Möglichkeiten zum Heizen mit Solarstrom

Die Sonne liefert jeden Tag mehr Energie, als die gesamte Menschheit in einem Jahr verbrauchen könnte. Eine Möglichkeit, das kostenfreie Angebot technisch zu nutzen, ist die Photovoltaik. Dabei wandeln Solarmodule das Sonnenlicht in elektrische Energie, die dann den Bedarf im Haus deckt. Aber kann man auch heizen mit Solarstrom? In den folgenden Abschnitten stellen wir drei Möglichkeiten dazu vor.

Die Themen im Überblick:

Elektrisch heizen mit Solarstrom

Möchten Hausbesitzer den Strom der Photovoltaikanlage zum Heizen verwenden, denken sie oft an eine Elektroheizung. Diese nimmt die elektrische Energie auf und wandelt sie ohne nennenswerte Verluste in thermische um. Geht es um die Beheizung ganzer Gebäude, nimmt die Technik dabei aber beachtliche Ausmaße an. So benötigt eine Photovoltaikanlage mit 20 Kilowatt Spitzenleistung bereits mehr als 100 Quadratmeter Dachfläche. Sind Bedingungen wie Ausrichtung, Dachneigung oder Verschattung nicht optimal, steigt der Platzbedarf weiter.

Solarmodule auf dem Dach gewinnen Energie zum Heizen mit Solarstrom

Voraussetzung sind große Speicher

Während die Sonne vor allem im Sommer besonders kräftig scheint, lässt sich ihre Energie im Winter deutlich schlechter nutzen. Interessieren sich Hausbesitzer für das Heizen mit Solarstrom, benötigen sie aber vor allem im Winter viel Energie. Schließen lässt sich die Lücke mit groß dimensionierten Speichern. Diese müssen einen Großteil der Sommerwärme aufnehmen und bis in den Winter bevorraten

In der Praxis selten wirtschaftlich

Alles in allem dürfte sich das Heizen mit Solarstrom auf diese Weise heute kaum lohnen. Zumindest dann, wenn ein Haus allein auf diese Weise mit thermischer Energie versorgt wird. Der Grund dafür sind die hohen Kosten für die Photovoltaikmodule und den besonders großen Speicher.

Wärmepumpen mit Photovoltaikstrom betreiben

Eine interessante Alternative ist das Heizen mit Solarstrom und Wärmepumpe. Denn die effizienten Wärmeerzeuger zapfen Luft, Erde oder Wasser an, um ein Gebäude mit Wärme zu versorgen. Möglich ist das durch einen komplexen Prozess, bei dem ein Kältemittel zunächst verdampft, verdichtet und dann entspannt wird. Im Beitrag „Funktionsweise der Wärmepumpe“ erklären wir, wie das im Detail funktioniert. Wichtig zu wissen ist, dass mit dem technischen Prozess nur ein Drittel der Heizenergie elektrisch sein muss, wodurch die Photovoltaikanlage deutlich kleiner ausfallen kann.

Speicher zum Heizen mit Solarstrom

Auch eine Wärmepumpe muss thermische Energie vor allem im Winter bereitstellen. Das heißt, dass auch hier Stromspeicher nötig sind. Je nach Größe der Photovoltaikmodule müssen diese den Strom jedoch nur vom Tage bis in die Nacht bevorraten und können daher deutlich kleiner ausfallen. Eine individuelle Beratung und Planung durch einen erfahrenen Installateur gibt Aufschluss darüber, wie große die jeweiligen Komponenten sein sollten.

Voraussetzung sind energieeffiziente Gebäude

Geht es um das Heizen mit Solarstrom und Wärmepumpe, sollte das zu versorgende Haus möglichst energieeffizient gebaut oder saniert sein. Denn dann benötigt die Wärmepumpe weniger Strom, die Photovoltaikanlage kann kleiner ausfallen und die Kosten sinken. Das wirkt sich wiederum positiv auf die Wirtschaftlichkeit aus und sorgt für kurze Amortisationszeiten.

Brennstoffzellen heizen mit Solarstrom

Eine dritte Möglichkeit zum Heizen mit Solarstrom bietet die Brennstoffzelle. Dabei reagieren Wasserstoff und Sauerstoff unter kontrollierten Bedingungen miteinander, wobei Strom und Wärme entstehen. Den Wasserstoff gewinnen herkömmliche Geräte dabei zum Beispiel aus Erdgas. Im Beitrag „Funktionsweise der Brennstoffzelle“ erklären wir, wie das im Detail funktioniert.

Elektrolyseur produziert Wasserstoff

Der für die sogenannte kalte Verbrennung benötigte Wasserstoff lässt sich jedoch auch mit einer Photovoltaikanlage herstellen. Dabei nutzt ein sogenannter Elektrolyseur die Energie des Solarstroms, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Während der Sauerstoff einfach an die Umwelt abgegeben wird, lässt sich der Wasserstoff für die Brennstoffzelle in Tanks bevorraten.

Langzeitspeicher sind realisierbar

Anders als bei Batteriespeichern können Wasserstoffspeicher Energie zum Heizen mit Solarstrom auch über längere Zeiträume ohne große Verluste bevorraten. Während die Photovoltaikanlage dabei den ganzen Sommer über Wasserstoff produziert, wandelt die Brennstoffzelle diesen im Winter in Strom und Heizwärme.

Moderne Technik mit hohen Kosten

Auch wenn das Konzept bereits in verschiedenen Leuchtturmprojekten, wie dem energieautarken Mehrfamilienhaus im schweizerischen Brütten, zum Einsatz kam, ist die Technik heute noch recht teuer. So kostet allein die Brennstoffzelle zum Heizen mit Solarstrom mehr als 20.000 Euro. Hinzu kommen Solarmodule, Elektrolyseur und Wasserstoffspeicher.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Geht es um das Heizen mit Solarstrom, kommen heute verschiedene Technologien zum Einsatz. Während die Verbindung von Photovoltaik und Elektroheizung besonders teuer und platzraubend ist, kann sich der Betrieb von Wärmepumpen und Solartechnik lohnen. Besonders interessant ist auch die Verknüpfung der modernen Brennstoffzellen mit Solaranlagen zur Herstellung von Wasserstoff. Mit hohen Kosten für die benötigten Komponenten lässt sich aber auch diese Lösung heute selten wirtschaftlich umsetzen.

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