Wärmepumpe mit Photovoltaik: Traumpaar im Energiesparen

Inhalt

• Heizen mit Wärmepumpe und Photovoltaik – so geht’s
• Schnell-Check: Ihr individueller Weg zur Wärmepumpe mit PV-Anlage
• Wärmepumpe-Photovoltaik-Komplettpaket: Diese Hersteller bieten alles aus einer Hand
• So funktioniert die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik
• Wärmepumpenheizung und Energiespeicher – Kurzüberblick
• Damit alles richtig läuft: Energie-Management-System optimiert den Stromfluss
• Vorteile und Nachteile einer PV-Anlage mit Wärmepumpe
• Fazit: Lohnt sich die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe?
• FAQ

• Photovoltaik wandelt über den Photoeffekt Sonnenenergie in elektrischen Strom um.
• Der Wechselrichter der PV-Anlage wandelt diesen Gleichstrom nun in Wechselstrom um. Mit diesem lassen sich Geräte wie eine Wärmepumpe betreiben.
• Diese macht Umweltenergie aus Luft, Wasser oder Erde als Heizwärme nutzbar. Dafür braucht sie einen kleinen Anteil elektrischen Strom.
• Dieser Strombedarf lässt sich zu einem großen Anteil mithilfe des selbst erzeugten Solarstroms decken.
• So ergänzen sich die Technologien und der Solarstrom ersetzt anteilig den teuren Netzstrom. 
• Der Solarstrom vom eigenen Dach wird umweltfreundlich erzeugt. Daher sparen Sie CO2 ein, wenn Sie eine Wärmepumpe und PV kombinieren.

Lesen Sie in der folgenden Tabelle, welches Einsparpotenzial sich aus der Kombination Wärmepumpe/Photovoltaik ergibt. Es handelt sich um einen stark vereinfachten Überblick. Im Textverlauf folgen detailliertere Informationen zu den Energiekosten.

Rechenbeispiel: Bei einem Strompreis von 35 ct/kWh (Verivox, Stand März 2024) sparen Sie mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe und einem Speicher also pro 1.000 kWh Strombedarf der Wärmepumpe rund 466 x 0,35 EUR = 163 EUR ein. Mit einer Grundwasserwärmepumpe sind es etwa 196 EUR.

• Damit ist die Frage: “Kann man eine Wärmepumpe nur mit Photovoltaik betreiben?” bereits beantwortet. Leider kann der Strom aus der Photovoltaikanlage aus technischen Gründen nicht zu 100 Prozent selbst genutzt werden. Auch ein hoher Eigenverbrauch an Haushaltsstrom durch Hausbesitzer muss daher noch mit Strom aus dem Netz ergänzt werden.

Neben den laufenden Kosten des Hybridsystems aus Photovoltaik und Wärmepumpe sind die Anschaffungskosten sehr wichtig. Schließlich stellt sich die Frage, ob sich das Heizen mit Wärmepumpe und Photovoltaik langfristig lohnt.

Wer Wärmepumpe und PV kombinieren will, investiert im Grunde in zwei verschiedene erneuerbare Energiesysteme. Photovoltaikanlagen haben ihren Preis und Wärmepumpen ebenso. Wir betrachten die Anschaffungskosten zunächst ohne Erleichterungen durch Fördermittel.

Für eine durchschnittliche Photovoltaikanlage mit 10 kWp auf einem Einfamilienhaus können Sie von etwa 10.000 bis 15.000 Euro Photovoltaik-Kosten ausgehen. 

Rechnen Sie bei den Wärmepumpen-Kosten inklusive Installation mit etwa 40.000 Euro. Je nach Art der Wärmepumpenheizung sind hier jedoch noch große Abweichungen nach oben und unten möglich.   

Für die Kombination beider Systeme sollten Sie also mit Ausgaben von rund 50.000 bis 55.000 Euro rechnen. Legen Sie zudem Wert auf einen hohen Eigenverbrauch der Solarenergie, so sind für Sie Kosten für eine Wärmepumpe mit Photovoltaik und Stromspeicher von Interesse. Die Stromspeicherkosten im privaten Haushalt liegen bei etwa 8.000 Euro.

PV-Anlage mit Speicher und Wärmepumpe kosten also insgesamt rund 60.000 Euro. Rechtzeitig vor dem großen Schreck kommt nun aber die gute Nachricht: Es gibt großzügige Fördermittel, mit deren Hilfe die Ausgaben schon deutlich niedriger sind.

Für jede Komponente Ihres Gesamtsystems gibt es Fördergelder.

