Wärmepumpe und Photovoltaik als sinnvolle Kombination

Die Wärmepumpe zählt zu den Großverbrauchern eines Haushalts. Abhängig von der Energieeffizienz eines Gebäudes (altes Haus, teilsaniert oder Passivhaus) reduziert sich die Energieversorgung über das öffentliche Stromnetz von 21 bis zu 70 Prozent, sofern die Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage kombiniert wird. Dies bedeutet, dass, je nach Sanierungszustand des Hauses, bis zu 70 Prozent der für die Wärmepumpe benötigten Energie aus der Photovoltaikanlage stammen kann. Eine Kopplung von Wärmepumpe und Photovoltaik ist daher durchaus sinnvoll.

So arbeiten Wärmepumpe und Photovoltaik zusammen

Im Normalfall sind Wärmepumpen sogenannte Stand-alone-Systeme und kommunizieren nicht mit der Photovoltaikanlage. Bisher war dies auch nicht erforderlich, da die Energieversorgung der Wärmepumpe über die Photovoltaik wirtschaftlich nicht sinnvoll war. Durch die Änderung mehrerer Einflussfaktoren ist es immer häufiger rentabel, die Photovoltaikanlage als Stromgenerator für die Wärmepumpe zu nutzen. Die Basis dafür bildet die Kommunikation zwischen Wärmepumpe und Photovoltaik, für die mehrere Optionen zur Auswahl stehen:

  • Kommunikation über eine an der Wärmepumpe angebrachte Schnittstelle.
  • Direkte Verbindung der Wärmepumpe mit einem Wechselrichter.
  • Ansteuerung der Wärmepumpe über einen elektronischen Stromzähler anstelle des Wechselrichters.
  • Energie-Management-System übernimmt die Kommunikation zwischen Wärmepumpe und Photovoltaik.

Belieferung der Wärmepumpe nur bei Energieüberschuss

Der Wärmepumpe wird ausschließlich jener Strom zur Verfügung gestellt, der vom Haushaltsstromkreis nicht benötigt wird. Unabhängig davon, ob die Wärmepumpe direkt an den Haushaltsstromkreis angeschlossen ist oder nicht. Erst dann, wenn ein Energieüberschuss vorliegt, erfolgt die Belieferung der Wärmepumpe über die Photovoltaik. Die Regelung der Stromzuteilung aus dem Haushaltsstromkreis übernehmen Schnittstellen, Wechselrichter oder Energie-Management-Systeme. Alternativ fordert die Wärmepumpe bei Installation einer speziellen Schnittstelle bei Überschussmeldung den durch die Photovoltaikanlage produzierten Strom an. Dabei wechselt sie automatisch vom öffentlichen Stromnetz auf das interne Stromnetz.

Energie bevorraten, steigert die Effizienz

Eine zusätzliche Erhöhung der Effizienz durch die Kombination einer Wärmepumpe mit der Photovoltaik wird unter Umständen durch die Ergänzung mit einem Wärmespeicher erzielt. Dabei kann die Wärmepumpe bei Stromüberschuss auch dann sinnvoll arbeiten, wenn im Haus gerade keine Wärme benötigt wird. Denn diese lagert sie dabei einfach in einen Wärmespeicher ein. Je größer dieser ist, umso mehr Energie lässt sich bevorraten. Der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Photovoltaikstroms steigt damit also. 

Eine Photovoltaikanlage als Symbol für den Betrieb von Wärmepumpe und Photovoltaik
© electriceye / Fotolia

Wärmepumpe und Photovoltaik: Das Gebäude entscheidet

Ob es sich lohnt, Wärmepumpe und Photovoltaik zu kombinieren, hängt auch vom Gebäude ab. Ist dieses gut isoliert und im besten Falle mit einer Flächenheizung ausgestattet, kommt es mit sehr niedrigen Vorlauftemperaturen aus. Diese begünstigen wiederum die Funktion der Wärmepumpe. Denn die arbeitet effizienter und sparsamer, wenn der Temperaturunterschied zwischen Umweltenergiequelle (Luft, Erde oder Wasser) und Heizungswasser niedrig ist. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik lohnt sich also vor allem in neuen oder umfassend energetisch sanierten Gebäuden.

