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Solarthermie mit Wärmepumpe – eine sinnvolle Kombination für Ihr Zuhause?
Durch die Kombination einer Wärmepumpe mit Solarthermie lassen sich der Stromverbrauch reduzieren und Heizkosten einsparen. Dies ist möglich, weil die Solarwärme die Quell- und Heizwassertemperaturen anpasst. Wir erklären, was das bedeutet und welche Optionen Sie haben, um die Solarthermie-Wärmepumpen-Kombination als Hybridheizung zu nutzen.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Solarthermie und wie funktioniert sie?
Die Rolle der Wärmepumpe im Heizsystem
Vorteile der Kombination Solarthermie u. Wärmepumpe
Solarthermie mit einer Wärmepumpe kombinieren
Integration von Solarthermie-Anlage und Wärmepumpe
Planungsaspekte und technische Voraussetzungen
Synergien zw. Solarthermie, Wärmepumpe und PV-Anlage
Kosten und Förderung
Langfristige Ersparnisse durch effizienten Betrieb und geringeren Stromverbrauch
Vattenfall Fazit
Was ist Solarthermie und wie funktioniert sie?
Solarthermie-Anlagen sind Solaranlagen, die die Wärme der Sonnenstrahlung nutzen und sie in für den Haushalt nutzbare Wärme zum Heizen umwandeln. Dafür benötigen Sie unter anderem Solarthermie-Kollektoren, die auf dem Dach eines Gebäudes installiert werden. Diese sichtbaren Solarkollektoren ähneln den Solarmodulen von Photovoltaik-Anlagen. Im Gegensatz zu Solaranlagen mit Photovoltaik erzeugen thermische Solaranlagen jedoch keinen Strom, sondern sind auf solare Heizungsunterstützung ausgelegt.
Die Rolle der Wärmepumpe im Heizsystem
Alle Wärmepumpen-Modelle beheizen Gebäude, indem sie die Umgebungstemperatur nutzen. Die effektivsten Wärmequellen sind Erdreich und Grundwasser, da deren Temperatur das ganze Jahr über nahezu konstant bleibt. Die entnommene Energie wird über einen Wärmetauscher mit einem Kältemittel in den Verdampfer geleitet. Dort verdampft das Kältemittel und wird anschließend in einem Kompressor verdichtet, wodurch es dichter und wärmer wird. Dann wird das Kältemittel im „Verflüssiger“ verflüssigt und in einem Expansionsventil entspannt. Im Wesentlichen funktioniert dies ähnlich wie bei einem Kühlschrank, nur umgekehrt zum Heizen. Die so gewonnene Wärmeenergie besteht zu etwa 75 Prozent aus Umweltenergie und nur zu etwa 25 Prozent aus elektrischer Energie.
Vorteile der Kombination aus Solarthermie und Wärmepumpe
Beide Heizungssysteme nutzen erneuerbare Energiequellen wie Solarwärme und Umweltwärme. Zudem senkt die Solarthermie-Anlage die Betriebskosten der Wärmepumpe und ermöglicht eine kleinere Auslegung der Pumpe. Sonne, Luft, Erde oder Grundwasser stehen als Energieträger kostenlos zur Verfügung und bieten Unabhängigkeit von Brennstoffbezug sowie Schutz vor stark schwankenden Brennstoffpreisen.
Vattenfall Tipp
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Wärmepumpe sinnvoll mit Solarthermie zu kombinieren. Welche Option am besten geeignet ist, hängt von persönlichen Vorlieben sowie von den Kosten und Einsparungen ab. Bei Interesse kontaktieren Sie am besten eine:n Energieberater:in oder Fachhandwerker:in. Diese können die örtlichen Gegebenheiten prüfen, Ihnen die optimalen Lösungen für Ihren Fall aufzeigen und Sie zu den weiteren Schritten in Sachen Förderung und Installation beraten.
Verschiedene Arten von Wärmepumpen verstehen: Luft, Wasser und Sole
Die jeweiligen Modelle unterscheiden sich nach der Art der genutzten Wärmequelle. Die gängigen Typen sind:
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: Nutzt Energie aus der Umgebungsluft.
- Sole-Wasser-Wärmepumpe: Nutzt Energie aus dem Erdreich.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Nutzt Energie aus dem Grundwasser.
- Luft-Luft-Wärmepumpe: Nutzt Luft als Energiequelle und überträgt Wärme mittels kontrollierter Wohnraumbelüftung direkt in die Räume.
Alle Modelle können innen, außen oder als Splitgerät installiert werden. Außen aufgestellte Wärmepumpen und Splitgeräte benötigen weniger Platz im Haus, verursachen aber mehr Geräusche bei der Arbeit. Einige Wärmepumpen können zusätzlich kühlen.
1. Die durch Solarthermie erzeugte Wärme wird in einem Pufferspeicher gespeichert. Die Wärmepumpe kann diese gespeicherte Wärme nutzen und verbraucht bei ausreichender Solarwärme keinen zusätzlichen Strom. Erst bei zusätzlichem Wärmebedarf schaltet sie sich dazu.
2. In Kombination mit einer Erdwärmepumpe wird überschüssige Solarwärme ins Erdreich geleitet und dort gespeichert. In der kälteren Jahreszeit kann die Pumpe diese gespeicherte Wärme nutzen, was Strom spart.