Hier ist ein Förder-Überblick mit weiterführenden Links:

• Wärmepumpen-Förderung: Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) sparen Sie bei Ihrer Investition 30 bis 70 Prozent. Hinzu kommen Förderprogramme von Städten, Kommunen und Ländern. Damit ist noch mehr Einsparpotenzial drin.
• Photovoltaik-Förderung: Vor allem Städte, Länder und Kommunen sind Ihre Ansprechpartner. Im laufenden Betrieb gibt es dann auch noch staatliche Förderung: die Einspeisevergütung nach Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Pro Kilowattstunde Strom, die Sie ins öffentliche Stromnetz einspeisen, erhalten Sie eine über 20 Jahre festgelegte Vergütung. Geht Ihre Anlage zwischen Februar und Juli 2024 ans Netz, sind das zum Beispiel 8,11 Cent pro Kilowattstunde.
• Nicht zu vergessen: Seit 2023 ist PV steuerfrei.
• Stromspeicher-Förderung: Zunächst gilt auf Batteriespeicher ebenfalls die Steuerförderung wie für Photovoltaikanlagen. Außerdem gibt es attraktive Zuschüsse von Städten und Kommunen. Oft sind das mehrere hundert Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität.
• Kreditförderung: Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) bietet mit dem Programm 270 einen Förderkredit für Photovoltaik und Speicher an.

➤ Sie haben eine Gasheizung oder Ölheizung und wünschen sich jetzt eine PV-Anlage mit Wärmepumpe.

➩ Falls noch nicht geschehen, sollten Sie Ihren Kessel modernisieren und auf Brennwerttechnik aufrüsten. Damit können Sie eine Wärmepumpen-Hybridheizung betreiben. Die Photovoltaikanlage unterstützt beim Strombedarf. Achtung: Lassen Sie sich unbedingt von einem Fachbetrieb beraten, um die Wirtschaftlichkeit der großen Investition vorab zu berechnen! Außerdem gibt es Fördermittel nur für den regenerativen Part.

➤ Sie haben in Ihrem Altbau schon eine Wärmepumpe und möchten nun eine PV-Anlage und eventuell einen Speicher nachrüsten.

➩ Lassen Sie zuvor Ihren Strombedarf genau berechnen, damit die Solaranlage und der Stromspeicher passend dimensioniert werden. Da Sie bereits eine Wärmepumpe betreiben, können Sie mit einer recht hohen Eigenverbrauchsquote und einem guten Autarkiegrad rechnen. 

➤ Sie haben eine Photovoltaikanlage und möchten nun eine Wärmepumpe nachrüsten.

➩ Hat Ihre PV-Anlage die richtige Größe, so können Sie mit dieser Kombination Ihren Heizwärmebedarf vergleichsweise sparsam decken. Wichtig: Sehen Sie davon ab, sich eine Wärmepumpe zuzulegen, nur um Ihren Eigenbedarf zu erhöhen! Denn der Eigenverbrauch durch eine Wärmepumpe allein spielt die Investitionskosten nicht wieder ein.

➤ Sie wünschen sich die Komplettlösung aus einer Wärmepumpe mit PV-Anlage. Macht es nun einen Unterschied, ob Sie bereits eine Wärmepumpe haben und Solar nachrüsten möchten oder andersherum?

➩ Die Planung ist einfacher, wenn Sie bereits eine Wärmepumpe betreiben und nun diese Wärmepumpe mit Solarstrom unterstützen wollen. Denn Ihr Stromverbrauch ist bereits bekannt, sodass die Leistung der Photovoltaik-Anlage darauf abgestimmt werden kann. 

➩ Ist andersherum schon eine PV-Anlage vorhanden, gibt es bereits Erfahrungswerte über deren Solarerträge – und somit, inwiefern diese die Stromkosten der neuen Heizung reduzieren können.

Hier ein paar Beispiele von Herstellern, die eine Kopplung der Komponenten anbieten:

• Viessmann bietet Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen, aber auch die Kombination aus beidem an.
• NIBE bietet die Kombination von Wärmepumpen der S-Serie mit hauseigener Photovoltaik an.
• Vaillant hat die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik im Programm – und auch das passende Energiemanagementsystem dazu.

Wie man mit Photovoltaik eine Wärmepumpe betreiben kann, ist grundsätzlich einfach zu beschreiben. Die Photovoltaikanlage erzeugt PV-Strom. Der kann bis zu einem gewissen Grad zum Betrieb elektrischer Geräte im Haushalt genutzt werden. Zu ihnen gehören auch die Wärmepumpen. Je nachdem, ob ein Stromspeicher installiert ist oder nicht, nutzt das klimafreundliche Heizsystem etwa 30 bis 70 Prozent an Solarstrom. Je höher dieser Anteil ist, desto geringer fallen die Heizkosten aus, da weniger Strom aus dem Netz hinzugekauft werden muss.

