Wärmepumpe mit Solarstrom betreiben: So klappt die Kombi

Wärmepumpe mit Solarstrom kombinieren Solaranlage montieren

PV-Strom für Wärmepumpe nutzen

Wer die Wärmepumpe mit Solarstrom vom eigenen Dach betreibt, heizt konsequent ökologisch und macht sich unabhängig vom öffentlichen Stromversorger. Im Idealfall ist der tägliche Heizungsbetrieb damit komplett kostenlos: Die Heizenergie für die Wärmepumpe stammt aus der Luft, dem Wasser oder Boden und der für den Betrieb der Wärmepumpe nötige Strom von der Sonne. Wir erklären, wie das funktioniert und worauf Sie achten sollten.

Das erfahren Sie in diesem Artikel:

  1. Wärmepumpe und Solarstrom: Wann lohnt die Kombi?
  2. So funktioniert das solarbetriebene Wärmepumpensystem
  3. Batteriespeicher und Wärmespeicher als sinnvolle Ergänzung

Auf einem Blick: Wärmepumpe mit Solarstrom betreiben

  • 1 Kilowattstunde Solarstrom generiert 4 Kilowattstunden thermische Energie aus der Wärmepumpe
  • Vorteile: Nachhaltige Stromerzeugung, hoher Autarkiegrad, niedrige Energiekosten
  • Ideal für Neubauten, optimale Kombination mit Fußbodenheizung
  • Speicher als sinnvolle Ergänzung

Wärmepumpe und Solarstrom: Wann lohnt die Kombi?

Strom von der Sonne, Wärme aus der Luft – wer mit erneuerbaren Energien heizt, verspricht sich davon vor allem eines: Weitgehende Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromversorger und niedrige Energiekosten.

Wer die hauseigene Photovoltaikanlage groß genug auslegt, produziert genügend Solarstrom, um nicht nur den Haushalt, sondern auch die die Wärmepumpe mit grünem Strom zu betreiben. Das lohnt sich, denn rund 20 Prozent der benötigten Energie einer Wärmepumpe gehen für Stromkosten drauf. Hier erfahren Sie, wie wie hoch der Stromverbrauch von Wärmepumpen ist »

Mit einer Kilowattstunde Solarstrom von Dach lassen sich im besten Fall vier Kilowattstunden thermische Energie aus der Wärmepumpe holen.

Die Dimensionierung der PV-Anlage wird entsprechend der Leistung der Wärmepumpe ausgelegt. Grundlage für Planung und Dimensionierung solcher Kombianlagen ist die Heizlastberechnung des Hauses.

So funktioniert eine Wärmepumpe

In unserem Artikel erfahren Sie alles zur Funktionsweise von Wärmepumpen − und zwar auch für den Laien einfach erklärt. Wie funktioniert eine Wärmepumpe? »

Ideal für Neubauten

Wärmepumpe Sonnenhaus Starnberg Luftwärmepumpe
Die solarstromgeregelte Luft-Wärmepumpe (11 KW) ist aufgestellt.
Bernd Kerscher

Wärmepumpen eignen sich (aufgrund der vergleichsweise niedrigen Vorlauftemperatur) vor allem für Neubauten und gut gedämmte Altbauten. Der Vorteil: Für den Betrieb einer Wärmepumpe braucht man nur relativ kleine Leistungen. An den meisten Tagen wird genügend PV-Strom produziert, um die Wärmepumpe ausschließlich mit diesem Strom zu betreiben.

In Neubauten können Wärmepumpen ihre Stärken voll ausspielen: Der Heizbedarf ist aufgrund der guten Dämmung gering.

Diese Voraussetzungen sollten im Altbau erfüllt sein, damit sich eine Wärmepumpe lohnt

Optimale Voraussetzungen, um eine Wärmepumpe im Altbau wirtschaftlich zu betreiben, sind

  1. eine gute Wärmedämmung des Gebäudes und
  2. eine bereits vorhandene Fußboden- oder Wandheizung. Es ist aber auch möglich, eine Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung zu betreiben.

Hier erfahren Sie, was die Voraussetzungen für das Nachrüsten einer Wärmepumpe im Altbau sind und ob Sie Ihre vorhandenen Heizkörper für eine Wärmepumpe weiternutzen können. Zu unserem Artikel: Wärmepumpe im Altbau nachrüsten »

Optimale Kombination mit Fußbodenheizung

Für eine möglichst effiziente solare Heizung, und auch für Wärmepumpen, sind niedrige Vorlauftemperaturen wichtig. Optimal ist deshalb die Kombination einer Wärmepumpe mit einer Fußbodenheizung, deren Systemtemperaturen nur bei rund 35 Grad liegen. Unter solchen Bedingungen benötigen Wärmepumpen nur wenig elektrische Anschubenergie.

Dafür muss eine entsprechend große Heizfläche zur Verfügung stehen, wie es bei der Fußbodenheizung (aber auch bei Wandheizungen) der Fall ist. Die meisten neuen Häuser haben eine Flächenheizung, die eine Vorlauftemperatur von nur 30 bis 40 Grad benötigt. Der Rohrdurchmesser und deren Verlegeabstand muss auf das Heizkonzept und die Heizlast der Räume abgestimmt sein.

