Ist es sinnvoll, Photovoltaik zum Heizen zu verwenden?

Wie Solarstrom Ihr Heizsystem mit Strom versorgen kann — und wann es sich wirklich lohnt.

Angesichts steigender Energiepreise und der Entwicklung zur Klimaneutralität fragen sich viele Hausbesitzer: Können Sonnenkollektoren mein Haus im Winter und darüber hinaus heizen?

Die Antwort lautet ja. Aber nicht so, wie Sie vielleicht denken. Photovoltaikanlagen erzeugen Strom, nicht direkt Wärme, aber dieser Strom kann eine Solaranlage mit Strom versorgen, die das ganze Jahr über effizient und wirtschaftlich läuft.

So funktioniert PV-Heizung eigentlich

Sonnenkollektoren wandeln Sonnenlicht in Elektrizität um, die dann für den Betrieb Ihrer Haushaltsgeräte, einschließlich Heizsysteme, verwendet werden kann. Dies kann verschiedene Formen annehmen:

• Antrieb einer Wärmepumpe, die der Luft, dem Boden oder dem Wasser Wärme entzieht.
• Versorgung mit einem Elektroboiler oder Tauchsieder für Warmwasser.
• Antrieb umschaltbarer Klimaanlagen, die nicht nur im Sommer kühlen, sondern im Winter auch Räume heizen können, indem sie ihren Betriebszyklus umkehren.

Wenn diese Systeme mit Solarstrom betrieben werden, wird Ihr Dach effektiv zu einer kleinen, sauberen Energieanlage, einer Reihe von Sonnenkollektoren für die Hausheizung, die Ihren Wohnraum das ganze Jahr über angenehm halten.

Die effizienteste Kombination: PV und Wärmepumpe

Unter allen Optionen ist eine Wärmepumpe der effizienteste Partner für eine PV-Anlage. Sie nutzt eine Einheit Strom, um der Umgebung drei bis fünf Wärmeeinheiten zu entziehen, wodurch der Effekt jeder Kilowattstunde, die Ihre Module produzieren, multipliziert wird.

Wie erzeugt eine Wärmepumpe Wärme?

Eine Wärmepumpe erzeugt keine Wärme wie eine Elektroheizung. Stattdessen leitet sie die vorhandene Wärme von außerhalb Ihres Hauses nach innen ab. Es funktioniert mit einem Kältemittel und einem geschlossenen Kreislauf, der einem Kühlschrank sehr ähnlich ist, nur umgekehrt. Zunächst nimmt das Kältemittel Niedertemperaturwärme aus der Luft, dem Boden oder dem Wasser im Freien auf. Dann drückt ein mit Elektrizität betriebener Kompressor das Kältemittel zusammen, wodurch Druck und Temperatur erhöht werden. Dieses heiße Kältemittel überträgt dann seine Wärme an den Heizkreis Ihres Hauses, an die Heizkörper, die Fußbodenheizung oder an das Wasser. Für jede 1 Kilowattstunde (kWh) Strom, die für den Betrieb des Kompressors verbraucht wird, kann die Wärmepumpe etwa 3 bis 5 kWh an Wärmeenergie in Ihr Haus leiten. Dieses Verhältnis wird als Leistungskoeffizient (COP) bezeichnet. Stellen Sie sich das wie einen Wärmeaufzug vor: Strom wird nur benötigt, um die Wärme von einer niedrigeren Außentemperatur auf eine höhere Temperatur in Ihrem Haus zu heben.

Dieser hohe Wirkungsgrad macht PV-betriebene Wärmepumpen besonders für Haushalte mit guter Isolierung und moderatem Wärmebedarf attraktiv. Die saisonale Leistung schwankt immer noch, wobei die besten Ergebnisse im Frühling und Herbst erzielt werden, aber moderne Wärmepumpen sind heute so konzipiert, dass sie auch bei Temperaturen unter Null zuverlässig funktionieren.

Direkte Elektroheizung und wann es Sinn macht

Die Nutzung von PV-Strom für direkte Elektroheizungen (wie Elektrokessel, Heizkörper oder Fußbodensysteme) ist technisch möglich, aber weniger effizient. Solche Systeme verbrauchen große Mengen an Strom und sind daher nur in sehr gut isolierten Häusern oder als Zusatzheizung für kleine Bereiche oder Brauchwasser sinnvoll.

Beispielsweise reicht eine 5-kWp-PV-Anlage möglicherweise nicht aus, um den gesamten Heizbedarf im Winter zu decken, kann aber die Kosten für die Warmwasserbereitung oder in den Übergangszeiten erheblich senken.

Speicher sind der Schlüssel zur Nutzung von Sonnenenergie für die Hausheizung

Eine Herausforderung bei der Nutzung von Photovoltaik zum Heizen ist der Zeitpunkt: Die Produktion von Solarstrom erreicht tagsüber ihren Höhepunkt, während der Wärmebedarf oft am frühen Morgen und Abend seinen Höhepunkt erreicht. Die Lösung liegt in der Speicherung und der intelligenten Steuerung.

