Nachhaltiges Wohnen ist im Rahmen der bundesweiten Klimaschutzbestrebungen zu einem allgegenwärtigen Thema geworden. Zu nachhaltigen Wohnkonzepten gehört neben einer regenerativen Stromversorgung auch die Abkehr von fossiler Wärmeversorgung. Anstelle von Öl- und Gasheizungen haben sich in Neubauten in diesem Sinne Wärmepumpenheizungen durchgesetzt.
In Zeiten der Rohstoffknappheit und steigenden Energiepreise ist diese Heiztechnologie für Verbraucher auch aus finanzieller Sicht interessant. Obwohl die Umrüstung auf eine Wärmepumpe Gas beziehungsweise Öl einspart, steigt durch diese Art der Wärmegewinnung allerdings der Stromverbrauch. Eine Lösung ist die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaikanlage, bei der Verbraucher allerdings einiges beachten sollten.
Ganzheitliches Energiekonzept: Wieso und wann die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe lohnt
Elektrische Wärmepumpen haben viele Vorteile. Sie nutzen die Umgebungswärme aus einem Medium wie der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser zur Wärmeerzeugung. Auf diese Weise beheizen sie Häuser effizienter als konventionelle Heizsysteme. Doch obwohl Wärmepumpen ohne fossile Brennstoffe auskommen und beim Betrieb keine direkten CO2-Emissionen verursachen, brauchen sie zur Wärmegewinnung Strom. Dementsprechend belastet ihr Stromverbrauch die Umwelt und den Geldbeutel. Auf das Jahr gesehen, verbrauchen die Heizsysteme abhängig vom Modell und der Dimensionierung pro Quadratmeter Wohnfläche zwischen 30 und 40 Kilowattstunden.
Um die Umweltfreundlichkeit der Wärmepumpe zu steigern, sollte ihr Stromverbrauch aus regenerativen Energien gedeckt werden. Beispielsweise aus Solarstrom, der als nachhaltige Alternative zur Gas- und Kohleverstromung bekannt ist. Wer eine Solaranlage besitzt, kann ihn ohne Auswirkungen auf die Umwelt kostenlos beziehen. Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage ist dementsprechend ein ganzheitliches Konzept, das Verbraucher im Hinblick auf die Energieversorgung autarker macht und vergleichsweise günstig ist. Dabei können sich die jeweiligen Vorteile von Wärmepumpen und Solaranlagen potenzieren. Im Detail bedeutet die Kombination der beiden Technologien, dass
- im Eigenheim eine weitestgehend emissionsfreie Energieversorgung stattfindet.
- künftige Gesetzesänderungen wie die Solarpflicht berücksichtigt sind.
- die Wärmepumpe den Eigennutzungsanteil des produzierten Solarstroms steigert. Aus finanzieller Sicht ist das lohnenswerter als die Einspeisung überschüssiger Solarenergie.
- in Zeiten der Ressourcenknappheit schwankende Energiepreise abgefedert werden.
Trotz dieser Vorteile sollten Verbraucher immer Expertenmeinungen und Erfahrungsberichte berücksichtigen. Denn bei der Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik gibt es vieles zu beachten.
Wärmepumpenbetrieb mit eigenem Solarstrom: Welche Elemente Verbraucher berücksichtigen sollten
Solaranlagen und Wärmepumpen eignen sich prinzipiell für fast jedes Einfamilienhaus. Allerdings steigt der jährliche Strombedarf mit einer Wärmepumpe und lässt sich nur anteilig mit einer eigenen Solaranlage decken. Zudem müssen beide Elemente möglichst gut aufeinander abgestimmt werden, damit das Gesamtsystem effizient wird. Beachtenswert ist dabei
- das Heizsystem, das zum effizienten Betrieb einer Wärmepumpe idealerweise einer Fußboden- oder Niedrigtemperaturheizung mit geringer Vorlauftemperatur entspricht.
- der energetischer Zustand des Hauses, wobei in schlecht gedämmten Altbauten mit einem wesentlich höheren Stromverbrauch der Wärmepumpe gerechnet werden muss.
- die Dachfläche, die zur Installation einer PV-Anlage mit einer Mindestleistung von zwölf Kilowatt-Peak mehr als 80 Quadratmeter groß sein sollte.
- die Dachausrichtung, die zur Solarstrom-Versorgung einer Wärmepumpe nach Süden oder Südwesten weisen sollte.
- der Stromspeicher, der überschüssigen Solarstrom nachts oder bei schlechtem Wetter an die Wärmepumpe abgeben kann.
Nur, wenn alle Elemente richtig dimensioniert und optimal aufeinander abgestimmt sind, lässt sich alles aus der Kombination von Solaranlage und Wärmepumpe herausholen. Bei einem Haus mit einer Wohnfläche von 140 Quadratmetern bewegt sich der Stromverbrauch durchschnittlich bei etwa 5.000 Kilowattstunden pro Jahr. Um diesen Verbrauch zu decken, ist mindestens eine Photovoltaik-Komplettanlage mit 10 Kilowatt-Peak erforderlich.
Wer bereits eine Photovoltaikanlage besitzt, muss sie zur zusätzlichen Versorgung einer Wärmepumpe um einige PV-Module und einen richtig dimensionierten Stromspeicher erweitern. Nicht immer eignen sich bestehende PV-Anlagen dabei zur Kombination mit einer Wärmepumpe. Die Größe der Solaranlage, der Haushaltsstrombedarf und der Bedarf der Wärmepumpe sollten ideal abgewogen werden, um die richtige Entscheidung zu treffen.
Autarke Energieversorgung: Was beim Stromspeicher zu beachten ist
Weil gerade im Winter und in den Abendstunden der Heizbedarf steigt und Solaranlagen genau zu dieser Zeit wenig bis keinen Strom erzeugen, kommt dem Speicher für überschüssig produzierte Solarenergie bei energieautarken Konzepten eine wesentliche Bedeutung zu. Dabei ist es prinzipiell möglich, Wärmepumpen ausschließlich mit eigenem Solarstrom zu betreiben. Allerdings sollte das Haus in diesem Fall ein Niedrigenergiehaus mit einem jährlichen Heizenergiebedarf von höchstens 70 Kilowattstunden pro Quadratmeter sein. Auch in einem solchen Haus ist ein Tagesspeicher sinnvoll, der möglichst optimal auf den Bedarf abzustimmen ist.
Dabei sind pro 1.000 Kilowattstunden benötigter Energie 1,0 bis 1,5 Kilowattstunden Speicherkapazität anzusetzen. Allerdings muss auch die Größe der Solaranlage berücksichtigt werden. Eine kleine Photovoltaikanlage kann einen zu großen Tagesspeicher beispielsweise nicht füllen. Zusätzlich zum Tagesspeicher kann eine Cloud-Lösung zur Speicherung von Solarstrom-Überschuss als Stromguthaben hilfreich sein. Denn die derzeit privat genutzten Tagesspeicher halten überschüssigen Strom nicht auf lange Sicht nutzbar. Modelle mit dieser Fähigkeit wären nicht nur kostspielig, sondern bräuchten eine Menge Platz.
Expertentipp: Immer Beratung einholen!
Gerade im Hinblick auf die Dimensionierung von Wärmepumpen, dazu kombinierten Solaranlagen und passenden Speichersystemen gelingt die Planung nur mit einem fachmännischen Energieberater.
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