1. Photovoltaik & Wärmepumpe: Wie funktioniert die Kombination?

Fangen wir an und beleuchten das Herzstück dieser spannenden Kombination: Photovoltaikanlagen und Wärmepumpen.

Photovoltaikanlagen sind im Grunde wie kleine, fleißige Sonnenkraftwerke, die auf Ihrem Dach oder im Garten sitzen. Sie nutzen die Energie der Sonne, um sauberen, grünen Strom zu erzeugen. Wie geht das? Sonnenlicht trifft auf die Solarzellen der Anlage und erzeugt dort einen elektrischen Strom. Die Vorteile liegen auf der Hand: Sie produzieren Ihren eigenen Strom, reduzieren Ihre Energiekosten und leisten einen Beitrag zum Umweltschutz.

Jetzt springen wir zur anderen Seite der Kombination: den Wärmepumpen. Wärmepumpen sind im Grunde genommen Heizungen, die mit Strom betrieben werden. Aber statt einfach nur Wärme zu erzeugen, "pumpen" sie die Wärme von einem Ort zum anderen - oft von draußen nach drinnen. Sie können die Wärme aus der Luft, dem Boden oder sogar dem Wasser extrahieren. Das Tolle daran ist, dass sie sehr effizient sind und sogar an kalten Tagen Wärme liefern können.

Jetzt kommt der spannende Teil: Wie kombinieren wir diese beiden Technologien? Ganz einfach: Wir nutzen den von der Photovoltaikanlage erzeugten Strom, um die Wärmepumpe zu betreiben. Dadurch können wir unseren Eigenverbrauch maximieren und gleichzeitig die Heizkosten reduzieren.

Der Eigenverbrauch bezeichnet die Menge an selbst erzeugtem Strom aus einer Photovoltaikanlage, die direkt im eigenen Haushalt oder Betrieb genutzt wird. Das bedeutet, Sie verbrauchen den Strom direkt vor Ort und speisen ihn nicht ins öffentliche Stromnetz ein.

Haben Sie das alles im Kopf? Super! Dann sind wir bereit, den nächsten Schritt zu machen und uns die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten und Voraussetzungen anzuschauen. Bleiben Sie dran!

2. Kombinationsmöglichkeiten und Voraussetzungen

Jetzt, wo wir uns mit den Grundlagen vertraut gemacht haben, lasst uns einen Blick auf die verschiedenen Systeme und Lösungen werfen, die es zur Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpen gibt. Da gibt es einige Optionen, je nach Bedarf und Situation:

1. Direktverbrauch: Hier wird der durch die Photovoltaikanlage erzeugte Strom direkt von der Wärmepumpe genutzt. Diese Lösung ist besonders effizient, wenn die Sonne scheint und die Wärmepumpe läuft.

2. Nutzung von Stromspeichern: Bei dieser Variante wird der überschüssige Strom in einem Stromspeicher gespeichert und kann von der Wärmepumpe genutzt werden, wenn die Sonne nicht scheint.

3. Smart-Grid-Lösungen: Diese Lösungen erlauben es, die Betriebszeiten der Wärmepumpe intelligent zu steuern, um den Eigenverbrauch des Solarstroms zu maximieren.

4. Stromcloud: Hier wird der überschüssige Strom nicht lokal in einem Stromspeicher gespeichert, sondern in einer sogenannten Stromcloud. Das ist im Grunde ein virtueller Speicher, bei dem der erzeugte Strom ins Netz eingespeist und später wieder abgerufen werden kann. Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung des Solarstroms zu Zeiten, wenn die Sonne nicht scheint. Besonders interessant ist diese Lösung für Anlagenbetreiber, die keinen Platz für einen physischen Stromspeicher haben oder deren Stromspeicher nicht ausreicht, um den gesamten überschüssigen Strom aufzunehmen.

