In der heutigen Zeit der immer teurer werdenden Energie, fragen sich viele Leser, ob sie sich eine Photovoltaik-Anlage und/oder eine Wärmepumpe anschaffen sollen, um die hohen Energiekosten etwas abzufedern, die möglicherweise noch auf uns zukommen. In diesem Artikel soll die Sinnhaftigkeit der Kombination einer Wärmepumpe und einer Photovoltaik-Anlage erörtert werden.
Das Wichtigste zuerst: eine Wärmepumpe macht nur dann Sinn, wenn sie auch effizient eingesetzt werden kann. Gebäude mit sehr hohem Heizwärmebedarf und ohne ausreichende Dämmung, sowie bei der Wärmeabgabe über Hochtemperatur-Elemente wie Radiatoren, macht sie wenig Sinn. Ihr Baumeister oder Installateur können hierzu sicherlich fundiert Auskunft geben. Wir gehen nachfolgend davon aus, dass der Einsatz einer Wärmepumpe tatsächlich effizient ist, also etwa durch die Wärmeabgabe über eine Fußbodenheizung mit niedrig temperiertem Vorlauf.
Betrachten wir nun die Photovoltaik-Anlage allein. Wenn diese Strom produziert, der selbst nicht verbraucht wird, dann kommt es zur Einspeisung des Überschusses in das öffentliche Stromnetz. Das ist per se nichts Schlechtes, solange der Stromtarif in Ordnung ist, mit dem die Überschuss-Einspeisung vergütet wird. Auch so lässt sich die Stromrechnung drücken. Ökologischer - und nicht minder ökonomisch – ist es aber, den selbst produzierten Strom auch gleich an Ort und Stelle zu verbrauchen. Ziel in dieser Disziplin ist es, möglichst viel des Sonnenstroms durch geschickt gewählte Lasten und deren Einschaltzeitpunkte selbst zu verbrauchen. Folgend werden mehrere Möglichkeiten aufgezählt. Haushaltsgeräte, wie Geschirrspüler, Waschmaschinen und Wäschetrockner. Diese Geräte gibt es bereits mit der Funktion zum Autostart, sobald ein Stromüberschuss gegeben ist. Auch das Laden eines E-Kfz bietet sich an. Die nächste Möglichkeit ist der direkte Einsatz von Strom für die Heizung. Dies können Infarot-Panele sein oder eben – unser Kernthema – eine Wärmepumpe. Bevor wir näher auf die Wärmepumpe eingehen, noch die letzte Möglichkeit: Speichern. Dies kann mittels Batteriespeichern geschehen (hier gibt es mittlerweile unterschiedlichste Technologien) oder mittels Warmwasser-Pufferspeicher – und hier kommt wieder die Wärmepumpe ins Spiel, da diese auch dafür verwendet werden kann, diesen aufzuheizen.
Der große Vorteil einer Wärmepumpe ist ihr hoher Wirkungsgrad. Aus 1000 Watt zugeführter Leistung durch elektrischen Strom werden 3000 bis 4000 Watt Leistung an Wärme (ungefähre Größenordnung!). Das passt natürlich perfekt, wenn der Strom selbst gewonnen wird. Die Wärmepumpe sollte dann so eingestellt sein, dass sie möglichst untertags arbeitet, eine eigene Kommunikation zwischen Photovoltaik und Wärmepumpe ist nicht unbedingt nötig.
Oftmals bieten Wärmepumpen aber die Möglichkeit, über die PV-Anlage einen Modus auszulösen, um den angeschlossenen Pufferspeicher auf seine Maximaltemperatur aufzuheizen. Diese Möglichkeit muss mit Vorsicht genossen werden, da jeder Start des Kompressors einer Wärmepumpe ihre Lebensdauer verringert. Kommt es beispielsweise an der PV-Anlage durch ein wechselhaftes Wetter zu einem ständigen Wechsel zwischen Überschuss und Netzbezug, so würde die Wärmepumpe wiederholt unnötig ein- und ausgeschaltet werden. Solche Fälle müssen vermieden werden.
Einfacher und weit günstiger in der Anschaffung wäre hierfür ein elektrischer Heizstab, der im Pufferspeicher eingebaut ist. Dieser kann beliebig oft geschaltet werden und kann das Warmwasser ebenso erhitzen. Einzig, der Wirkungsgrad ist nicht der einer Wärmepumpe. Er macht aus 1000 Watt Strom nur 1000 Watt Wärme. Der Heizstab darf hierfür aber keinesfalls zu groß ausfallen. Abhängig von der Größe der PV-Anlage sollte er ca. 2000 bis 3000 Watt stark sein, nicht mehr. Ansonsten kann es passieren, dass durch das Einschalten des Heizstabes bei Sonnenstrom-Überschuss sofort wieder ein Netzbezug verursacht wird, weil einfach zuviel Strom gebraucht wird. Und Strombezug vom Netz soll ja möglichst vermieden werden.
Wir dürfen also zusammenfassend festhalten: Die Kombination einer PV-Anlage und einer Wärmepumpe ist durch ihren guten Wirkungsgrad äußert gewinnbringend! Die Wärmepumpe muss aber so eingestellt sein, dass sie ihre Hauptarbeit untertags macht (in der Nacht gibt’s nun mal keinen Sonnenstrom). Und ergänzend sollte ein Heizstab einen Pufferspeicher aufheizen und zwar abhängig vom Sonnenstrom-Überschuss, um den Eigenverbrauch des Sonnenstroms zu Optimieren.
Noch eine Ergänzung: Sollte es eine thermische Solar-Anlage geben, so ist zu hinterfragen, ob sich diese bereits amortisiert hat. Falls ja, ist eine Ablöse durch eine PV-Anlage empfehlenswert – speziell beim kombinierten Einsatz mit einer Wärmepumpe. Die thermische Solar-Anlage arbeitet zwar sehr effizient, da keine Umwandlung der Energie notwendig ist. Ist der Warmwasser-Pufferspeicher aber bereits gesättigt, so liefert sie keinen Mehrwert mehr, die überschüssige Energie wird nicht mehr verwendet. Im Falle einer PV-Anlage hat man hier immer noch die Möglichkeit der Einspeisung in das öffentliche Stromnetz. Und wie eingangs erwähnt, freut uns das beim Ablesen des Stromzählers.
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