Energieeffizient und nachhaltig: Photovoltaik und Wärmepumpen in perfekter Symbiose 

Grüne Energie im Einklang: Das nachhaltige Prinzip von Wärmepumpen ist vielen bereits bekannt. In Kombination mit ergänzenden Systemen wie Photovoltaikanlagen sind sie besonders effektiv und umweltfreundlich. Dieser Artikel erklärt, wie die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe funktioniert, welche Vor- und Nachteile die Kombination bietet und welche Wärmepumpe für deine Anlage am besten geeignet ist. 

Wie hängen Wärmepumpen und Photovoltaik zusammen? 

Photovoltaikanlagen nutzen Solarmodule, um grünen und günstigen Solarstrom zu erzeugen. Dieser kann als Alternative zum teuren Netzstrom im Haushalt genutzt werden. Überschüssiger PV-Strom kann entweder ins öffentliche Netz eingespeist oder in einem Stromspeicher gespeichert werden.  

Wärmepumpen sind besonders bei Neubauten beliebt, da sie erneuerbare Wärme aus der Umgebung nutzen. Damit können sie umweltschonend zur Beheizung und Warmwasserbereitung genutzt werden. Sie entzieht der Umgebungsluft die Wärme durch das Verdampfen und Komprimieren von bestimmten Kühlmitteln und generiert auf diese Weise Heizwärme. Im Vergleich zu reinen Elektroheizungen benötigt eine Wärmepumpe dafür nur eine geringe Strommenge.  

Durch die Kombination einer Photovoltaikanlage und einer Wärmepumpe kann Wohnraum kostengünstig mit Solarstrom beheizt werden. Der von der Photovoltaikanlage produzierte Strom wird direkt für die Wärmepumpe genutzt, um Heizenergie bereitzustellen. Durch den erhöhten Eigenverbrauch lassen sich die Betriebskosten der gesamten Anlage enorm senken. Deshalb wird seit dem 1. Juli 2021 die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG WG) gefördert. 

Hybridsystem 

Wenn eine Wärmepumpe mit Photovoltaik kombiniert werden soll, gibt es einiges zu beachten, um die Effizienz und Rentabilität des Hybridsystems sicherzustellen. Dazu zählen: 

• Dimensionierung 
  Für eine ausreichende und aufeinander abgestimmte Strom- und Wärmeerzeugung ist es entscheidend, dass die PV-Anlage und die Wärmepumpe entsprechend dimensioniert sind. 
• Eigenverbrauch 
  Der Verbrauch des selbst erzeugten Stroms spart am meisten. Deswegen sollte der Eigenverbrauch so hoch wie möglich gehalten werden. 
• Ausrichtung 
  Am besten wäre eine nicht verschattete Ausrichtung der Solarmodule nach Süden. Ost- oder Westausrichtungen erwirtschaften jedoch ebenfalls genügend Strom. 
• Neigungswinkel 
  Je nach Ausrichtung der Photovoltaikanlage sollte der Neigungswinkel zwischen 10° und 30° betragen. 
• Stromspeicher 
  Ein Stromspeicher ermöglicht einen langfristigen und gleichmäßigen Betrieb, indem er überschüssigen Strom speichert, wenn kein Heiz- oder Eigenbedarf besteht. 
• Großflächiges Wärmesystem 
  Großflächige Wärmesysteme wie Fußboden- oder Wandheizungen sind besonders energieeffizient, da sie niedrige Vorlauftemperaturen benötigen und somit die Arbeit der Kompressoren minimalen Strom benötigen. 
• Energiemanager (optional) 
  Bei ausschließlicher Nutzung von Überschussstrom aus der Photovoltaikanlage für die Wärmepumpe kann ein Energiemanager das System intelligent steuern. 

Insgesamt erfordert die gelungene Integration von Wärmepumpe und Photovoltaik für ein Hybridsystem eine sorgfältige Planung und Abstimmung aller Komponenten. Durch diese Überlegungen wird nicht nur maximale Effizienz und Rentabilität gewährleistet, sondern auch aktiv zur nachhaltigen Energieversorgung beigetragen. 

Lohnt sich der Betrieb einer Wärmepumpe mit Solarstrom? 

In der Regel lohnt es sich, Heizung und Warmwasser mit Photovoltaik zu kombinieren. Die Wirtschaftlichkeit einer Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik hängt von verschiedenen Faktoren ab. Die Vorteile des Hybridsystems bestehen in  

• der Senkung der Betriebskosten, 
• der höheren Preisstabilität und 
• der Unabhängigkeit von Energieversorgungsunternehmen.  