2.1. Voraussetzungen für die Wärmepumpe

Bevor wir uns für eine dieser Lösungen entscheiden, müssen wir ein paar Voraussetzungen und Überlegungen für die Installation durchgehen:

1. Wärmepumpen-Auswahl: Holen Sie sich professionelle Beratung, um den besten Wärmepumpentyp für Ihr Gebäude zu bestimmen.
   Sie müssen die richtige Wärmepumpe für Ihr Gebäude auswählen. Jeder Typ hat spezielle Anforderungen an das Gebäude und das Grundstück. Es gibt verschiedene Typen, darunter Luft/Wasser-, Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen sowie Modelle, die mit einem Eisspeicher arbeiten. Nicht jede Wärmepumpe passt zu jedem Haus oder Grundstück. Es ist daher wichtig, eine gründliche Überprüfung der baulichen Bedingungen durchzuführen. 

2. Bestimmung der Heizlast: Beauftragen Sie einen Fachmann, um die Heizlast Ihres Hauses zu berechnen. Vor der Planung sollten Sie die Heizlast Ihres Hauses kennen. Die Heizlast gibt an, wie viel Wärme Ihre Heizung maximal liefern muss, um Ihr Haus angenehm warm zu halten. Ihre Wärmepumpe sollte so dimensioniert sein, dass sie diese Heizlast abdecken kann. 

3. Dimensionierung der PV-Anlage: Arbeiten Sie mit einem Solarenergie-Berater zusammen, um die optimale Größe für Ihre PV-Anlage zu ermitteln.
   Die Größe Ihrer Photovoltaikanlage wird in erster Linie durch die Leistung Ihrer Wärmepumpe bestimmt. Eine gängige Faustregel sagt: Die Leistung der PV-Anlage sollte etwa das Dreifache der Anschlussleistung Ihrer Wärmepumpe sein. So stellen Sie sicher, dass genügend Solarstrom für den Betrieb der Wärmepumpe und den übrigen Stromverbrauch in Ihrem Haushalt erzeugt wird.

4. Integration der Systemkomponenten: Sprechen Sie mit Ihrem Installateur oder Anbieter über die beste Lösung für ein integriertes Energie-Management-System.
   Die Kombination aus PV-Anlage und Wärmepumpe ist ein ausgeklügeltes System aus mehreren Teilen. Es besteht aus der Photovoltaikanlage, die den Solarstrom produziert, einem Batteriespeicher, der überschüssigen Solarstrom speichert, der Wärmepumpe, die den Solarstrom in Wärme umwandelt, und einem Pufferspeicher, der diese Wärme speichert. Die Steuerung dieser Komponenten übernimmt ein sogenannter Wechselrichter, der auch den Gleichstrom der Photovoltaikanlage in Wechselstrom umwandelt, den Ihre Haushaltsgeräte nutzen können. Ein intelligentes Energie-Management-System oder ein sogenannter Smart-Meter überwacht den gesamten Prozess und optimiert den Eigenverbrauch. 

Mit diesen Informationen sind Sie nun bestens gerüstet, um den Schritt in die Solar-Wärme-Pumpen-Welt zu wagen. Dazu gibt es verschiedene Arten von Wärmepumpen, die sich in ihrer Funktionsweise und Effizienz unterscheiden:

• Luft/Luft & Luft/Wasser-Wärmepumpen: Diese Art von Wärmepumpe nutzt die Außenluft als Wärmequelle. Sie ist einfach zu installieren und benötigt keinen großen Platzbedarf.
• Sole/Wasser-Wärmepumpe: Bei dieser Wärmepumpe wird die Wärme aus dem Erdreich genutzt. Diese Pumpen erfordern eine Erdbohrung oder einen Graben für die Erdkollektoren, bieten jedoch eine hohe Effizienz.
• Wasser/Wasser-Wärmepumpe: Hier wird das Grundwasser als Wärmequelle genutzt. Sie bieten eine sehr hohe Effizienz, erfordern jedoch einen Brunnen.
• Eisspeicher-Wärmepumpe: Bei dieser Art von Wärmepumpe wird Wärme aus einer Art Zisterne genutzt, deren Wärme während der kälteren herausgezogen wird und als Wärmequelle zum Heizen des Hauses dient. Das Wasser wird also zu Eis. Im Sommer kann dieses Eis mit der Wärmepumpe "rückwärts" genutzt werden, um das Haus bei heißen Temperaturen zu klimatisieren.
• Gas-Wärmepumpe: Sie nutzen Gas anstelle von Strom zur Energieerzeugung und können eine effiziente Option für Gebäude mit hohem Wärmebedarf sein.