Funktionsweise Photovoltaik-Anlage
Häufig kombiniert: Photovoltaik und Solarthermie. Photovoltaik erzeugt Strom (schwarz dargestellt), Solarthermie erzeugt Wärme, indem eine Wärmeträgerflüssigkeit beständig zirkuliert (rot und blau dargestellt). Die Wärmepumpe und das E-Auto werden mit eigenem Strom versorgt.
Foto%3A iStockphoto/Marc Osborne

Batteriespeicher und Wärmespeicher als sinnvolle Ergänzung

Damit der Solarstrom auch zeitversetzt genutzt werden kann, ist ein Stromspeicher sinnvoll. Damit kann den Solarstrom auf Vorrat halten, so dass zeitliche Lücken zwischen der Gewinnung und dem Verbrauch überbrückt werden können.

Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn abends nach Sonnenuntergang geheizt wird. Oder im Winter: Hier ist der Solarertrag niedriger, während die Wärmepumpen-Heizung den meisten Strom benötigt. In solchen Fällen muss Strom aus dem Netz dazugekauft werden.

Wann lohnt sich ein Stromspeicher?

Rund die Hälfte aller Photovoltaikanlagen werden mit Speicherbatterien kombiniert. Wann lohnt sich ein Speicher, wann lohnt er sich nicht? Und wenn ja, welcher Speicher ist am sinnvollsten? PV-Anlage: Mit oder ohne Speicher? »

So funktioniert das solarbetriebene Wärmepumpensystem

Damit die Wärmepumpe weiß, wann genügend Strom aus der Photovoltaik-Anlage zur Verfügung steht, kommunizieren beide Geräte über den sogenannten Wechselrichter miteinander. Umgekehrt gibt die Wärmepumpe eine Rückmeldung, welche Vorlauftemperaturen gerade benötigt werden. Die Wärmepumpe erzeugt anschließend Heizenergie und Warmwasserenergie für das Haus.

Der Wechselrichter ist eine Art intelligente Schnittstelle zwischen den beiden Geräten. Diese zentrale Steuereinheit wandelt nicht nur den erzeugten Gleichstrom aus der PV-Anlage in haushaltsüblichen Wechselstrom um, sondern koordiniert auch die Versorgung des Hauses mit Haushaltsstrom, versorgt die Wärmepumpe mit Strom und leitet überschüssige Energie an den Batteriespeicher.

Wärmepumpe Funktionsweise und Antrieb
epr/Mitsubishi Electric

Überschüssige Wärme wird in einem Warmwasserspeicher gespeichert, überschüssiger Strom in einem Akkuspeicher, um ihn zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen, wenn die PV-Anlage keinen Strom mehr produziert.

Solarenergie fürs Heizen nutzen

Rund 60 Prozent des jährlichen Warmwasserbedarfs können Hausbesitzer mit Solarthermie abdecken. Es kann sogar die Raumheizung unterstützen. Mehr in unserem Artikel: Lohnt sich Solarthermie für mein Haus? »

Beispiel: Das "Sonnenhaus Starnberg"

Solaranlage auf Hausdach

Beim "Sonnenhaus Starnberg" wird größtenteils Sonnenenergie zur Energieerzeugung genutzt. Dafür sorgt eine große Photovoltaikanlage auf dem Dach des Hauses.

Das Energie- und Heizungssystem des Hauses setzt sich aus den folgenden Komponenten zusammen:

  • Photovoltaikanlage mit Salzwasser-Batteriespeicher (10 kWh)
  • solarstromgeregelte Luft-Wärmepumpe (11 KW)
  • Warmwasserspeicher (3000 Liter)
  • Kaminofen, ohne Wärmetauscher
  • durchgehend Fußbodenheizung
  • dezentrale Lüftung mit Wärmerückgewinnung

Durch das solarbetriebene Wärmepumpen-System erreicht das Haus einen hohen Autarkiegrad: So kann die Bauherrin 62 % ihres Wärmebedarfs solar decken, beim Haushaltsstrom soll sie einen Autarkiegrad von 93 % erreichen. Selbst den Akku eines Elektroautos könnte sie mit eigenem Sonnenstrom laden.

Mehr Infos zu PV-Anlagen

Die Wärme wird beim Sonnenhaus in einem 3.000 Liter-Warmwasserspeicher zwischengespeichert. Hier sehen wir den Aufbau des Pufferspeichers im Heizraum.

Einbau Pufferspeicher PV Anlage
Links: Die Holzdecke über dem Heizraum wird abgenommen. Mitte: Der Speicher wird in den Heizraum eingefädelt. Rechts: Pufferspeicher im Heizraum mit Installation
Bernd Kerscher

Wir verwenden Cookies, um Informationen über die Nutzung der Webseite zu sammeln. Diese Cookies helfen uns dabei, Ihnen ein optimales Online-Erlebnis zu bieten. Mit dem Klick auf den Button "Alles akzeptieren" erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Für weitere Informationen über die Nutzung von Cookies oder für die Änderung Ihrer Einstellungen klicken Sie bitte auf "Cookie Einstellungen".

Datenschutzerklärung | Impressum
Alles akzeptieren Cookie-Einstellungen Weiter ohne Einwilligung
Technisch notwendige Cookies

Diese Cookies sind erforderlich und wesentlich, um die Kernfunktionalität der Webseite zu aktivieren und zu ermöglichen. Wesentliche Cookies können über die Funktion dieser Seite nicht deaktiviert werden. Sie können Cookies jederzeit generell in Ihrem Browser deaktivieren. Wir möchten Sie jedoch darauf hinweisen, dass es dann zu Problemen beim Aufruf der Website kommen kann.

Analyse

Diese Technologien ermöglichen es uns, die Nutzung der Website zu analysieren, um die Leistung zu messen und zu verbessern.

Google Tagmanager Google Analytics Google Optimize
Detaillierte Infos

Speichern und schließen Alles akzeptieren