Die Antwort ist einfach: Ob Sie eine Luftwärmepumpe mit Photovoltaik betreiben, Erdwärme und Photovoltaik kombinieren oder eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit PV-Strom betreiben: Sie senken in jedem Fall die Heizkosten. Allerdings unterscheiden sich die Wärmepumpen-Systeme in der Effizienz. Bei einer weniger effizienten Luftwärmepumpe müssen Sie rund ein Drittel Wärmepumpenstrom zukaufen. Bei einer hocheffizienten Grundwasserwärmepumpe mit Photovoltaik ist es nur etwa ein Fünftel. Haben Sie gar keine PV-Anlage, so zahlen Sie stets 100 Prozent des Wärmepumpenstroms an Ihren Stromanbieter.

Wie viel Photovoltaik für eine Wärmepumpe benötigt wird, lässt sich pauschal nicht sagen. Grundsätzlich gilt, dass eine PV-Anlage mit mehr kWp geplant werden sollte, wenn eine Wärmepumpe zu den Verbrauchern zählt. 

• Eine Faustformel lautet: Anschlussleistung der Wärmepumpe x 3 = passende Leistung der Solaranlage. Eine durchschnittliche Wärmepumpenleistung liegt bei etwa 3 kW. Damit wäre eine PV-Anlage mit 9 kWp passend.

Wärmepumpen funktionieren mit zwei Arten von Energiespeichern und somit mit zwei verschiedenen Arten von Solaranlagen.

• Warmwasserspeicher bzw. Pufferspeicher: Hier wird erzeugte Wärme gespeichert, bis sie benötigt wird. Die Wärmepumpenleistung kann hier durch Solarthermie, also solare Wärmeerzeugung, unterstützt werden. Solarthermie unterstützt auch die Warmwasserbereitung durch Solarwärme. Das senkt ebenfalls den Stromverbrauch und somit die Stromkosten. 
• Stromspeicher: Er speichert solar erzeugten Strom, bis Bedarf entsteht. Das ist vor allem für nachts sinnvoll. So ist zu einem Teil die Wärmepumpenversorgung durch klimaneutralen und günstigen Strom sichergestellt. Mit einem Speicher steigern Sie die Autarkie und somit die Unabhängigkeit vom Stromversorger – Wärmepumpentarif hin oder her.

Ein Energiemanager sorgt dafür, dass der Strom innerhalb eines Energiesystems so effizient wie möglich genutzt wird. Er optimiert das Zusammenspiel aus PV-Anlage, Wechselrichter, Stromspeicher, Wärmepumpe, Elektroauto mit Wallbox und Überschussstrom. Energiemanagementsysteme drosseln Verbräuche in Spitzenlastzeiten und sorgen für sparsame  Energieflüsse, wenn die Solaranlage wenig oder gar keinen Strom erzeugt. Mithilfe des Energiemanagementsystems sind Einsparungen von mehreren hundert Euro im Jahr möglich – inklusive höherem Autarkiegrad.

In diesem Zusammenhang kann auch das Label “SG Ready” genannt werden. Es steht für “Smart Grid Ready”. Dieses Label tragen Wärmepumpen, die imstande sind, mit einem intelligenten Stromnetz zu kommunizieren. Das nützt aber nicht nur dem Netzbetreiber, sondern auch dem eigenen Geldbeutel: Zum Beispiel muss zu viel erzeugter PV-Strom nicht unbedingt ins Netz eingespeist werden, sondern kann etwa via Heizstab als thermische Energie im Pufferspeicher aufbewahrt werden. Alles eine Frage der Kommunikation.

Der gemeinsame Betrieb von Wärmepumpe und Photovoltaik lohnt sich in den meisten Fällen wirtschaftlich. Für die Umwelt lohnt sich die Verwendung erneuerbarer Energiequellen immer. Aus ökonomischer Perspektive ist es sinnvoll, sich bereits im Vorfeld von einem Fachbetrieb beraten zu lassen und eine mögliche Rendite über 20 Jahre berechnen zu lassen. Dabei ist es wichtig, dass die Amortisation sichergestellt ist. 

Vergleichen Sie aber diese Lösung mit fossilen Systemen wie Gasheizung oder Ölheizung, so wird die Tendenz eher zum ökonomischen Pluspunkt gehen. Denn Ölpreise und Gaspreise schwanken und die CO2-Steuer steigt kontinuierlich. 

Das Fazit lautet also: Ein gut geplantes und dimensioniertes System aus Wärmepumpe und Photovoltaik setzt nicht nur weniger CO2-Emissionen frei, sondern lohnt sich in den meisten Fällen auch wirtschaftlich.