Info: Sole ist eine Lösung aus Wasser und Salzen (aus spätmittelhochdeutsch sul, sol für „Salzbrühe“), die in Sole/Wasser-Wärmepumpen verwendet wird, um Wärme aus dem Erdreich zu extrahieren; der Begriff stammt aus dem Mittelhochdeutschen und bedeutet "Salzwasser".

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Systeme von Wärmepumpen und deren Anwendung.

3. Wärmepumpe & PV im Altbau und bei bestehenden Anlagen

Wenn Sie ein Altbau besitzen oder bereits eine existierende Anlage betreiben, könnte man denken, dass die Photovoltaik-Wärmepumpe-Kombination nicht mehr in Reichweite ist. Aber das ist weit gefehlt, denn das schöne an dieser Lösung ist ihre Flexibilität und Nachrüstbarkeit.

Zunächst müssen wir bedenken, dass Altbauten tendenziell mehr Energie für die Heizung benötigen, da sie oft nicht so gut isoliert sind wie Neubauten. Aber keine Sorge, eine Wärmepumpe kann auch in einem Altbau eine effiziente und kostensparende Heizungslösung sein. Die Hauptsache ist, dass sie richtig dimensioniert ist. Vielleicht benötigen Sie eine etwas größere Anlage als in einem Neubau, aber dank der hohen Effizienz der Wärmepumpe und der kostenlosen Energie aus der Sonne, die Ihre Photovoltaikanlage liefert, können Sie trotzdem erhebliche Energieeinsparungen erzielen. Wenn Sie bereits eine Photovoltaikanlage haben und eine Wärmepumpe nachrüsten möchten, ist das also eine interessante Möglichkeit, Ihre Energieeffizienz und Unabhängigkeit zu steigern. Sie könnten überschüssigen Solarstrom, den Sie momentan ins Netz einspeisen, nutzen, um Ihre Wärmepumpe zu betreiben und noch mehr Energiekosten zu sparen.

Hier sind einige Tipps und Dinge, die Sie beachten sollten:

1. Heizlastberechnung: Bevor Sie mit der Nachrüstung oder Erweiterung beginnen, sollte eine genaue Heizlastberechnung durchgeführt werden. Dies hilft Ihnen, die richtige Größe und Art der Wärmepumpe zu wählen.

2. Isolierung prüfen: Prüfen Sie, ob Sie die Isolierung Ihres Hauses verbessern können, um den Wärmebedarf zu reduzieren und die Effizienz Ihrer neuen Wärmepumpe zu maximieren.

3. Beratung einholen: Wenden Sie sich an einen Fachmann, der Sie bei der Auswahl der richtigen Wärmepumpe und der Anpassung Ihrer Photovoltaikanlage beraten kann.

4. Fördermittel checken: Informieren Sie sich über mögliche Fördermittel für die Nachrüstung von Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen. Es gibt viele Programme, die Ihnen dabei helfen können, die Kosten zu decken.

5. Platzbedarf einschätzen: Berücksichtigen Sie den Platzbedarf für die Wärmepumpe und eventuell erforderliche Ergänzungen zu Ihrer Photovoltaikanlage.

6. Technischer Zustand der bestehenden Anlage: Überprüfen Sie den technischen Zustand Ihrer bestehenden Photovoltaikanlage. Möglicherweise müssen einige Komponenten ausgetauscht oder aktualisiert werden, um sie mit der neuen Wärmepumpe kompatibel zu machen.

3.1. Welche Punkte sprechen gegen die Verwendung einer Wärmepumpe im Altbau?

Die Verwendung einer Wärmepumpe in einem Altbau kann einige spezifische Herausforderungen mit sich bringen. Obwohl diese keineswegs unüberwindbar sind, sollten Sie sich vor einer Entscheidung für eine Wärmepumpe im Altbau mit diesen Punkten auseinandersetzen:

1. Isolierung und Energieeffizienz: Altbauten sind oft nicht so gut isoliert wie Neubauten, was bedeutet, dass sie mehr Heizenergie benötigen. Die mangelnde Isolierung kann die Effizienz einer Wärmepumpe verringern, insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen. Eine Nachrüstung oder Verbesserung der Gebäudeisolierung kann jedoch dazu beitragen, den Wärmeverlust zu minimieren und die Effizienz der Wärmepumpe zu verbessern.

