Wohnhaus Familie Stauder
Good bye gas! Hello green energy! Im Zuge der Heizungssanierung ließ die Familie Stauder nicht nur…
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Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik ist ein viel diskutiertes Thema. Wir haben uns angesehen, welchen Beitrag der Sonnenstrom einer durchschnittlichen PV-Anlage tatsächlich zur Wärmepumpenheizung in Einfamilienhäusern leisten kann.
Geht es um die Kombination von Wärmepumpen mit Photovoltaikanlagen, scheiden sich oft die Geister. Die einen schwören auf diese umweltfreundliche Heizvariante. Die anderen wiederum stehen ihr eher skeptisch gegenüber; viel zu gering wären die PV-Erträge im Winter. Wann aber lohnt sich die Installation einer Wärmepumpe mit Photovoltaik dann wirklich?
Wir sagen: Das kommt ganz darauf an – weil in gewisser Weise beide Parteien recht haben. Die Kombination einer Wärmepumpe mit PV-Anlage ist nämlich nur bei guter Planung ökologisch und ökonomisch sinnvoll. Welchen Beitrag die Sonne dabei leisten kann, sehen wir uns anhand von drei Einfamilienhaus-Beispielen an. Vorher allerdings beleuchten wir die wichtigsten Einflussfaktoren, die wir für eine gut funktionierende Wärmepumpen-PV-Kombi beachten müssen.
Ist die Gesamtanlage gut geplant und gebaut, kann das Heizen mit Photovoltaik und Wärmepumpe einige Vorteile mit sich bringen. Die zentralen Pluspunkte sind:
Durch die Nutzung des hauseigenen PV-Stroms für den Betrieb der Wärmepumpe muss weniger Strom von externen Energieversorgern bezogen werden. Das hält die Betriebskosten angenehm niedrig. Die Voraussetzungen dafür sind eine fachgerechte Planung, Dimensionierung und Installation von Wärmepumpe und PV-Anlage. Denn diese Faktoren bestimmen den Stromverbrauch eines Einfamilienhauses mit Wärmepumpe und Photovoltaik und damit die laufenden Stromkosten.
Kombinieren Sie eine Wärmepumpe mit Photovoltaik, nutzen Sie vermehrt Energie aus erneuerbaren Quellen. Der aus Sonnenlicht produzierte Strom von der eigenen Photovoltaikanlage ist zu 100 % Ökostrom. Zwar werden Sie im Winter einen Teil Strom von externen Energieversorgern zukaufen müssen. Trotzdem erhöhen Sie durch Ihre PV-Anlage den Anteil an grünem Strom, der nicht auf fossile Brennstoffe oder Atomkraft zurückgreift.
Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik macht Sie grundsätzlich unabhängiger von externen Energieversorgern. Noch effizienter, wirtschaftlicher und ausfallssicherer wird die Gesamtanlage, durch die Nutzung von Speicherlösungen mit Notstromfunktion. Sie optimieren den Eigenverbrauch, senken die Betriebskosten und schaffen Betriebssicherheit, sollte es einmal zu einem Netzausfall kommen. Wenn Sie eine Wärmepumpe mit Photovoltaik betreiben, betreffen Sie Preisschwankungen auf dem Strommarkt zudem nur am Rande.
Damit Wärmepumpe und Photovoltaik einander ideal ergänzen, müssen bei Planung, Dimensionierung und Installation zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden. Hier sind die wichtigsten:
Der Heizwärmebedarf Ihres Hauses ist Ausgangspunkt und Grundlage für alle weiteren Berechnungen rund um das Heizsystem. Gebäude werden anhand des benötigten Heizwärmebedarfs in sogenannte Energieeffizienzklassen oder Energieklassen eingeteilt. Diese werden im Energieausweis nach dem Muster von Energielabels einfach und übersichtlich dargestellt:
Wärmepumpen für Energieklasse A+ bis C
Generell eignen sich Wärmepumpen gut für den Einsatz in Häusern der Energieklassen A+ bis B und C. Hier können sie ihre Vorteile am besten ausspielen. Eine ausgezeichnete Übersicht über diese Klassen und die jeweils geeigneten Heizsysteme finden Sie auch in der klimaaktiv-Heizungsmatrix.
