehrwert erhalten Sie durch die Kombination sich ergänzender Systeme. Ein Paradebeispiel dafür ist die Verbindung einer Wärmepumpe und einer Photovoltaikanlage.
Lesen Sie hier, welche Vorteile die Kombination bringt und welche Voraussetzungen dafür erfüllt werden müssen. Hier erfahren Sie außerdem, welche Kosten auf Sie zukommen und noch viele weitere nützliche Tipps und Tricks.
Die Vorteile einer Wärmepumpe
Immer mehr Menschen möchten eine Wärmepumpe für ihr Eigenheim anschaffen. Diese nutzt Energie aus ihrer natürlichen Umwelt, um ganzjährig Heizwärme und/oder Warmwasser zu erzeugen. Die Energie dafür wird entweder der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser entnommen.
Durch elektrische Antriebsenergie erzielt die Wärmepumpe dann das gewünschte Temperaturniveau. Das Heizen mit einer Wärmepumpe ist gegenüber einer traditionellen Öl- oder Gasheizung nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch deutlich kostengünstiger.
Wärmepumpen arbeiten am besten zusammen mit Niedertemperatur-Heizsystemen wie z. B. Fußbodenheizungen. Angeschlossen an eine Solaranlage erhöht sich dann der Eigenverbrauch von selbst produziertem Strom. Das steigert die Rendite der PV-Anlage und steigert ebenfalls die Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern.
Ob eine Wärmepumpenheizung für Ihr Gebäude geeignet ist, sollte im Vorfeld jedoch genau geprüft werden. So können Sie den Energiebedarf und die Kosten realistisch einschätzen.
Lesen Sie hier weitere Informationen zu der Funktion von Wärmepumpen und den unterschiedlichen Typen: Wärmepumpe: Funktion, Vorteile, Kosten und Förderung in 2024
Nachfolgend sehen Sie noch einmal die Vorteile kurz und knapp:
- Klimaschutz: kein Heizen mit fossilen Brennstoffen.
- Geringe Betriebskosten im Vergleich zu Öl- oder Gasheizungen.
- Ungefährlicher Betrieb (keine Verbrennung zur Wärmeerzeugung).
- Kann im Sommer als Klimaanlage verwendet werden.
- Hohe Förderungsmöglichkeiten für die Anschaffungskosten.
Wärmepumpen arbeiten effizient, sind wartungsarm und nutzen regenerative Energiequellen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass sie immer mehr zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung in deutschen Haushalten Verwendung finden.
Mit einem Wärmepumpen-Tarif kann man sogar noch zusätzlich Geld sparen. Voraussetzung dafür ist, dass Sie über die richtigen Stromzähler verfügen. Hierzu später mehr.
Warum mit PV kombinieren?
Photovoltaikanlagen produzieren elektrischen Strom aus Sonneneinstrahlung. Dabei können Sie für den Eigenbedarf oder auch die Einspeisung ins Stromnetz verwendet werden. PV-Anlagen-Besitzer haben so die Möglichkeit, ihre Stromkosten drastisch zu senken und bei Bedarf von der Einspeisevergütung zu profitieren.
Da Wärmepumpen mit Strom betrieben werden, ist eine Verbindung aus PV-Anlage und Wärmepumpe ideal, um nicht nur Strom-, sondern auch massiv an Heizkosten zu sparen.
Durch die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik werden die elektrischen Komponenten, die für die Wärmeerzeugung notwendig sind, mit Solarstrom betrieben. Das reduziert die Kosten für Wärmepumpenstrom und steigert gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaikanlage. Dazu sparen Sie CO2 ein, steigern den Wert Ihrer Immobilie und erreichen einen noch höheren Autarkiegrad.
Wir halten fest: Photovoltaik und Wärmepumpe bieten eine doppelte Einsparung. Während Photovoltaik kostenlose Energie für die Heizanlage bereitstellt, steigert die Wärmepumpe den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms. Je mehr Solarstrom Sie selbst verbrauchen, desto weniger müssen Sie aus öffentlicher Quelle dazukaufen.
Zusätzlich dazu kann die Amortisation der Investitionskosten bei einem hohen Wärmebedarf schneller erreicht werden. Je nach Energiestandard des Gebäudes deckt die PV-Anlage zwischen 25 und 35 % des Energiebedarfs der Wärmepumpe.
Mit einem intelligenten Energie-Management-System kann diese Zahl auf bis zu 50 % gesteigert werden. Mit einem passenden Stromspeicher ist sogar eine Bedarfsdeckung von 70 % und mehr möglich.
Verglichen mit einer Einspeisung von überschüssigem Strom ins Stromnetz, die nur eine Rendite von 6 bis 10 Cent/kWh bringt, bietet dies eine deutlich höhere Ersparnis.