2. Heizsystem: Viele Altbauten haben konventionelle Heizkörper, die für hohe Vorlauftemperaturen ausgelegt sind, während Wärmepumpen besonders effizient mit Flächenheizsystemen (wie Fußboden- oder Wandheizungen) arbeiten, die niedrigere Temperaturen benötigen. Das bedeutet jedoch nicht, dass eine Wärmepumpe in Kombination mit Heizkörpern nicht funktionieren kann, es muss nur die passende Wärmepumpe ausgewählt werden, die auch höhere Vorlauftemperaturen erreichen kann.

3. Platz für die Installation: Je nach Art der Wärmepumpe, die Sie installieren möchten, benötigen Sie möglicherweise zusätzlichen Platz, zum Beispiel im Garten für eine Erdwärmepumpe oder an der Außenwand für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe. In dicht bebauten städtischen Gebieten oder auf kleinen Grundstücken könnte dies eine Herausforderung darstellen.

4. Genehmigungen und Vorschriften: Je nach Art der Wärmepumpe und dem Standort Ihres Gebäudes können bestimmte Genehmigungen erforderlich sein oder es können spezifische Vorschriften gelten. Zum Beispiel können in bestimmten Regionen oder bei denkmalgeschützten Gebäuden Einschränkungen bestehen.

Trotz dieser Herausforderungen sind Wärmepumpen oft eine praktikable und sehr effiziente Lösung für Altbauten, und es gibt viele erfolgreiche Beispiele für solche Installationen. Es lohnt sich also definitiv, die Option gründlich zu prüfen und sich professionell beraten zu lassen.

3.2. Vorlauftemperatur und Hochtemperatur Wärmepumpen

Wärmepumpen erzeugen im Allgemeinen niedrigere Vorlauftemperaturen als traditionelle Gas- oder Ölheizungen. Die meisten Wärmepumpen sind optimiert für Vorlauftemperaturen im Bereich von 35-55°C, was ideal für Flächenheizsysteme wie Fußboden- oder Wandheizungen ist.

Für Altbauten mit traditionellen Heizkörpern, die höhere Vorlauftemperaturen benötigen, gibt es jedoch spezielle Hochtemperatur-Wärmepumpen. Diese können Vorlauftemperaturen von bis zu 80°C erzeugen und sind daher geeignet, traditionelle Heizsysteme direkt zu ersetzen, ohne dass die Heizkörper ausgetauscht werden müssen.

Es ist zu beachten, dass diese Hochtemperatur-Wärmepumpen in der Regel weniger effizient sind als Wärmepumpen, die für niedrigere Vorlauftemperaturen ausgelegt sind. Das liegt daran, dass das Heizen auf höheren Temperaturen mehr Energie erfordert. Daher ist es oft sinnvoll, auch Möglichkeiten zur Verbesserung der Gebäudeisolierung und eventuell zur Modernisierung des Heizsystems in Betracht zu ziehen, um die Effizienz der Heizung insgesamt zu verbessern.

Das war es für den Moment, aber bitte bleiben Sie dran! Im nächsten Abschnitt sprechen wir über die Kosteneffizienz und den ROI der Photovoltaik-Wärmepumpe-Kombination. Es gibt noch viel zu entdecken in dieser spannenden Welt der erneuerbaren Energien!

4. Kosten der Wärmepumpe für die PV-Anlage

Wenn wir über Wirtschaftlichkeit und Kosten sprechen, dann ist es wichtig, ein klares Bild davon zu haben, womit wir es zu tun haben. Wir sind uns dessen bewusst, dass die Anschaffungskosten für eine Wärmepumpe zwischen 8.500 und 17.000 Euro liegen können - ein Betrag, der höher ist als die Kosten für einen Gas-Brennwertkessel.

Ein großer Teil dieser Kosten kann durch die BEG-Förderung des BAFA finanziert werden.