Energieklasse B ist in Österreich am häufigsten
Die in Österreich häufigste Energieklasse für private Neubauten ist die Klasse B (Niedrigenergiehaus mit einem Heizwärmebedarf von 25 bis 50 kWh/m²a). Aus diesem Grund haben wir gleich zwei Einfamilienhäuser aus dieser Klasse für unsere Beispiele (siehe unten) herangezogen. Das dritte Beispiel fällt in die Klasse C (sanierter Altbau mit einem Heizwärmebedarf von 50 bis 100 kWh/m²a). So erfahren Sie auch, was eine Wärmepumpe mit Photovoltaik im Altbau kann.
Die wichtigste Kennzahl für die Bewertung der Gesamteffizienz eines Wärmepumpensystems ist die Jahresarbeitszahl (JAZ). Diese gibt an, wie viele Teile Wärme über das Jahr verteilt mit einem Teil Strom produziert werden. Eine Wärmepumpenanlage mit JAZ 4 erzeugt also mit 1 kWh Strom über das Jahr verteilt 4 kWh Wärmeenergie. Es gilt also: Je höher die JAZ, desto effizienter die Wärmepumpenanlage.
Die Wärmequelle als wesentlicher Einflussfaktor auf die Effizienz des Gesamtsystems
Die Jahresarbeitszahl wird nicht nur von der Qualität des Wärmepumpengerätes und der fachgerechten Planung und Installation bestimmt. Auch die Wärmebezugsquelle (Erde, Grundwasser, Luft) beeinflusst die Effizienz des Systems maßgeblich. Es macht einen großen Unterschied, ob Sie eine Erdwärmepumpe, Grundwasserwärmepumpe oder Luftwärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren. Welche Rolle die Wärmequelle dabei konkret spielt, haben wir in unserem Artikel Stromverbrauch der Wärmepumpe: Knackpunkt Wärmequelle übersichtlich für Sie zusammengestellt.
Um eine PV-Anlage richtig zu dimensionieren, braucht es eine ausführliche Bedarfsanalyse. Ermittelt wird sowohl die aktuelle als auch die zu erwartende zukünftige Höhe Ihres Stromverbrauchs. Dabei fließen auch Ihre Zukunftspläne wie beispielsweise die Anschaffung eines Elektroautos oder anderer größerer Stromverbraucher in die Rechnung mit ein.
Berücksichtigt werden außerdem
Die Dimensionierung einer PV-Anlage ist eine komplexe Angelegenheit, die wir HSH-Installateure gerne für Sie übernehmen.
So viel Photovoltaik braucht ein Einfamilienhaus mit Wärmepumpe
Steht bei der Auslegung der PV-Anlage bereits fest, dass eine Wärmepumpe mit Photovoltaik betrieben werden soll, wird das von Anfang an berücksichtigt. Die Photovoltaikanlage fällt dementsprechend größer aus. Im Schnitt kommen im Einfamilienhausbereich Anlagen mit 7 kWp zum Einsatz.
Die intelligente Haustechniksteuerung verknüpft die Wärmepumpe mit der PV-Anlage. Die smarte Steuerungstechnik holt das Optimum aus der Systemkombination heraus und berücksichtigt dabei
Die Software stimmt Verbrauch und Ressourcen aufeinander ab. Sie sorgt auch dafür, dass elektrische Überschüsse in Batteriespeichern oder in thermischen Speichern (z. B. Pufferspeicher oder Fußbodenheizung) zwischengelagert werden.
In den folgenden Beispielen zeigen wir Ihnen die Leistungsdaten von Wärmepumpen-Photovoltaik-Kombis in drei typischen Einfamilienhäusern. Dazu haben wir die Heizwärmebedarfs-Durchschnittswerte in den Jahren 2018 und 2019 monatlich erfasst und grafisch aufbereitet.
Die Balken zeigen den Strombedarf für den Betrieb der Wärmepumpe an. Anschließend wurden die Durchschnittswerte von drei repräsentativen Photovoltaikanlagen aus denselben Orten darübergelegt. So sehen Sie auf einen Blick, welchen Beitrag die jeweilige PV-Anlage zur Deckung des Strombedarfs der Wärmepumpe leisten kann.
Die Winter der Jahre 2018 und 2019 waren übrigens nicht besonders schneereich, wodurch relativ gute PV-Erträge erzielt werden konnten. Die Verknüpfung von Photovoltaik und Wärmepumpe lohnte sich in diesen Wintern also besonders.