Voraussetzungen für die Kombinationsanlage
Wer seine Wärmepumpe mit eigenem PV-Strom betreiben möchte, muss sie an das Hausstromnetz anschließen. Denn diese kann nur laufen, wenn sie ausreichend Stromzufuhr hat. Sollte die PV-Anlage nicht genug Überschussstrom abgeben können, springt der Hausstromanbieter automatisch ein.
Achtung: Wer seine Wärmepumpe mit der eigenen Solaranlage verbindet, kann nicht mehr von vergünstigten Wärmepumpen-Stromtarifen profitieren. Da ein wesentlicher Teil der öffentlichen Stromtarife noch immer von fossilen Energieträgern stammen, empfiehlt sich an dieser Stelle stattdessen ein Ökostrom-Tarif.
Wenn Sie Ihre PV-Anlage mit einer Wärmepumpe kombinieren, ist das Modell auch ohne Wärmepumpen-Stromtarif sehr attraktiv. Zum einen nähert sich der Wärmepumpen-Tarif den normalen Stromkosten immer weiter an. Auf der anderen Seite lässt sich durch die Kombination Ihr Stromeigenverbrauch aus der PV-Anlage steigern, was letztendlich die Rendite der Anlage erhöht.
Für die Verbindung ist es zudem wichtig, die Wärmepumpe schon bei der Auslegung der Photovoltaikanlage zu berücksichtigen. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass PV-Anlagen lieber größer dimensioniert werden sollten als zu klein.
Auch die passende Größe der Wärmepumpe ist entscheidend. Die Heizleistung sollte optimal auf die Heizlast des Gebäudes abgestimmt sein. In der Praxis sind viele Wärmepumpen zu groß, weswegen sie nicht mit maximaler Effizienz arbeiten können.
Kombination mit Stromspeicher
Photovoltaikanlagen arbeiten immer dann, wenn die Sonne scheint. Aber Ihr Heiz- und Wasserbedarf richtet sich nicht nach der Sonne. Ganz im Gegenteil: In vielen Fällen muss man während des Tages überschüssigen Strom einspeisen und abends wieder dazukaufen.
Für eine optimalen Autarkiegrad benötigen Sie also eine Solaranlage mit Speicher. Dadurch können Sie Stromertragsschwankungen ausgleichen und Ihren Eigenbedarf optimieren. Das steigert Ihre Unabhängigkeit und spart Ihnen langfristig bares Geld.
Wie sich das finanziell bemerkbar macht, können Sie der folgenden Tabelle entnehmen. Wir gehen davon aus, dass die Wohnfläche einer Kleinfamilie 150 qm beträgt, die Elektrogeräte 3.200 kWh Strom verbrauchen und eine PV-Anlage mit 7 kWp sowie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe installiert wurden. Die Kapazität des Stromspeichers liegt bei 6 kWh.
Sie sehen also, dass bei einem hohen Energiestandard bis zu 70 % Autarkie möglich sind. Dies wurde auch durch eine unabhängige Studie der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) bestätigt.
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Was muss bei der Verbindung einer Wärmepumpe mit einer PV-Anlage beachtet werden?
Viele Energieexperten empfehlen die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpen. Dennoch gibt es wichtige Dinge zu berücksichtigen, um eine effiziente und lohnende Anlage zu erhalten.
Zunächst müssen sowohl Wärmepumpe als auch PV-Anlage richtig dimensioniert sein, um eine ausreichende Strom- und Wärmeerzeugung zu garantieren.
Zum anderen ist die Ausrichtung der Solarzellen nach Süden ohne Schatten und der passende Neigungswinkel ebenfalls von Bedeutung.
Zu guter Letzt muss das Gebäude grundsätzlich für eine Wärmepumpe geeignet sein. Ein hoher Dämmungszustand und ein großflächiges Wärmeverteilsystem, wie z.B. eine Fußbodenheizung, sind zu empfehlen. Je nach Art der Wärmepumpe ist im Voraus eine Genehmigung einzuholen.
Wenn man die Wärmepumpe ausschließlich mit Überschussstrom einer Photovoltaikanlage betreiben möchte, brauchen Sie außerdem eine intelligente Steuerung des Systems, beispielsweise einen Energiemanager.
Ein Stromspeicher ist in allen Fällen eine sinnvolle Überlegung. Diese Investition ermöglicht Ihnen nämlich einen gleichmäßigen Betrieb und speichert überschüssigen Strom für später. Wenn die PV-Anlage nicht optimal arbeiten kann (wie z. B. in der Nacht oder bei starker Bewölkung), kann Ihre Wärmepumpe auf den gespeicherten Strom automatisch zugreifen.