Jetzt fragen Sie sich wahrscheinlich: "Wovon hängen die Kosten einer Wärmepumpe ab?" Nun, sie hängen hauptsächlich von zwei Dingen ab:

1. der Art der Wärmepumpe
2. und der Erschließung der Wärmequelle.

Außerdem können Unterschiede zwischen den Herstellern und das konkrete Modell den Anschaffungspreis beeinflussen.

Lassen Sie uns einen Blick auf die verschiedenen Arten von Wärmepumpen werfen:

• Luftwärmepumpen: 8.500 - 17.000 Euro
• Erdwärmepumpen (Kollektor oder Sonde): 12.000 - 16.000 Euro
• Grundwasser-Wärmepumpen: 9.000 - 13.000 Euro

Die Erschließung der Wärmequelle kann je nach Art der Wärmepumpe zusätzliche Kosten verursachen:

• Luftwärmepumpen: Keine Zusatzkosten, da die Wärmequelle nicht extra erschlossen werden muss.
• Erdwärmepumpen: 2.000 - 5.000 Euro (Kollektoren) bzw. 6.000 - 13.000 Euro (bei einer Erdsonde).
• Grundwasser-Wärmepumpen: 4.000 - 7.000 Euro.

Natürlich haben höhere Anschaffungskosten für Erdwärmepumpen oder Grundwasser-Wärmepumpen ihren Preis. Sie bieten einen höheren Wirkungsgrad und niedrigere Stromkosten als Luftwärmepumpen. Und denken Sie daran, dass das BAFA Förderungen von 25% (oder 35% bei Austausch einer Ölheizung) der Kosten bietet!

Hier noch einmal die Kosten der Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus in Tabellenform:

Wichtig zu beachten ist die aktuelle Dynamik in den Kosten für Roh- und Baustoffe und die daraus resultierenden Kosten für Herstellung, Lieferung und Montage von Wärmepumpen. Daher dienen die hier genannten Zahlen vor allem zur Orientierung. Die genauen Kosten können Sie von Ihrem Fachbetrieb in Form eines Angebots erhalten.

5. Stromspeicher und die Optimierung des Eigenverbrauchs

Der Stromspeicher ermöglicht es Ihnen, den überschüssigen Solarstrom zu speichern und dann zu nutzen, wenn Sie ihn wirklich brauchen - beispielsweise in den Abendstunden oder bei schlechtem Wetter. Auf diese Weise können Sie Ihren Eigenverbrauch deutlich steigern und weniger Strom aus dem Netz beziehen. Es gibt dabei weitere Tipps und Tricks, um den Eigenverbrauch zu steigern:

1. Nutzen Sie energieintensive Geräte (wie die Waschmaschine oder den Geschirrspüler) hauptsächlich tagsüber, wenn die Sonne scheint und Ihre Photovoltaikanlage Strom produziert.
2. Betrachten Sie die Möglichkeit, eine intelligente Steuerung für Ihre Haushaltsgeräte einzusetzen, die den Stromverbrauch je nach Verfügbarkeit von Solarstrom optimiert.

Nun mag man sich fragen, wie sich die Nutzung eines Stromspeichers im Vergleich zu alternativen Strategien zur Optimierung des Eigenverbrauchs verhält. Tatsache ist, dass es keine pauschale Antwort auf diese Frage gibt.

Die beste Lösung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel den individuellen Stromverbrauchsgewohnheiten, der Größe der Photovoltaikanlage und den örtlichen Gegebenheiten. Eine professionelle Energieberatung kann Ihnen helfen, die für Sie optimale Lösung zu finden.

Tipp: Ausführlicher gehen wir übrigens in diesem Artikel auf die Optimierung des Eigenverbrauchs ein.

6. Förderungen für die Kombination PV & Wärmepumpe

Es gibt tatsächlich einige Förderprogrammen und finanziellen Anreize, eine Wärmepumpe und PV-Anlage zu kombinieren. Dazu gehören:

1. Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG): Dieses Programm bietet großzügige Zuschüsse und zinsgünstige Kredite für die Installation von Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen. Ihr könnt mehr darüber auf der Website des BAFA erfahren.