Übrigens: Soll die Wärmepumpenanlage auch Trinkwasser erwärmen, können Besitzer von Ein- und Zweifamilienhäusern die Speichertemperatur absenken, um die Effizienz weiter zu steigern. Noch besser ist in vielen Fällen die Kombination mit einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung

Nachrüstung einer Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe

Im Schnitt deckt die Photovoltaikanlage ungefähr 30 Prozent des Strombedarfs einer Wärmepumpe. Dieser Wert variiert jedoch je nach Effizienz-Standard eines Gebäudes und erhöht sich bei Nutzung eines intelligenten Managementsystems. Einer von mehreren Gründen, warum es für Besitzer älterer Anlagen wirtschaftlich interessant sein kann, nachträglich eine Wärmepumpe zu installieren. Dies gilt vor allem für alle Anlagen, die zwischen dem 1. Januar 2009 und dem 31. März 2012 in Betrieb gingen. In diesem Fall erhält der Anlagenbetreiber eine Eigenverbrauchsvergütung, sobald er mehr als 30 Prozent seines Strombedarfs durch eine Photovoltaikanlage deckt. Da dieser Wert durch herkömmliche Haushaltsgeräte kaum erzielbar ist, bietet sich die Nachrüstung der Photovoltaik mit einer Trinkwasser-Wärmepumpe als konstanter Energieverbraucher an.

Wann ist der Anschluss an den Haushaltsstromkreis rentabel?

Ein wichtiges Thema für eine möglichst hohe Effizienz der Kombination Wärmepumpe mit Photovoltaik ist die Entscheidung, ob die Wärmepumpe an den durch die Photovoltaikanlage versorgten Haushaltsstromkreis angeschlossen wird. Bei einem Jahresverbrauch von 6.000 Kilowattstunden durch die Wärmepumpe rechnet sich der Anschluss an den Haushaltsstromkreis dann, wenn die Wärmepumpe von der Photovoltaik mit mehr als 50 Prozent der benötigten Energie versorgt wird.

Ein zweiter Stromzähler wird manchmal vorausgesetzt

Eine wärmeeffiziente Gebäudemodernisierung und der Einsatz intelligenter Energie-Management-Systeme wirken sich dahingehend aus, dass der Anschluss an den Haushaltsstromkreis auch weit unter den angegebenen 50 Prozent rentabel ist. Eine Besonderheit ist jedoch zu beachten: Der Wärmepumpenstrom wird von vielen Energieversorgern stark vergünstigt angeboten. Alternativ behält sich der Stromanbieter vor, in stromintensiven Zeiten die Pumpe über einen kostenpflichtigen Rundsteuerempfänger zu sperren. 

Installation eines Solarspeichers eine Überlegung wert

Verzichtet der Besitzer einer Kombinationsanlage aus Wärmepumpe und Photovoltaik auf den günstigen Wärmepumpenstrompreis und schließt die Pumpe an den Haushaltsstromkreis an, entnimmt sie bei fehlendem Energieüberschuss aus der Photovoltaikanlage den Strom aus dem Stromnetz mit Normaltarif. Abhängig davon, wie groß die Anlage dimensioniert ist, ist unter Umständen der Kauf eines Solarspeichers eine Überlegung wert. Die Entscheidung für die optimale Variante beeinflussen mehrere Faktoren. Allerdings entschließen sich immer mehr Anlagenbesitzer für den Anschluss der Wärmepumpe an den durch die Photovoltaik gespeisten Haushaltsstromkreis.

Heizung.de Autor Philipp Hermann

Fazit von Philipp Hermann

Die Kombination Wärmepumpe und Photovoltaik erhält eine immer größere Bedeutung. Vor allem ältere Photovoltaikanlagen mit Eigenverbrauchsvergütung profitieren von der Nachrüstung mit einer Wärmepumpe. Im Idealfall erfolgt die Speicherung der überschüssigen Energie in einem Speicher, der diese dem Haus bedarfsgerecht zur Verfügung stellt.

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