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Solar-Wärmepumpe: Sonnenenergie und Umweltwärme kombinieren

Sonnenlicht enthält viel Energie. Und das kostenlos. Daher sollten Sie als Hausbesitzer über die Nutzung der Sonnenenergie in Form von Photovoltaik oder Solarthermie nachdenken. Gerade dann, wenn Sie in Ihrem Haus eine Wärmepumpe betreiben. Wir verraten Ihnen, wie die Kombinationen aus solarer Energie und Wärmepumpe funktionieren, welche Vor- und Nachteile sie bieten und was sie kosten.

Inhaltsverzeichnis

  1. Die Vorteile einer Wärmepumpe und solarer Wärme
  2. Solar-Wärmepumpe mit Photovoltaik
  3. Solar-Wärmepumpe mit Solarthermie
  4. Solarthermie und Photovoltaik gemeinsam mit Wärmepumpe kombinieren
  5. Die Kosten der Solar-Wärmepumpe
  6. Solar ergänzend zur Wärmepumpe nachrüsten

Die Vorteile einer Wärmepumpe und solarer Wärme

Wenn Sie Ihr Haus mit einer Wärmepumpe heizen wollen, können Sie mit der Ergänzung einer Solaranlage – egal ob Photovoltaik oder Solarthermie – eine Menge Heizkosten sparen. Auch für Ihre Klimabilanz ist diese Kombination besonders sinnvoll. Denn mit Solarenergie reduzieren Sie Ihren CO2-Fußabdruck erheblich – und eine Wärmepumpe arbeitet durch die Nutzung der Umweltwärme sowieso klimaschonend. 

Hinzu kommt: Mit der Solarenergie in Form von Photovoltaik machen Sie sich ein gutes Stück unabhängig von Stromlieferungen. Steigende Energiepreise und Versorgungsengpässe müssen Ihnen dann kein Kopfzerbrechen bereiten.

Strom oder Wärme aus der Sonne gewinnen

  • Dabei bietet Ihnen die heutige Technik zwei Möglichkeiten, um Sonnenenergie für eine „Solar-Wärmepumpe“ zu nutzen: Photovoltaik oder Solarthermie. 

  • Mit der Photovoltaik gewinnen Sie Strom vom eigenen Hausdach und treiben damit Ihre Wärmepumpe an. 

  • Mit der Solarthermie ernten Sie Solarwärme, sodass Ihre Wärmepumpe weniger laufen muss.

Solar-Wärmepumpe mit Photovoltaik

Im Prinzip können Sie eine Photovoltaikanlage und eine Wärmepumpe als völlig unabhängige Bestandteile Ihrer Haustechnik einsetzen. Die Photovoltaikanlage liefert Strom für den Haushalt – Überschüsse speisen Sie in das Stromnetz ein. Die Wärmepumpe nutzt Strom, um die Umweltwärme ins Haus zu holen. 

Besonders effizient ist Ihre Haustechnik aber dann, wenn Sie beide Komponenten verbinden. Bei einer Wärmepumpe mit Solar im Verbund schlagen Sie gleich zwei Fliegen mit einer Klappe:

  1. Sie reduzieren Ihre Wärmepumpen-Betriebskosten

    Wärmepumpen erzeugen keine Brennstoffkosten, wie Sie sie bei Gas-, Öl- und Holzheizungen haben. Aber Wärmepumpen erzeugen Stromkosten im Betrieb. In Kombination mit einer PV-Anlage nutzen Sie kostenlosen PV-Strom, um Ihre Wärmepumpenheizung zu betreiben. 

    Dadurch müssen Sie deutlich weniger teuren Netzstrom vom Energieversorger beziehen: Ungefähr ein Drittel des Energieverbrauchs der Wärmepumpe können Sie so decken. Mit einem PV-Speicher sogar noch mehr.

  2. Sie erhöhen Ihren PV-Eigenverbrauch

    Ein Energiemanagementsystem sorgt dafür, dass Sie Ihren Solarstrom optimal nutzen. Ihr Eigenverbrauch der Photovoltaikanlage steigt. Das lohnt sich deutlich mehr, als den Strom für eine geringe Vergütung ins Netz einzuspeisen.

Sie sehen: Photovoltaik und Wärmepumpen ergänzen sich gegenseitig optimal. Beide Systeme profitieren vom jeweils anderen.

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Energiemanagementsystem optimiert Eigenverbrauch

Das Energiemanagementsystem optimiert Ihren Eigenverbrauch: Es startet elektrische Geräte wie die Wärmepumpe immer dann bevorzugt, wenn viel Solarstrom zur Verfügung steht. Dafür eignet sich die Wärmepumpe besonders gut. Denn sie verbraucht relevante Mengen an Strom. Dabei spielt es auch keine Rolle, welche Art der Wärmepumpe Sie einsetzen. 