2. KfW-Förderprogramme: Die KfW-Bankengruppe bietet verschiedene Förderprogramme für erneuerbare Energien und Energieeffizienz, darunter zinsgünstige Kredite und Tilgungszuschüsse. Weitere Informationen findet ihr auf der Website der KfW.

Steuer & Abschreibungen: Sie können die Kosten für die Installation einer Photovoltaikanlage und einer Wärmepumpe ggfs. steuerlich absetzen. Hierzu zählen auch die Kosten für die Planung und Installation. Sie sollten also sowohl Solarteur, als auch Ihren Steuerberater zu Rate ziehen, um die optimale steuerliche Lösung zu finden. In unserem Artikel "Steuern, Gewerbe & Abschreibung Ihrer Photovoltaikanlage" finden Sie dazu weitere Informationen.

Das waren also die wichtigsten Förderprogramme und finanziellen Anreize, die euch zur Verfügung stehen, wenn sie überlegen, eine Wärmepumpe in Kombination mit einer Photovoltaikanlage zu installieren. Wir hoffen, dass die Informationen Ihnen dabei helfen, Ihre Pläne in die Tat umzusetzen und dabei auch noch Geld zu sparen!

7. Fazit & FAQ

Nun sind wir am Ende unserer informativen Reise angekommen und es ist an der Zeit, die Schlüsselpunkte noch einmal zusammenzufassen und einige häufig gestellte Fragen zu beantworten.

Zusammenfassung:

1. Wärmepumpen und Photovoltaik (PV): Eine Kombination, die Sie sowohl umweltfreundlich als auch effizient mit Wärme versorgt. Durch die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom und deren Nutzung zur Antriebskraft der Wärmepumpe, maximieren Sie den Eigenverbrauch und sparen Kosten.

2. Kombinationsmöglichkeiten: Verschiedene Arten von Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen erlauben eine flexible Kombination je nach Ihren individuellen Gegebenheiten und Bedürfnissen.

3. Altbau und bestehende Anlagen: Eine Nachrüstung ist möglich und kann durch eine sorgfältige Planung und Berücksichtigung bestimmter Aspekte optimiert werden.

4. Wirtschaftlichkeit und Kosten: Trotz höherer Anschaffungskosten sind PV-Wärmepumpen-Kombinationen auf lange Sicht wirtschaftlich sinnvoll, besonders wenn Förderprogramme und staatliche Anreize genutzt werden.

5. Stromspeicher und Optimierung des Eigenverbrauchs: Ein Stromspeicher kann den Eigenverbrauch optimieren und zur Netzstabilität beitragen.

6. Förderprogramme und finanzielle Anreize: Es existieren verschiedene Förderprogramme und finanzielle Anreize, die bei der Installation einer PV-Wärmepumpen-Kombination helfen können.

Jetzt zu den FAQs. Hier sind die Antworten auf einige Fragen, die Sie vielleicht noch haben:

Q: Wie lange dauert es, bis sich meine PV-Wärmepumpen-Kombination amortisiert? A: Die Amortisationszeit hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Größe und Art Ihrer Anlage, der Höhe der Investitionskosten, der Höhe der eingesparten Energiekosten und eventuell erhaltener Fördermittel. Im Allgemeinen können Sie mit einer Amortisationszeit von etwa 10 bis 15 Jahren rechnen.

Q: Kann ich eine Wärmepumpe in meinem Altbau nachrüsten? A: Ja, das ist möglich. Allerdings erfordert es eine genaue Analyse und Planung, insbesondere hinsichtlich der Dämmung und der Heizungsverteilung (Fußbodenheizung oder Heizkörper).

Q: Ist es möglich, meine PV-Anlage ohne einen Stromspeicher zu betreiben? A: Ja, das ist möglich und in vielen Fällen auch wirtschaftlich sinnvoll. Allerdings kann ein Stromspeicher Ihnen helfen, Ihren Eigenverbrauch zu maximieren und noch unabhängiger vom Stromnetz zu werden.

Q: Wie viel Wartung erfordert eine Wärmepumpe? A: Wärmepumpen sind generell sehr wartungsarm. Dennoch sollten Sie regelmäßige Inspektionen durch einen Fachmann durchführen lassen, um die Langlebigkeit und Effizienz Ihrer Anlage zu gewährleisten.