Ein Batteriespeichersystem kann überschüssige Sonnenenergie für den abendlichen Gebrauch verfügbar halten, während thermische Speicher überschüssige Energie in Form von heißem Wasser speichern können. Smart-Home-Energiemanagementsysteme koordinieren automatisch, wann Wasser erwärmt, Geräte betrieben oder die Batterie geladen werden muss, um sicherzustellen, dass keine Sonnenenergie verschwendet wird.

Wie viel können Sie sparen, wenn Sie mit Solarenergie und einer Wärmepumpe heizen

Die Kombination von Photovoltaik mit einem elektrischen Heizsystem kann die Betriebskosten erheblich senken, aber das Ausmaß der Einsparungen hängt von der Technologie und der Energiequelle ab, die ersetzt werden. Eine Wärmepumpe ist beispielsweise für die vollständige Beheizung von Häusern konzipiert und kann aus nur einer Kilowattstunde Strom etwa 3 bis 5 Kilowattstunden Wärme erzeugen. Für ein typisches Haus mit einem jährlichen Heizbedarf von etwa 10.000 kWh entspricht dies einem Stromverbrauch von etwa 2.500 kWh. Im Vergleich dazu ist eine umschaltbare Klimaanlage, die im Heizmodus betrieben wird, weniger effizient. Sie erzeugt nur 2 bis 3 kWh Wärme pro Kilowattstunde Strom und verbraucht daher etwa 4.000 kWh, um dieselbe Wärmemenge zu liefern. Die Kombination eines PV-Wärmepumpensystems mit einem Speicher kann den Eigenverbrauch maximieren und die Kosten für solarbetriebene Heizungen senken.

Wenn Ihr vorheriges Heizsystem mit Gas oder Öl betrieben wurde, können Sie die Heizkosten um 50% oder mehr senken, wenn Sie einen Teil dieses Bedarfs durch Solarstrom ersetzen. Bei einer umschaltbaren Klimaanlage sind die Einsparungen in der Regel geringer, aber immer noch erheblich, insbesondere in milden Klimazonen oder in der Übergangszeit. Je mehr von Ihrem Solarstrom Sie direkt zum Heizen verwenden, desto schneller zahlt sich Ihre Investition aus.

Es gibt auch staatliche Anreize: In vielen europäischen Ländern kommen Wärmepumpen und PV-Anlagen für eine finanzielle Unterstützung in Frage, was zur Senkung der anfänglichen Investitionskosten beiträgt. Abgesehen von der Wirtschaftlichkeit senkt die Nutzung von Solarenergie zum Heizen die CO₂-Emissionen drastisch und unterstützt die Umstellung Ihres Hauses auf erneuerbare Energien.

Solarbetriebene Heizung ist der intelligente Weg zu Komfort und niedrigeren Energiekosten

Zunächst einmal: Nicht jedes Haus wird gleichermaßen davon profitieren. Wenn Ihr Dach schlecht ausgerichtet ist oder stark beschattet ist, ist Ihr Solarertrag möglicherweise zu gering, um einen nennenswerten Wärmebedarf zu decken. Ebenso kann es bei Häusern mit veralteter Isolierung oder rein widerstandlicher Beheizung, die auf elektrischen Heizkörpern oder Flächenheizungen basiert, zu einem höheren Strombedarf kommen, der die Vorteile der Photovoltaik zunichte macht. In diesen Fällen könnte eine Kombination aus einer verbesserten Isolierung, Hybridsystemen oder einer kleineren Integration von Solaranlagen (für Warmwasser oder Teilheizung) der intelligentere Weg sein.

Die Verwendung von Photovoltaik zum Heizen ist jedoch im Allgemeinen durchaus sinnvoll, insbesondere in Kombination mit einer effizienten Wärmepumpe, einer umschaltbaren Klimaanlage und intelligenter Steuerungstechnologie. Es handelt sich um eine zukunftsorientierte Lösung, die Ihr Dach in eine ganzjährige Energiequelle für Wärme, Kühlung und Komfort verwandelt.

Direkte Elektroheizung ohne Effizienzgewinne ist dagegen nur für kleinere oder gut isolierte Räume sinnvoll. Der Schlüssel liegt in der Balance: Die Dimensionierung Ihrer PV-Anlage, Ihres Speichers und Ihrer Heiztechnik an die spezifischen Bedürfnisse Ihres Hauses.

Wenn Sie das gut hingekriegt haben, haben Sie einen wichtigen Schritt in Richtung mehr Selbstversorgung, niedrigeren Energiekosten und einem klimafreundlichen Zuhause getan.

So passen EcoLife-Module in eine solarbetriebene Heizungsanlage

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