Nachfolgend haben wir für Sie noch einmal die wesentlichen Faktoren für die Wirtschaftlichkeit der Systemkombination zusammengefasst:
- Größe der Solaranlage
- Solarstromspeicher vorhanden
- Stromverbrauch der Wärmepumpe
- Wärmedämmung des Gebäudes
- Nutzung eines Wärmeverteilersystems in Form von Flächenheizungen
- Höhe der Einspeisevergütung
- Attraktivität eines Wärmepumpen-Tarifs
Wie verbindet man eine Wärmepumpe mit einer Solaranlage?
Die Anbindung läuft in den meisten Fällen über eine sogenannte „SG Ready“-Schnittstelle (Smart Grid). Die Verbindung kann auf mehreren Wegen erfolgen.
Die einfachste Option ist eine direkte Verbindung. Hier erhält die Wärmepumpe ein Signal, sobald die Photovoltaikanlage eine bestimmte Leistung erreicht. Dieser Schwellenwert kann individuell eingestellt werden, um andere wichtige Abnehmer im Haushalt zu berücksichtigen, wie z.B. Beleuchtung oder Kühlschrank.
Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Smart Metern, die den Stromüberschuss messen und die Wärmepumpe bei einer bestimmten Leistung anschalten. Dies hat den Vorteil, dass nicht die Gesamtproduktion gemessen wird. Lediglich der tatsächliche Stromüberschuss wird der Wärmepumpe zur Verfügung gestellt. Ihre Stand-by-Geräte, Sicherheitssysteme und andere Haushaltsgeräte haben also weiterhin Vorrang.
Einen noch komfortableren und wirtschaftlicheren Weg stellt die Verwendung eines Energie-Management-Systems dar. Dieses steuert die Energieerzeugung, Speicherung und den Verbrauch der Anlage zentral. Es berücksichtigt sogar Wetterdaten. Auf diese Weise kann das System berechnen, wann welcher Verbraucher eingeschaltet werden sollte.
Worauf muss man bei Wärmepumpen für PV-Anlagen noch achten?
Sogenannte Inverter-Wärmepumpen sind speziell auf die Verbindung mit Solaranlagen ausgelegt. Sie eignen sich besser für die Kombination mit Photovoltaikanlagen, da sie durch den Einsatz einer variablen Drehzahl ihre Leistung an den Heizwärmebedarf anpassen können.
Im Gegensatz dazu arbeiten Wärmepumpen mit konstanter Drehzahl schubweise und können nicht immer den plötzlichen Energiebedarf durch den Solarstrom decken, was zu höheren Stromkosten führt. Solche Wärmepumpen heizen zunächst einige Minuten unter Hochdruck (unabhängig von der Außentemperatur). Danach schalten sie sich für eine bestimmte Zeit aus.
In dieser Zeit müsste der Überschussstrom aus der PV-Anlage nun in das öffentliche Netz eingespeist werden, wenn es keinen Batteriespeicher gibt. Hierdurch senkt sich dann die Rendite Ihrer PV-Anlage. Danach springt die Wärmepumpe wieder an. Wenn Ihre PV-Anlage die benötigte Energie dann nicht liefern kann, muss teurer Strom aus dem Netz bezogen werden.
Dadurch, dass Inverter-Wärmepumpe eine regelmäßige Belastung haben, nutzen sie einerseits mehr Solarstrom und haben andererseits eine höhere Lebensdauer.
Mit intelligentem Stromzählersystem trotzdem vom Wärmepumpen-Tarif profitieren?
Wie bereits oben erwähnt, muss eine Wärmepumpe an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden, auch wenn sie mit einer eigenen PV-Anlage betrieben wird.
Wichtig: Durch die Versorgung einer der Wärmepumpe mit eigenem PV-Strom verliert sie meistens das Anrecht auf einen vergünstigten Wärmepumpen-Tarif. Wenn Sie trotzdem unbedingt einen Wärmepumpen-Stromtarif nutzen möchten, kann die sogenannte Kaskadenmessung angewandt werden.
Hierfür werden zwei Zähler installiert. Hintergrund ist der, dass Wärmepumpen (so wie Elektroautos) zu den steuerbaren Verbrauchseinrichtungen zählen. Gemäß §14a EnWG (Energiewirtschaftsgesetz) dürfen Netzbetreiber steuerbare Verbrauchseinrichtungen, die über einen separaten Zählpunkt verfügen, ein reduziertes Netzentgelt berechnen.
Das heißt im Klartext: Durch einen separaten Stromzähler kann Strom für Wärmepumpen in einem gesonderten Tarif bezogen werden.
Alles, was Sie dafür tun müssen, ist die beiden Stromzähler hintereinander in Reihe zu schalten. Der erste Zähler misst sowohl den Heizungsstrom als auch den Haushaltsstrom. Der zweite Zähler zählt lediglich den Haushaltsstrom. Um nun den Strombezug für die Wärmepumpe zu ermitteln, wird die Summe des zweiten Zählers einfach von der Summe des ersten Zählers abgezogen.