Hinzu kommt: Die in Wärme umgewandelte Solarenergie lässt sich gut speichern. Sowohl ein Wärmespeicher als auch das Gebäude selbst dienen als thermische Puffer für die Zeiten, in denen die Sonne nur wenig scheint. Wenn Sie darüber hinaus noch einen Stromspeicher installieren, nutzen Sie den Solarstrom am besten.

Dachfläche limitiert Größe der PV-Anlage

Wie groß sollte eine Photovoltaikanlage sein? Eine Faustformel besagt, dass die Solarstromanlage etwa dreimal so viel Leistung wie die Anschlussleistung der Wärmepumpe erbringen sollte. 

Doch bei so pauschalen Angaben ist Vorsicht angebracht: Je nach individuellem Stromverbrauch kann die sinnvolle Anlagengröße stark variieren. Wenn Ihr Haushalt zum Beispiel ein Elektroauto besitzt, sollte die Leistung deutlich größer sein. In der Regel limitiert dann der Platz auf dem Dach die Größe der Photovoltaikanlage.

Vorteile und Nachteile der Kombination Photovoltaik und Wärmepumpe

Pro

  • spart Heizkosten

  • hoher Eigenverbrauch des Solarstroms möglich – besonders mit Stromspeicher

  • optimale Nutzung des kostengünstigen Wärmespeichers

  • Beitrag zum Haushaltsstrom, mehr Unabhängigkeit von Stromlieferungen

  • reduziert CO2-Fußabdruck

Contra

  • hohe Investitionskosten – besonders mit Stromspeicher

  • großer Platzbedarf auf dem Dach

  • wenig Solarstromertrag im Winter bei höchstem Heizbedarf

Solar-Wärmepumpe mit Solarthermie

Bei der Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie gibt es einen Unterschied zur Solar-Wärmepumpe mit Photovoltaik: Hier bilden die beiden Wärmeerzeuger immer ein Gesamtsystem. Denn die Heizungsregelung muss dafür sorgen, dass die Wärmepumpe stillsteht, wenn die Sonne ausreichend scheint und genug kostenlose Solarwärme produziert. Dabei kann die Solarthermieanlage ihre solare Wärme je nach Anlagenkonzept entweder nur für die Warmwasserbereitung oder für Heizung und Warmwasser liefern.

Die Kombination einer Solarthermieanlage ist im Prinzip mit allen Arten von Wärmepumpen machbar. Doch eine Luftwärmepumpe arbeitet bei hohen Umgebungstemperaturen besonders effizient. Also in einer Zeit, in der auch die Solarthermieanlage besonders gut arbeitet. Daher stellt sich die Frage, ob sich die zusätzliche, nicht unerhebliche Investition hier lohnt. 

Bei einer Erdwärmepumpe kann die Solarthermieanlage im Sommer ihre Überschüsse zur Regeneration des Erdreiches bereitstellen. Das steigert auch die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe. Doch die effiziente Erdwärmepumpe ist an sich schon relativ teuer. Kombiniert mit Solarthermie sind die Kosten dann entsprechend hoch.

Eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe bietet sich für diese Zwecke im Übrigen nicht an, da das Grundwasser die Solarwärme nicht speichern kann.

Vorteile und Nachteile der Kombination Solarthermie und Wärmepumpe

Pro

  • spart Heizkosten

  • reduziert CO2-Fußabdruck

  • geringerer Platzbedarf auf dem Dach im Vergleich zur PV-Anlage

Contra

  • hohe Investitionskosten

  • Nutzen fragwürdig, da Wärmepumpen allein schon sehr effizient Wärme und Warmwasser bereitstellen

  • wenig Solarwärmeertrag im Winter bei höchstem Heizbedarf

  • kein Beitrag zum Haushaltsstrom

  • spezieller Solarwärmespeicher nötig

Solarthermie und Photovoltaik gemeinsam mit Wärmepumpe kombinieren

Im Prinzip können Sie Ihre Wärmepumpe zugleich mit Solarthermie und Photovoltaik kombinieren. Weil die Solarthermie sehr effizient ist, benötigt sie weniger Platz als die Photovoltaik. Daher geht sie kaum zulasten der Strommenge, die Sie vom Dach ernten können. Doch diese Dreifachkombination ist mit Abstand die teuerste und auch optisch gelingt die Installation von Photovoltaikmodulen und Solarkollektoren nicht immer optimal. 

Eine Alternative kann hier aber die Montage der PV-Module auf dem Dach und die Installation der Solarkollektoren an der Fassade sein. Außerdem werden heute PVT-Kollektoren (PVT: photovoltaisch-thermisch) entwickelt, die Strom und Wärme produzieren. Sie nutzen nämlich die Abwärme der Photovoltaik als Quelle für die Wärmepumpe. Diese Variante könnte in Zukunft zu einer besonders effizienten Lösung für die Heizung werden.

Dachfläche muss vorhanden sein

  • Für die Installation einer Solaranlage muss das Dach ausreichend freie Fläche bieten. 

  • Eine Ausrichtung nach Süden ist für die Solarthermie optimal. 

  • Photovoltaik kann genauso gut auf Ost-West-Dächern zum Einsatz kommen. 

  • Wichtig ist zudem, dass Sie auf ein gutes Energiemanagementsystem achten, das auch mit der Wärmepumpe kommunizieren kann.

Die Kosten der Solar-Wärmepumpe

Bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe mit Solar können Sie ungefähr mit folgenden Preisen rechnen: 

Kosten für Wärmepumpe mit PV

  • Die Luft/Wasser-Wärmepumpe kostet zirka 15.000 bis 35.000 Euro. 
  • Für die Photovoltaikanlage für einen Haushalt mit vier Personen kommen 11.300 Euro hinzu. Mit Speicher kostet die Anlage 15.600 Euro. 
  • Die Gesamtkosten einer Luftwärmepumpe mit Solar belaufen sich in dieser Anlagengröße also auf 26.300 bis 50.600 Euro. 

Zwar bieten einige Heizungsbaubetriebe die Installation einer PV-Anlage an. Allerdings werden Sie für Ihre Wärmepumpe mit Solarstromkopplung neben dem Heizungsbauer meist noch einen Elektroinstallateur benötigen.

Kosten für Wärmepumpe mit Solarthermieanlage

  • Die Kosten für die Wärmepumpe belaufen sich wieder auf zirka 15.000 bis 35.000 Euro. 
  • Eine Solarthermieanlage für die Warmwasserbereitung ist ab 5.000 Euro zu haben. Für eine Anlage mit Heizungsunterstützung müssen Sie 10.000 bis 15.000 Euro investieren. 
  • So kommen Sie für die Wärmepumpe mit Solarthermieanlage auf zirka 20.000 bis 50.000 Euro. Das ist zwar weniger als bei Photovoltaik, liefert Ihnen aber auch nur Wärme und keinen Haushaltsstrom.

Bei der Wärmepumpe mit Solarwärmekopplung ist der Heizungsfachbetrieb Ihr Ansprechpartner für das Gesamtsystem aus einer Hand.

Solar ergänzend zur Wärmepumpe nachrüsten

Wenn Sie bereits eine Wärmepumpe betreiben, können Sie natürlich mit solarer Energie nachrüsten. Bei der Photovoltaik ist das einfach. Eine Photovoltaikanlage benötigt nur eine elektrische Verbindung – es sind keine Rohrleitungen notwendig. Zudem brauchen Sie bei dieser Variante keinen neuen Wärmespeicher.

Bei der Nachrüstung von Solarthermie ist hingegen ein neuer, größerer Wärmespeicher mit einem Wärmetauscher für die Solarthermieanlage nötig. Außerdem ist hier die Installation des Solarkreises aufwendiger als die Verkabelung bei der Photovoltaik. Komplexe Systeme wie die Regeneration des Erdreiches im Fall der Erdwärmepumpe erfordern zudem eine gute Abstimmung der Komponenten. Das ist bei der Nachrüstung eine besondere Herausforderung. Daher sollte der Fachbetrieb solche Systeme lieber als Komplettlösung installieren. 

Sollten Sie übrigens bereits eine Anlage für Photovoltaik oder Solarthermie besitzen, können Sie ebenso über die Nachrüstung einer Wärmepumpe nachdenken.

Heizungsbauer finden

Bei uns finden Sie kompetente Ansprechpartner für Ihre geplante Solar-Wärmepumpe ganz in Ihrer Nähe!

Sie sehen: Die Kombination erneuerbarer Energien bietet Ihnen viele Vorteile und macht Sie unabhängig von konventionellen Energieträgern. Ihr Heizungsbauer kann Ihnen bei der Entscheidungsfindung weiterhelfen. 

Jens-Peter Meyer,
Dr. rer. nat.

Über den Autor

Dr. Jens-Peter Meyer schreibt freiberuflich seit dem Jahr 2000 über Heizungsthemen. Sein journalistischer Schwerpunkt liegt auf erneuerbaren Energien in der Wärmetechnik – speziell in Solarwärmesysteme, Wärmepumpen und Holzheizungen.

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