In diesem Beispiel haben wir es mit einem effizienten Wärmepumpensystem (JAZ 4) zu tun. Die Photovoltaikanlage ist mit 7 kWp gut dimensioniert. Die PV-Anlage stellte über das Jahr gesehen knapp 80 % des benötigten Wärmepumpenstroms zur Verfügung. In den sonnigen Übergangsmonaten Februar und März lag die Ausbeute sogar bei 95 bis 97 %.
Im Unterschied zum vorhergehenden Beispiel kommen hier ein weniger effizientes Wärmepumpensystem mit JAZ 3 und eine kleinere PV-Anlage mit nur 3 kWp zum Einsatz. Die solare Deckung beträgt dadurch jährlich nur 52 %. Das ist zwar gut ein Drittel weniger als im vorherigen Beispiel, aber grundsätzlich ganz in Ordnung.
In diesem Fall zeigt sich der Einfluss der Gebäudeklasse sehr deutlich. Der sanierte Altbau hat mit 99 kWh/m²a einen dreimal so hohen Wärmebedarf wie die beiden Häuser in den vorangegangenen Beispielen. Die Wärmeverteilung erfolgt über Heizkörper. Die Effizienz der Wärmepumpe ist mit einer JAZ von 2 recht gering.
Auch hier kommt eine PV-Anlage durchschnittlicher Größe (7 kWp) zum Einsatz. Über das Jahr gesehen kann die PV-Anlage allerdings trotz ihrer Größe nur 35 % des Strombedarfs der Wärmepumpe abdecken – ein recht bescheidener Wert.
In diesen Beispielen betrachten wir ausschließlich die Wärmeerzeugung mittels Wärmepumpe. Alle anderen Stromverbraucher im Haus werden zu Gunsten der Übersichtlichkeit ausgeklammert. Außerdem heizt die Wärmepumpe nur während des Tages; die nächtlich benötigte Wärme stellt ein Pufferspeicher bereit.
In den obigen Beispielen betrachteten wir der Einfachheit halber nur den Heizbetrieb der Wärmepumpe. Wenn Sie Ihr Zuhause auch mit der Wärmepumpe kühlen möchten, zahlt sich eine Photovoltaikanlage erst recht aus. Durch die hohen PV‑Erträge während der Sommermonate kann eine gut dimensionierte Anlage bis zu 100 % des Strombedarfs für den Kühlbetrieb abdecken. Wir HSH‑Installateure informieren Sie dazu gerne.
Die Kosten für die Anschaffung einer Wärmepumpe mit Photovoltaik richten sich nach der Art des Wärmepumpensystems, dem Heizwärmebedarf Ihres Zuhauses, der Größe der geplanten Photovoltaikanlage und vielen weiteren individuellen Faktoren. Daher ist es uns an dieser Stelle unmöglich, Ihnen einen konkreten Überblick über die Investitions- und Betriebskosten dieser Systemkombination zu geben. ABER:
Nutzen Sie am besten unseren kostenfreien Online-Heizungsplaner, um ungefähre Richtwerte für die Kosten Ihrer Wärmepumpe (mit oder ohne Photovoltaik) berechnen zu lassen. Er liefert Ihnen gute Richtwerte für die Investitions- und Betriebskosten. Wenn Sie es lieber ganz genau wissen wollen, führen wir HSH‑Installateure gerne eine individuelle Berechnung für Sie durch.
Investitionen in Erneuerbare Energiesysteme werden in Österreich auf verschiedenen Ebenen gefördert. Werfen Sie daher unbedingt vor der Anschaffung einen Blick in unsere Übersicht für Förderungen von Wärmepumpen und Photovoltaik.
Mit unserem kostenlos nutzbaren Online-Heizungsplaner finden Sie es in ein paar Klicks heraus! Ein Kostenbeispiel: Bei einem Neubau (Niedrigenergiehaus in Klosterneuburg) mit 150 m² Wohnfläche müssen Sie für eine neue Luftwärmepumpe mit Photovoltaikanlage mit ca. 28.020 bis 41.150 Euro Investitionskosten und ca. 796 Euro Betriebskosten pro Jahr rechnen.