Achtung: Die Strommenge, die über die jeweiligen Verbraucher bezogen wird, beinhaltet nicht den genutzten Photovoltaik-Strom. Diesen finden Sie aber anhand der beiden Zähler zusammen mit den Wechselrichterdaten heraus. Ein Fachbetrieb kann Ihnen das erste Mal dabei helfen.
Ein zweiter Stromzähler ist jedoch mit Anschaffungskosten von bis zu 200 € und manchmal auch einer Jahresmiete verbunden. Wie also bereits erwähnt, lohnt sich die Kaskadenschaltung nicht unbedingt.
Wie viel kostet eine Wärmepumpen-Photovoltaik-Kombination?
Über den Daumen gepeilt können Sie bei einer Kombination aus Wärmepumpe und PV-Anlage mit einem Aufpreis von ca. 10.000 € gegenüber einer einfachen Wärmepumpe rechnen.
Der tatsächliche Preis wird in erster Linie durch die Art der Wärmepumpe und den zusätzlichen Einbau eines Stromspeichers bestimmt.
Diese Zahlen mögen auf den ersten Blick sehr hoch erscheinen. Doch mithilfe staatlicher Förderung oder durch ein PV-Anlagen-Mietmodell lassen sich ein Großteil der Kosten stemmen.
Hinzu kommen die niedrigeren Betriebskosten auf lange Sicht, welche Ihre Heiz- und Stromkosten auf ein Minimum reduzieren.
Rechenbeispiel für ein Einfamilienhaus
Heizwärmebedarf: 20.000 kWh
Stromverbrauch Wärmepumpe: 4.500 kWh
Gaspreis 2023: 20 Cent pro Kilowattstunde
Hausstrom: 41 Cent pro kWh
PV-Strom: 10 Cent
Heizkosten mit Gas: 0,20 € x 20.000 kWh = 4.000 €
Heizkosten Wärmepumpe: 4.500 x 0,42 Cent/kWh = 1.890 €
Heizkosten mit 80 % Wärmepumpenstrom + 20 % PV Strom: (4.500 kWh x 0,8 x 0,41 €) + (4.500 kWh x 0,2 x 0,10 €) = (3.600 kWh x 0,41 €) + (900 kWh x 0,10 €) = 1.476 € + 90 € = 1.566 €
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Auf diese Weise erhalten Sie beispielsweise eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit PV-Anlage schon ab 15.000 € und müssen keine zusätzlichen Anschaffungskosten für die Photovoltaik tragen.
Diese Förderungsmöglichkeiten gibt es
Wenn Sie sich für eine PV-Anlage und eine Wärmepumpe entscheiden, kommen zunächst einige Investitionskosten auf Sie zu. Doch damit werden Sie nicht allein gelassen. Durch attraktive Fördermöglichkeiten lässt sich ein beachtlicher Teil zurückholen.
Bei Wärmepumpen für Bestandsgebäude können Ihnen bis zu 35 % der Kosten erstattet werden. Wird eine alte Öl- oder Gasheizung ausgetauscht, steigt die Förderung dank Austauschprämie sogar auf 45 %. Einzelmaßnahmen im Neubau werden von der BEG nur gefördert, wenn Sie einen Effizienzhaus-Standard erreichen.
Seit Januar 2023 gelten weitere Bedingungen für Wärmepumpen: Die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe muss mindestens 2,7 erreichen und mindestens 65 % der Wohnfläche muss durch die Wärmepumpe beheizt werden. Hier mehr über die Kosten von Wärmepumpen erfahren
Für Photovoltaik existiert aktuell keine direkte Förderung mehr. Dies ist indirekt über die Einspeisevergütung geregelt. Zusätzlich gibt es jedoch oft regionale Förderungen für PV-Anlagen mit Stromspeicher. Die KfW bietet für beide Systeme zudem zinsgünstige Kredite an. Hier mehr über Photovoltaik Förderung erfahren
Fazit
Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik bietet eine effiziente Lösung für eine umweltfreundliche und nachhaltige Energieversorgung. Die Kopplung beider Systeme kann den Eigenverbrauch von erzeugtem Strom steigern. Das steigert die Anlagenrendite.
Eine Photovoltaikanlage allein deckt im Durchschnitt 30 % des Strombedarfs, während eine Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe den Eigenverbrauch auf bis zu 50 % erhöhen kann.
Ein optimal gesteuertes Energiesystem bestehend aus Photovoltaikanlage, Wärmepumpe und Stromspeicher kann sogar einen Autarkiegrad von ca. 70 % erreichen.
Hier können Sie sich kostenlos und unverbindlich zu Ihrer Situation beraten lassen:
