Photovoltaik und Wärmepumpe in Bielefeld: Wie gut funktioniert die Kombination wirklich?
Eine Wärmepumpe braucht Strom. Eine Photovoltaikanlage erzeugt Strom. Also einfach beides kombinieren und anschließend fast kostenlos heizen?
Ganz so einfach ist es nicht.
Photovoltaik und Wärmepumpe passen sehr gut zusammen. Wer allerdings verspricht, dass eine normale PV-Anlage das Haus im Winter nahezu vollständig mit Heizstrom versorgt, lässt einen entscheidenden Punkt weg: Der größte Wärmebedarf entsteht genau in den Monaten, in denen die Photovoltaikanlage am wenigsten produziert.
Trotzdem kann die Kombination wirtschaftlich sehr interessant sein. Die Wärmepumpe schafft einen zusätzlichen Verbraucher für den eigenen Solarstrom, erhöht damit den Eigenverbrauch der PV-Anlage und kann einen Teil ihrer laufenden Stromkosten direkt vom Dach decken.
Deshalb betrachten wir bei homesun Photovoltaik und Wärmepumpe auf Wunsch nicht als zwei getrennte Produkte, sondern als gemeinsames Energiesystem.
Mehr zu den beiden Ausgangspunkten findest du auf unseren Seiten Photovoltaik in Bielefeld und Wärmepumpe in Bielefeld.
Warum passen Photovoltaik und Wärmepumpe überhaupt zusammen?
Eine Wärmepumpe erzeugt den größten Teil ihrer Heizenergie nicht direkt aus Strom. Sie nutzt Umweltwärme und benötigt elektrische Energie vor allem für den Verdichter und weitere Komponenten.
Je effizienter die Wärmepumpe arbeitet, desto mehr Wärme entsteht aus einer Kilowattstunde Strom.
Wenn ein Teil dieses Stroms von der eigenen Photovoltaikanlage kommt, muss entsprechend weniger Energie aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen werden.
Gleichzeitig profitiert auch die Photovoltaikanlage von der Wärmepumpe.
Ohne Wärmepumpe hat ein typisches Einfamilienhaus vielleicht nur Haushaltsstrom als größeren Verbrauch. Mit Wärmepumpe steigt der jährliche Strombedarf deutlich. Damit gibt es mehr Möglichkeiten, selbst erzeugten Solarstrom direkt im Haus zu verwenden.
Auch die Verbraucherzentrale beschreibt genau diesen Effekt: Eine Photovoltaikanlage kann einen Teil des Wärmepumpenstroms liefern und durch die Wärmepumpe kann wiederum mehr Solarstrom selbst genutzt werden.
Kann ich meine Wärmepumpe komplett mit Solarstrom betreiben?
Über das gesamte Jahr betrachtet erzeugt eine größere Photovoltaikanlage möglicherweise sehr viel Strom.
Das bedeutet aber noch lange nicht, dass dieser Strom genau dann zur Verfügung steht, wenn die Wärmepumpe ihn benötigt.
Ein einfaches Beispiel macht den Unterschied deutlich.
Angenommen, ein Haushalt benötigt jährlich 4.000 kWh Haushaltsstrom und weitere 4.000 kWh für die Wärmepumpe.
Dann liegt der gesamte Strombedarf bei 8.000 kWh.
Selbst wenn die Photovoltaikanlage über das Jahr ebenfalls ungefähr 8.000 kWh erzeugen würde, wäre das Haus dadurch nicht automatisch autark.
Im Sommer produziert die Anlage häufig deutlich mehr Strom, während die Wärmepumpe hauptsächlich Warmwasser erzeugt.
Im Dezember oder Januar läuft die Wärmepumpe dagegen deutlich häufiger, während die PV-Erträge niedrig sind.
Produktion und Verbrauch passen zeitlich also nicht vollständig zusammen.
Die Verbraucherzentrale weist deshalb ausdrücklich darauf hin, dass eine typische PV-Anlage auf einem Einfamilienhaus die Wärmepumpe nicht das ganze Jahr allein versorgen kann. Gerade im Winter fällt der Heizbedarf hoch und der Solarertrag niedrig aus.
Das ist kein Argument gegen die Kombination.
Es ist nur wichtig, realistisch mit Autarkie zu rechnen.
Wann nutzt die Wärmepumpe besonders gut Solarstrom?
Interessant sind vor allem sonnige Tage im Frühjahr und Herbst.
In diesen Monaten benötigt das Haus bereits beziehungsweise noch Heizenergie, während die Photovoltaikanlage tagsüber gleichzeitig gute Erträge liefern kann.
Auch die Warmwasserbereitung findet das ganze Jahr statt.
Eine intelligente Regelung kann beispielsweise einen Teil der Warmwasserbereitung gezielt in Zeiten mit Solarüberschuss verschieben.
