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Kann man mit Solarstrom heizen?
Heizung und Warmwasseraufbereitung verbrauchen mehr als 90 % der Energie im Haushalt. Traditionell dient oftmals Gas als Brennstoff. Aber kann man nicht auch mit Solarstrom heizen? Und wie sinnvoll ist eine Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe?
Zuletzt aktualisiert am 15.10.2024
Lesedauer: 4 Minuten
Inhaltsverzeichnis
Kann man mit einer Photovoltaikanlage im Winter heizen?
Welches Heizsystem ist am besten geeignet für Solarstrom?
3 Tipps zur effizienten Nutzung von Strom zum Heizen
Innovative Kombinationen von PV und Solarthermie
Warmwasser mit Photovoltaik erzeugen
Heizen mit elektrischem Heizstab
Solarbetriebene Warmwasser-Wärmepumpen
Solaranlage für den Saunabetrieb nutzen
Vattenfall Fazit
Kann man mit einer Photovoltaikanlage im Winter heizen?
Photovoltaik kann das Heizen nur bedingt unterstützen. Im Winterhalbjahr, wenn der Großteil der Heizleistung gebraucht wird, bringt die Photovoltaikanlage aufgrund fehlender Sonnenstunden nur rund ein Drittel ihrer Leistung. Dennoch kann eine Photovoltaikanlage das Heizsystem effektiv unterstützen. Wenn nach dem Stromverbrauch im Haus Energie übrig bleibt, ist es sinnvoller, sie in die Wärmeerzeugung zu investieren, statt sie gegen ein geringes Entgelt ins öffentliche Netz einzuspeisen.
Kann man mit einer Photovoltaikanlage im Winter heizen?
Photovoltaik kann das Heizen nur bedingt unterstützen. Im Winterhalbjahr, wenn der Großteil der Heizleistung gebraucht wird, bringt die Photovoltaikanlage aufgrund fehlender Sonnenstunden nur rund ein Drittel ihrer Leistung. Dennoch kann eine Photovoltaikanlage das Heizsystem effektiv unterstützen. Wenn nach dem Stromverbrauch im Haus Energie übrig bleibt, ist es sinnvoller, sie in die Wärmeerzeugung zu investieren, statt sie gegen ein geringes Entgelt ins öffentliche Netz einzuspeisen.
Welches Heizsystem ist am besten geeignet für Solarstrom?
Eine weitere Herausforderung beim Heizen mit Solarstrom liegt im Tagesablauf: Wenn die PV am meisten Sonnenenergie umwandeln kann, ist der Bedarf an Wärme gering. Die Heizung arbeitet oft in den Morgen- und Abendstunden auf Hochtouren, wenn es noch oder schon wieder dunkel ist. Welche Möglichkeiten gibt es dennoch, die Heizung mit eigenem Solarstrom zu betreiben?
Solarstrom für die Wärmepumpe ist am effizientesten
Eine Wärmepumpe entzieht der Außenluft, dem Grundwasser oder dem Erdboden Wärme und erzeugt daraus Raumwärme und Warmwasser. Dafür benötigt die Wärmepumpe allerdings Strom, den sie sehr effizient nutzt: Eine Kilowattstunde Strom verwandelt eine moderne Wärmepumpe in mehrere Kilowattstunden Heizwärme. Wenn der Strom aus der Photovoltaikanlage vom eigenen Dach stammt, ist er nicht nur umweltfreundlich, sondern auch deutlich preiswerter, als Strom aus dem öffentlichen Netz.
Mittlerweile liegen die Kosten für selbst produzierten Solarstrom bei einem Bruchteil des Strompreises in der Grundversorgung. Gleichzeitig gibt es nur noch wenig Einspeisevergütung, weshalb die Nutzung von überschüssigem Solarstrom aus der eigenen Photovoltaikanlage nahe liegt. Da liegt die Nutzung von überschüssigem Solarstrom zum Heizen nahe. Die ideale Kombination besteht aus Photovoltaikanlage, Stromspeicher und Wärmepumpe. Der Stromspeicher gleicht Schwankungen in der Produktion aus und stellt auch abends und nachts Solarstrom für die Wärmepumpe bereit.
Elektroheizung eignet sich für kleine Räume
Wer Strom aus der Photovoltaikanlage für die Erzeugung von Wärme nutzen möchte, kann ihn auch in eine Elektroheizung leiten. Zur Auswahl stehen unterschiedliche Varianten an Elektroheizungen. Ein Konvektor erwärmt beispielsweise kalte Luft, indem er sie an den Heizdrähten der Heizung vorbeiführt. Eine weitere Form der Elektroheizung ist die Infrarotheizung. Sie erwärmt nicht die Luft, sondern die Wände und Gegenstände im Raum. Aufgrund ihres hohen Stromverbrauchs sind Elektroheizungen allerdings eher für kleine Räume sinnvoll, in denen nicht dauerhaft Wärme erzeugt werden muss. Effizienter ist die Nutzung des Solarstroms für den Betrieb einer Wärmepumpe.
3 Tipps zur effizienten Nutzung von Strom zum Heizen
Wie viel Strombedarf beim Heizen über Photovoltaik abgedeckt werden kann, hängt von der technischen Auslegung der Heizungs- und PV-Anlage ab. Mit diesen 3 Tipps holen Sie das Meiste aus dem Sonnenstrom heraus:
1. Hohe PV-Leistung wählen
Wenn Sie noch in der Planungsphase Ihrer PV-Anlage sind, lassen Sie sich zur maximal möglichen Anlagenleistung auf Ihrem Dach beraten. Soll der Strom für die Wärmeerzeugung eingesetzt werden, ist es sinnvoll, rund 2 kWp Leistung mehr bei der Größe er Photovoltaikanlage einzuplanen.
2. Passende Speicher nutzen
Der Stromspeicher für die PV-Anlage und der Puffer- bzw. Warmwasserspeicher in der Heizung halten Energie in Form von Strom und Wärme vor. Je nach Größe dieser Speicher kann mehr Sonnenenergie für die Wärmepumpe genutzt und muss nicht ins Netz eingespeist werden.
3. Energetischen Standard optimieren
Um den Strom aus der Photovoltaikanlage möglichst effizient zum Heizen zu nutzen, kann eine energetische Sanierung sinnvoll sein. Wenn das Haus insgesamt weniger Energie benötigt, muss auch weniger Strom – beispielsweise für die Wärmepumpe – zugekauft werden.
Innovative Kombinationen von PV und Solarthermie
Wie die Photovoltaik arbeitet auch die Solarthermie mit Sonnenenergie. Im Gegensatz zur Photovoltaik wird diese nicht für die Stromerzeugung genutzt, sondern direkt in Wärme für die Produktion von Warmwasser und zur Unterstützung der Heizung umgewandelt.
Der Wirkungsgrad von Photovoltaikzellen liegt aktuell bei rund 20 %. Der Rest der Sonnenenergie geht zum Großteil als Wärme verloren. Neuartige Kollektoren können diese Wärme nutzen: Photovoltaisch-thermische Sonnenkollektoren (PVT) kombinieren Photovoltaik und Solarthermie. Weil diese Hybridmodule sowohl Solarstrom als auch Wärmeenergie erzeugen, erreichen sie einen Wirkungsgrad von bis zu 80 %. Sie benötigen weniger Platz als 2 getrennte Anlagen für Solarthermie und Photovoltaik. Allerdings sind PVT-Module deutlich teurer als herkömmliche PV-Module. Sie lohnen sich daher nur in Haushalten mit einem ganzjährig hohen Wärmebedarf.
Warmwasser mit Photovoltaik erzeugen
Um mit Sonnenenergie warmes Wasser zu erzeugen, gibt es neben dem Einsatz von Solarthermie eine weitere Möglichkeit: den elektrischer Heizstab. Er funktioniert ähnlich wie ein Tauchsieder, indem Strom im elektrischen Heizelement in Wärme umgewandelt wird. Im Brauchwasserspeicher eingesetzt, sorgt der Heizstab für warmes Trinkwasser. Wenn ein Überschuss an Solarenergie vorhanden ist, steuert die PV-Anlage den elektrischen Heizstab an, damit dieser mit überschüssigem Strom Warmwasser erzeugt. Somit kann der gesamte Warmwasserbedarf in den Sommermonaten je nach Größe der Solaranlage und Verbrauch abgedeckt werden.
Heizen mit elektrischem Heizstab
Der Heizstab kann auch im Pufferspeicher eingesetzt werden. In diesem großen, isolierten Behälter wird heißes Heizungswasser vorgehalten und bei Bedarf in die Heizkörper gespeist. Abgekühltes Heizungswasser strömt zurück in den Pufferspeicher, um dort erneut erwärmt zu werden.
Ein elektrischer Heizstab kann hier mit oder ohne Wechselrichter der PV-Anlage zum Einsatz kommen. Netzautarke Heizstäbe im Pufferspeicher können den Solarstrom aus der PV direkt nutzen. Dieser Strom steht nicht für den Haushalt zur Verfügung. Ist die Photovoltaikanlage an einen Wechselrichter angeschlossen, wird der Solarstrom zuerst für den Haushalt und erst nachrangig zur Erzeugung von Wärme verwendet.
Solarbetriebene Warmwasser-Wärmepumpen
Eine weitere Möglichkeit, mit Photovoltaik zu heizen, sind Brauchwasser-Wärmepumpen. Sie erhitzen ausschließlich das Trinkwasser. Auch im Winter erzeugt die Sonne genügend Energie, damit das Prinzip funktioniert. Das Label „Smart Grid ready“ (SG ready) des Bundesverbands Wärmepumpe kennzeichnet Geräte, die mit Photovoltaik kombinierbar sind und den Solarstrom sinnvoll nutzen.
Solaranlage für den Saunabetrieb nutzen
Im Sommer erzeugt eine PV-Anlage regelmäßig mehr Strom, als der Haushalt verbrauchen oder speichern kann. Eine weitere Möglichkeit, um den Solarstrom zu nutzen, ist der Betrieb einer Sauna. Mini-Saunen mit weniger als 5 Kubikmetern Größe benötigen oft nur eine Ofenleistung von circa 3 kW und lassen sich über den Hausstromanschluss betreiben. Auch wenn die Sauna über einen Wechselstromanschluss läuft, können Sie für das Aufheizen der Schwitzkabine Solarstrom nutzen.
Gut zu wissen: Auch Solarthermie kann für den Saunabetrieb genutzt werden. Die Saunasteine werden in speziellen Solarsaunen durch Solarthermie-Kollektoren erwärmt.
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Vattenfall Fazit
Eine Photovoltaikanlage eignet sich als gute Unterstützung für das Heizsystem. Ein Batteriespeicher kann Solarstrom für den Betrieb der Wärmepumpe in den dunklen Stunden des Tages vorhalten. Alternativ erwärmt ein elektrischer Heizstab entweder das Heizungswasser oder aber das Brauchwasser. Je nach Größe der Solaranlage kann die konventionelle Heizanlage im Sommer ganz ausgeschaltet werden. Das spart nicht nur Kosten, sondern nützt auch der Umwelt.
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