3. Die Wärmepumpe nutzt ausschließlich das Warmwasser aus dem Pufferspeicher, das durch Solarthermie erzeugt wurde. Selbst bei geringerer Sonneneinstrahlung im Winter reicht die gespeicherte Wärme aus, um die Pumpe stromsparend zu betreiben.
Planungsaspekte und technische Voraussetzungen
Je besser ein Haus gedämmt ist, desto effizienter arbeitet die Heizung. Im Neubau ist die Nutzung erneuerbarer Energien sogar gesetzlich vorgeschrieben. Da neu gebaute Häuser gut gedämmt sind, können sie vollständig mit erneuerbaren Energien beheizt werden. In Altbauten dürfen ab 2045 keine fossilen Energieträger mehr verheizt werden. Spätestens 2050 muss der Umstieg auf ein Heizsystem mit mindestens 65 % erneuerbaren Energien erfolgt sein.
Vattenfall Tipp
Es empfiehlt sich, die Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie zusammen zu installieren. Bei der Nachrüstung von Solarthermie ist ein neuer, größerer Wärmespeicher mit einem Wärmetauscher für die Solarthermieanlage erforderlich. Die Installation des Solarkreises ist außerdem aufwendiger als die Verkabelung bei einer Photovoltaikanlage. Komplexe Systeme wie die Regeneration des Erdreichs bei einer Erdwärmepumpe erfordern zudem eine präzise Abstimmung der Komponenten. Dies stellt bei der Nachrüstung eine besondere Herausforderung dar.
Synergien zwischen Solarthermie, Wärmepumpe und PV-Anlage
Mit ausreichend Platz auf dem Dach ist es möglich, sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikmodule zu installieren. Das lohnt sich, da die Kombination von Wärmepumpe und Solarthermie Strom zur Wärmeerzeugung benötigt. Wer zusätzlich eine Photovoltaikanlage installiert, kann den erzeugten Solarstrom zur Versorgung der Wärmepumpe nutzen und so die Betriebskosten senken. Diese Kombination ist ideal, da ein Teil des benötigten Stroms durch die Photovoltaikanlage gedeckt werden kann.
Investitionskosten für eine Solarthermie-Wärmepumpe-Kombination
Die Anschaffungskosten einer Wärmepumpe-Solarthermie-Kombination liegen zwischen 17.000 und 40.000 Euro. Solarthermie auf dem Dach kostet abhängig von der Größe der Solaranlage etwa 5.000 bis 8.000 Euro. Der Großteil der Kosten entfällt auf die Wärmepumpe. Dabei hängen die genauen Kosten der Wärmepumpe von der verwendeten Technologie ab: Erdwärmepumpen kosten zwischen 12.000 und 15.000 Euro zuzüglich Erschließungskosten von 8.000 bis 18.000 Euro. Damit sind sie teurer als Luft-Wasser-Wärmepumpen, bieten jedoch auch einen höheren Wirkungsgrad, der sich langfristig auszahlt. Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind aufgrund der notwendigen Brunnenbohrungen sogar noch teurer.
Staatliche Förderangebote
Für eine Erneuerbare-Energien-Hybridheizung gewährt die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) bis zu 70 Prozent Zuschuss für den Umstieg und die Heizungssanierung. Seit Januar 2024 erfolgt der Zuschuss im Rahmen der Förderung für Einzelmaßnahmen nicht mehr über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), sondern über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Die Förderung besteht aus einer Basisförderung von 30 Prozent, die mit verschiedenen zusätzlichen Förderkomponenten kombiniert werden kann. Diese unterschiedlichen Förderangebote sind kombinierbar, aber auf maximal 70 Prozent begrenzt.
Langfristige Ersparnisse durch effizienten Betrieb und geringeren Stromverbrauch
Die laufenden Kosten variieren je nach Wärmepumpen-Modell, Gebäudetyp, Dämmung, Heizverhalten und Strompreis. Die Betriebskosten bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe liegen höher als bei anderen Modellen. In einer Untersuchung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE konnte aber gezeigt werden, dass Wärmepumpen in Einfamilienhäusern nicht nur umweltfreundlich sind, sondern sich auch langfristig eher lohnen als andere Heizsysteme. Mit dem Einsatz von Photovoltaik oder einer Solarthermie-Anlage können die Gesamtkosten sogar noch weiter gesenkt werden. Rund 60 Prozent der Kosten für die Warmwasserbereitung können so eingespart werden und die Heiztechnik zusätzlich entlasten. Auch in Mehrfamilienhäusern sind die Hybrid-Heizsysteme dank der Förderangebote langfristig kostengünstiger als eine neue Gasheizung. Das Gleiche gilt trotz höherer Investitions- und Verbrauchskosten auch für Altbauten.
Vattenfall Fazit
Seit Inkrafttreten des neuen Heizungsgesetzes und der entsprechenden staatlichen Förderung sind EE-Hybridheizungen die beste Wahl für Hauseigentümer. Wer auf eine Kombination aus Wärmepumpe und Solarthermie als Wärmeerzeuger setzt, wird unabhängig von fossilen Brennstoffen und deren schwankenden Preisen. Das spart Strom, Betriebskosten und reduziert Treibhausgas-Emissionen. Die zum Teil hohen Anschaffungskosten werden durch die bestehenden Fördermöglichkeiten abgefangen und machen eine EE-Hybridheizung zu einem auf lange Sicht günstigen und umweltfreundlichen Heizsystem.
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