HEIZUNG ONLINE PLANEN
Wir sind der Meinung, dass sich die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik auszahlt. Die Voraussetzung dafür ist allerdings eine gute und fachgerechte Planung der Gesamtanlage. Dann kann man auch im Winter einen Teil des Strombedarfs für die Wärmepumpenheizung mit der Photovoltaikanlage abdecken.
Möchten Sie Ihre Wärmepumpe mit Photovoltaik-Strom betreiben, sollten Sie bei der Planung nicht zurückhaltend sein. Eine kleine 3-kWp-Anlage schafft nicht viel. Außerdem werden im Haushalt auch noch andere Verbraucher angeschlossen; es steht also nicht der gesamte PV-Strom für die Heizung zur Verfügung. Auch die Kühlung mit der Wärmepumpe im Sommer und zukünftige Anwendungen wie beispielsweise E-Mobilität sollten in der Rechnung berücksichtigt werden.
Die Wärmepumpe sollte vornehmlich am Tag heizen, wenn die Photovoltaikanlage Strom erzeugt. Das bedeutet aber auch, dass für die Speicherung in der Nacht ein Pufferspeicher nötig ist. Andernfalls würde die Wärmepumpe auch in der Nacht laufend in Betrieb sein. Das würde einen hohen zusätzlichen Stromverbrauch bedeuten, der nicht durch die PV-Anlage gedeckt werden kann. Wärmepumpe, Pufferspeicher und Photovoltaik sind daher eine sinnvolle Kombination.
Eine Wärmepumpenheizung kann auch im Altbau effizient sein. Ist der Heizwärmebedarf allerdings eher hoch (Energieklasse C oder D) und es lässt sich nur eine niedrige Jahresarbeitszahl (JAZ 2 bis 3) erreichen, sollten Sie sich auf die Suche nach einer Alternative machen. In diesen Fällen ist es sinnvoll, auch andere klimaneutrale und günstige Heizvarianten wie
in die Überlegungen einzubeziehen. Auch für diese Varianten liefert Ihnen unser Online‑Heizungsplaner gute Richtwerte für Investitions- und Betriebskosten.
Durch die Nutzung des selbst erzeugten Solarstroms können die Stromkosten für den Betrieb der Wärmepumpe gesenkt werden. Die Kombination reduziert den CO2-Ausstoß und erhöht die Nutzung erneuerbarer Energien. Zudem macht die Eigenversorgung mit Strom unabhängiger von Strompreiserhöhungen und Netzschwankungen.
Ein gut gedämmtes Haus ist ideal für die Nutzung einer Wärmepumpe, da der Heizbedarf geringer ist. Für die Installation einer PV-Anlage muss Platz auf dem Dach mit Ausrichtung nach Süden gegeben sein (alternativ West/Ost). Auch frei aufgestellte Anlagen im Garten sind möglich, diese können auch als Solarzaun ausgeführt werden.
Vollständige Autarkie ist praktisch unmöglich zu erreichen und wäre mit sehr hohen Kosten verbunden, da sowohl die Wärmepumpe als auch der Haushalt an sonnenarmen Tagen oder im Winter zusätzlichen Strom aus dem Netz benötigen. Der Selbstversorgungsgrad hängt stark vom Wärmebedarf des Hauses und der Größe der PV-Anlage ab (siehe Beispiele oben).
Der Einfluss von Schnee auf die Effizienz der Gesamtanlage kann erheblich sein, hängt also stark von den regionalen Bedingungen ab. Eine steilere Aufstellung lässt den Schnee schneller abrutschen, besonders geeignet sind in diesem Zusammenhang senkrecht montierte Fassadenanlagen, die zudem das flach einstrahlende Sonnenlicht im Winter gut nutzen können.
Beim Entfernen von Schnee und Eis von den Solarmodulen sollte auf sicheres Arbeiten geachtet werden, um Stürze oder Beschädigungen der Module zu vermeiden. Es ist ratsam, spezielle Ausrüstungen zu verwenden und gegebenenfalls professionelle Hilfe in Anspruch zu nehmen.
Holen Sie sich hier den kompletten Überblick über die aktuellen Bundes- und Landesförderungen für den Neubau und die Sanierung umweltfreundlicher Heiz- und Energiesysteme in Ihrem Bundesland. Einfach Postleitzahl und E-Mail-Adresse eingeben – und schon können Sie den HSH-Förderkompass für Ihr Bundesland downloaden.
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