Statt morgens um sechs ausschließlich Netzstrom zu verwenden, kann die Wärmepumpe das Warmwasser – soweit es zu Nutzung und System passt – stärker während einer sonnigen Mittagsphase erwärmen.
Genau hier beginnt der Unterschied zwischen:
„Wir haben zufällig eine PV-Anlage und zufällig eine Wärmepumpe“
und
„PV-Anlage und Wärmepumpe wurden als System geplant.“
Wie groß sollte die Photovoltaikanlage mit Wärmepumpe sein?
Wir würden die Photovoltaikanlage nicht künstlich klein halten, nur weil der bisherige Haushaltsstromverbrauch beispielsweise 3.500 oder 4.000 kWh beträgt.
Wer eine Wärmepumpe plant, weiß bereits, dass der zukünftige Strombedarf höher sein wird.
Vielleicht kommt später zusätzlich noch ein Elektroauto hinzu.
Die Stadtwerke Bielefeld nennen deshalb bei der Auslegung einer PV-Anlage ausdrücklich auch zukünftige Verbraucher wie Wärmepumpe, Wallbox, Elektroauto und Stromspeicher als relevante Faktoren.
Wenn ausreichend geeignete Dachfläche vorhanden ist, sollte deshalb das zukünftige Energiesystem betrachtet werden und nicht nur die letzte Stromrechnung.
Dabei zählen unter anderem:
verfügbare und geeignete Dachfläche
Ausrichtung und mögliche Verschattung
Haushaltsstromverbrauch
erwarteter Wärmepumpenstrom
Stromspeicher
geplantes Elektroauto oder Wallbox
Das heißt aber nicht, dass PV-Leistung und Wärmepumpenleistung irgendwie gleich groß sein müssen.
Eine 10-kWp-Photovoltaikanlage und eine 10-kW-Wärmepumpe haben lediglich zufällig dieselbe Zahl vor unterschiedlichen Einheiten beziehungsweise Leistungsarten.
Die Wärmepumpe wird nach dem Wärmebedarf des Gebäudes dimensioniert. Die Photovoltaikanlage wird anhand von Dach, Strombedarf und Wirtschaftlichkeit geplant.
Wie die richtige Wärmepumpenleistung bestimmt wird, erklären wir in Wärmepumpe richtig dimensionieren in Bielefeld.
Brauche ich unbedingt einen Stromspeicher?
Nein.
Photovoltaik und Wärmepumpe funktionieren auch ohne Batteriespeicher zusammen.
Ein Stromspeicher kann allerdings dabei helfen, Solarstrom zeitlich zu verschieben.
Die PV-Anlage erzeugt beispielsweise am Nachmittag mehr Strom, als Haushalt und Wärmepumpe gerade benötigen. Ohne Speicher wird dieser Überschuss ins Netz eingespeist.
Mit Batteriespeicher kann ein Teil davon später am Abend oder in der Nacht verwendet werden.
Wichtig ist aber auch hier eine realistische Erwartung.
Ein normaler Heimspeicher ist ein Tag-Nacht-Speicher und kein Sommer-Winter-Speicher.
Er kann Solarstrom vom Nachmittag in den Abend verschieben. Er kann aber nicht die großen Solarüberschüsse aus Juli speichern und im Januar für die Wärmepumpe bereitstellen.
Die Verbraucherzentrale weist ebenfalls darauf hin, dass ein Batteriespeicher die Unabhängigkeit deutlich erhöhen kann, eine vollständige Unabhängigkeit aber insbesondere wegen der schwachen Solarproduktion in den Wintermonaten nicht erreicht wird.
Wie hoch kann die Autarkie mit PV, Wärmepumpe und Speicher werden?
Eine pauschale Prozentzahl wäre hier unseriös.
Der erreichbare Autarkiegrad hängt unter anderem von PV-Leistung, Speichergröße, Haushaltsverbrauch, Wärmebedarf, Wärmepumpeneffizienz, Dachausrichtung und Nutzerverhalten ab.
Bei einem Haus mit Wärmepumpe ist außerdem das Verbrauchsprofil anders als bei einem klassischen Haushalt.
Deshalb sollte man bei Online-Rechnern genau hinschauen.
Der bekannte Unabhängigkeitsrechner der HTW Berlin weist beispielsweise selbst darauf hin, dass seine klassische Berechnung für Haushalte ohne Wärmepumpe und Elektroauto erstellt wurde. Für Gebäude mit Wärmepumpe bietet die HTW inzwischen den umfangreicheren „Solarisator“ an, der PV, Batteriespeicher, Wärmepumpe und Elektroauto gemeinsam simulieren kann.