Dem gegenüber stehen allerdings höhere Investitionskosten. Während die Solarzellen jedoch kostenlos Energie für die Heizanlage bereitstellen, erhöht die Heizanlage die Eigenverbrauchsquote von dem selbst erzeugten Strom, was zu einer doppelten Ersparnis führt. 

Die Investitionskosten amortisieren sich am schnellsten bei einem hohen Wärmebedarf. Eine PV-Anlage deckt je nach Energiestandard des Gebäudes etwa 25 bis 35 % des Energieverbrauchs der Wärmepumpe ab. Mit einem intelligenten Energie-Management-System kann das auf bis zu 50 % gesteigert werden. In Kombination mit einem passenden Stromspeicher kann ein Hybridsystem mit Photovoltaik sogar bis zu 70 % des Bedarfs decken. 

Vor– und Nachteile der Kombination 

Durch die Kombination von Wärmepumpe, Photovoltaikanlage und Batteriespeicher können nicht nur Stromkosten, sondern auch Heizkosten eingespart werden. Der Eigenverbrauch einer Solaranlage wird dabei maximiert und es wird mit dem Solarstrom einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz geleistet. Damit werden stabile und günstige Betriebskosten sichergestellt. 

Es ist vorteilhaft, Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen als thermische Speicher zu nutzen. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe aus dem PV-Strom Wärme erzeugt, die dann an eine Fußbodenheizung abgegeben wird. Diese Art der thermischen Speicherung bietet eine hohe Kapazität ohne zusätzliche Investitionen. Wenn kein separater Stromspeicher vorhanden ist, sollte diese thermische Speicherung unbedingt genutzt werden. 

Kann man mit der Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik komplett autark heizen? 

Es ist theoretisch möglich, mit einer Wärmepumpe und Photovoltaik vollständig autark zu heizen und Warmwasser bereitzustellen. Allerdings erfordert dies eine sehr groß dimensionierte Anlage und einen entsprechend großen Energiespeicher. Daraus ergeben sich hohe Investitionskosten, die in der Regel die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage zu stark senken. Es bietet sich deswegen aus heutiger Sicht durchaus an, einen Teil des Strombedarfs der Wärmepumpe nicht mit selbst produzierten Solarstrom, sondern mit Netzstrom zu decken. 

Welche Wärmepumpe für deine Photovoltaikanlage? 

Die Wahl der passenden Wärmepumpe in Kombination mit Photovoltaik hängt von den individuellen Anforderungen ab. Es gibt zwei Gruppen von Wärmepumpen: Brauchwasserwärmepumpen und reguläre Wärmepumpen. Zur Gruppe der regulären Wärmepumpen zählen Luft-, Erd- und Grundwasserwärmepumpen.   

Die Brauchwasserwärmepumpe stellt eine einfache und kostengünstige Option dar, bei der die Wärme im Wassertank gespeichert wird. Sie eignet sich jedoch nicht zur Bereitstellung von Heizwärme. Für eine umfassende Lösung sollten reguläre Wärmepumpen in Betracht gezogen werden. Diese ermöglichen nicht nur Heizwärme, sondern auch Raumkühlung und Warmwasserbereitung. Trotz des höheren Eigenstrombedarfs bieten reguläre Wärmepumpen in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage höhere Einsparungen. Bei der Entscheidung ist es wichtig, die individuellen Bedürfnisse und Prioritäten im Blick zu behalten. 

Fazit 

Die Kombination von Photovoltaik mit Wärmepumpen ist eine effiziente und nachhaltige Lösung für die Energieversorgung von Gebäuden. Durch die Nutzung von selbst produzierten Solarstrom aus der Photovoltaikanlage wird nicht nur grüner Strom erzeugt, sondern auch gezielt für die umweltfreundliche Wärmeerzeugung durch die Wärmepumpe eingesetzt. Die Symbiose dieser beiden Technologien senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern trägt auch aktiv zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks bei. 

Trotz der höheren Investitionskosten bietet die Kombination viele Vorteile. Dazu gehören geringere Betriebskosten, höhere Unabhängigkeit von Energieversorgungsunternehmen und eine nachhaltige Energieversorgung. Besonders schnell amortisiert sich die Investition bei einem hohen Wärmebedarf und einem PV-Stromspeicher. Die Wärmepumpe sollte für die perfekte Effizienz immer mit Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen verbunden werden. 

Die erfolgreiche Umsetzung dieses Hybridsystems erfordert eine sorgfältige Planung und Abstimmung verschiedener Komponenten. Dabei helfen wir dir als Experte mit mehr als 15 Jahren Erfahrung sehr gerne! Vereinbare jetzt dein kostenloses und unverbindliches Beratungsgespräch mit unseren Solarexperten und profitiere von den unzähligen Vorteilen der erneuerbaren Energien! 

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