HTW Berlin: Solarisator für PV, Speicher und Wärmepumpe
Das ist aus unserer Sicht der ehrlichere Ansatz.
Nicht mit einer möglichst großen Autarkiezahl werben, sondern prüfen, wie das konkrete Haus Energie verbraucht und erzeugt.
Warum ein Energiemanagement interessant wird
Je mehr elektrische Komponenten im Haus zusammenkommen, desto wichtiger wird ihre Abstimmung.
Photovoltaik, Wärmepumpe, Batteriespeicher und Wallbox können entweder unabhängig voneinander arbeiten oder miteinander kommunizieren.
Ein Energiemanagementsystem kann beispielsweise erkennen, dass gerade mehr Solarstrom produziert wird, als der Haushalt benötigt.
Dann kann es – abhängig vom System und den Einstellungen – sinnvoll sein, die Batterie zu laden, Warmwasser mit der Wärmepumpe zu erzeugen oder später das Elektroauto zu laden.
Die Verbraucherzentrale beschreibt Energiemanagement genau als Möglichkeit, flexible Verbraucher gezielt in Zeiten hoher eigener Solarproduktion zu verschieben.
Das Ziel ist nicht, dass der Hausbesitzer ständig eine App kontrolliert und Geräte von Hand einschaltet.
Ein gutes Energiesystem sollte möglichst viel davon automatisch erledigen.
Wärmepumpentarif oder lieber Solarstrom direkt nutzen?
Das ist eine interessante Frage, auf die es keine pauschale Antwort gibt.
Für Wärmepumpen gibt es spezielle Stromtarife. Auch die Stadtwerke Bielefeld bieten einen eigenen Wärmepumpenstromtarif an. Für diesen Tarif wird aktuell ein separater Stromzähler vorausgesetzt.
Ein günstigerer Wärmepumpentarif klingt zunächst automatisch besser.
Aber wenn gleichzeitig eine Photovoltaikanlage vorhanden ist, sollte das gesamte Messkonzept betrachtet werden.
Ein zusätzlicher Zähler kann eigene Kosten verursachen. Gleichzeitig muss geklärt werden, wie der Solarstrom innerhalb des gewählten Messkonzepts zur Wärmepumpe gelangt beziehungsweise bilanziert wird.
Deshalb vergleichen wir nicht nur den Arbeitspreis eines Wärmepumpentarifs.
Relevant sind auch Zählerkosten, Grundpreise, Netzentgeltmodell, Eigenverbrauch und die vorhandene Photovoltaikanlage.
Mehr zur elektrischen Seite findest du unter Wärmepumpe und § 14a EnWG in Bielefeld.
Was bringt Photovoltaik im Winter überhaupt?
Weniger als im Sommer – aber nicht null.
Auch im Winter produziert eine Photovoltaikanlage Strom. Die Erträge sind allerdings erheblich niedriger und gleichzeitig steigt bei einer Wärmepumpe der Verbrauch.
Genau deshalb sollte eine seriöse Wirtschaftlichkeitsrechnung nicht so tun, als könnte ein Jahresüberschuss im Sommer einfach mit einem Winterdefizit gleichgesetzt werden.
Im Frühjahr und Herbst sieht das deutlich besser aus.
Dort überschneiden sich Heizbedarf und Solarproduktion stärker.
Hinzu kommt die ganzjährige Warmwasserbereitung.
Der große Vorteil der Kombination entsteht deshalb über das gesamte Jahr, nicht nur an einem sonnigen Wintertag.
Wie hoch der Stromverbrauch der Wärmepumpe überhaupt ausfallen kann, zeigen wir anhand konkreter Beispiele unter Stromverbrauch einer Wärmepumpe in Bielefeld.
Erst Photovoltaik oder erst Wärmepumpe?
Wenn beides ohnehin geplant ist, würden wir die Anlagen möglichst gemeinsam betrachten.
Das bedeutet nicht, dass sie zwingend am selben Tag installiert werden müssen.
Aber die Planung sollte wissen, was später dazukommt.
Wer heute eine Photovoltaikanlage baut und in zwei Jahren die Gasheizung gegen eine Wärmepumpe austauschen möchte, sollte den zukünftigen Strombedarf schon heute im Hinterkopf haben.
Umgekehrt sollte bei einer neuen Wärmepumpe geprüft werden, ob sich eine vorhandene oder geplante Dachfläche sinnvoll für Photovoltaik nutzen lässt.
Dadurch können Wechselrichter, Speicher, Zählerkonzept, Energiemanagement und zukünftige Verbraucher besser aufeinander abgestimmt werden.
Unseren allgemeinen Ratgeber zu diesem Thema findest du unter Wärmepumpe und Solaranlage kombinieren.
Lohnt sich Photovoltaik mit Wärmepumpe in Bielefeld?
Für viele Einfamilienhäuser kann die Kombination sehr sinnvoll sein.
Die Wärmepumpe erhöht den Stromverbrauch des Gebäudes. Photovoltaik bietet die Möglichkeit, einen Teil dieses zusätzlichen Verbrauchs mit eigenem Solarstrom zu decken.
Dadurch steigt gleichzeitig der Eigenverbrauch der PV-Anlage.
Besonders interessant wird das Konzept, wenn bereits bei der Planung berücksichtigt wird, wie Dachfläche, Wärmepumpe, Speicher und Energiemanagement zusammenspielen.
Weniger sinnvoll ist dagegen die Vorstellung:
„Wir installieren irgendeine Wärmepumpe, irgendeine PV-Anlage und einen möglichst großen Speicher – dann sind wir automatisch unabhängig.“
So funktioniert ein gutes Energiesystem nicht.
Die einzelnen Komponenten müssen zum Gebäude und zueinander passen.
Häufige Fragen zu Photovoltaik und Wärmepumpe in Bielefeld
Kann eine Photovoltaikanlage die Wärmepumpe komplett versorgen?
Über das gesamte Jahr normalerweise nicht vollständig. Vor allem im Winter ist der Wärmebedarf hoch, während die Solarproduktion vergleichsweise niedrig ist. Ein Teil des Wärmepumpenstroms kann trotzdem direkt vom eigenen Dach kommen.
Funktioniert Photovoltaik mit Wärmepumpe auch ohne Stromspeicher?
Ja. Die Wärmepumpe kann Solarstrom direkt verwenden, wenn dieser gerade erzeugt wird. Ein Batteriespeicher ermöglicht zusätzlich, einen Teil des Solarstroms in spätere Stunden zu verschieben.
Kann ein Stromspeicher den Solarstrom vom Sommer für den Winter speichern?
Ein üblicher Heimspeicher ist dafür nicht ausgelegt. Er verschiebt Energie vor allem innerhalb eines Tages beziehungsweise über kurze Zeiträume.
Sollte ich wegen der Wärmepumpe eine größere Photovoltaikanlage bauen?
Der zukünftige Wärmepumpenstrom sollte bei der PV-Planung berücksichtigt werden. Ob eine größere Anlage sinnvoll ist, hängt aber insbesondere von verfügbarer Dachfläche, Ausrichtung, Verschattung und dem gesamten zukünftigen Strombedarf ab.
Brauche ich für die Wärmepumpe einen eigenen Stromzähler?
Nicht grundsätzlich. Ein separater Zähler kann für bestimmte Wärmepumpentarife oder Messkonzepte notwendig beziehungsweise sinnvoll sein. Bei vorhandener Photovoltaik sollte das Gesamtkonzept vorher geprüft werden.
Ist eine Wärmepumpe im Winter trotz Photovoltaik teuer?
Im Winter muss ein größerer Teil des Wärmepumpenstroms aus dem Netz kommen. Die tatsächlichen Kosten hängen aber stark von Wärmebedarf, Effizienz, Vorlauftemperatur, Strompreis und Wärmepumpenauslegung ab.
Kann ein Energiemanagement die Wärmepumpe bei Solarüberschuss einschalten?
Je nach Wärmepumpe und System kann ein Energiemanagement flexible Verbräuche in Zeiten hoher Solarproduktion verschieben. Besonders Warmwasserbereitung und Batteriespeicher bieten dafür Möglichkeiten.
Was sollte zuerst geplant werden: PV oder Wärmepumpe?
Wenn beide Systeme absehbar sind, sollten sie möglichst gemeinsam betrachtet werden. So kann die Photovoltaikanlage bereits auf den zukünftigen Strombedarf ausgelegt und die Wärmepumpe in das spätere Energiekonzept integriert werden.
Photovoltaik und Wärmepumpe als ein System planen
Photovoltaik und Wärmepumpe passen sehr gut zusammen – aber nicht, weil die Solaranlage im Januar plötzlich den gesamten Heizstrom liefert.
Der wirkliche Vorteil liegt woanders.
Die Wärmepumpe erhöht den sinnvoll nutzbaren Eigenverbrauch der Photovoltaikanlage. Die Photovoltaikanlage wiederum kann einen Teil der laufenden Stromkosten der Wärmepumpe reduzieren.
Mit einem passend dimensionierten Stromspeicher und intelligentem Energiemanagement lässt sich das Zusammenspiel weiter verbessern.
Deshalb beginnen wir bei homesun nicht mit der Frage, welche drei Geräte wir miteinander kombinieren können.
Wir schauen zuerst auf Haus, Wärmebedarf, Dachfläche und zukünftigen Stromverbrauch.
Danach entsteht daraus ein passendes Energiesystem.
Erst dein Zuhause. Dann die Technik.
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