Wärmepumpe mit Photovoltaik

Wärmepumpe mit Photovoltaik: Machen Sie sich unabhängig von ständig steigenden Energiepreisen – heizen Sie mit der Wärmepumpe. Den nötigen Strom erzeugen Sie selbst! Ganz ohne CO₂-Ausstoß und erheblich günstiger als aus dem Netz.

Knapp 80 Prozent der deutschen Haushalte haben im vergangenen Winter die Heizungen heruntergedreht – im Saarland sogar 82, in Bayern dagegen nur 76 Prozent. Das haben Erhebungen eines Unternehmens für Raumklimamanagement ergeben. Angesichts der dramatisch gestiegenen Kosten fürs Heizen, wer träumt da nicht vom Ende der Energiekrise?!

Die allerdings können Sie für sich auch selbst überwinden – mittels moderner Technik. Wärmepumpe und Photovoltaik machen es möglich. Und natürlich die top gedämmte Gebäudehülle eines Eigenheim-Neubaus, der heute ohne weiteres 45 oder gar 60 Prozent weniger Wärmeenergie benötigt, als laut Gesetz höchstens erlaubt.

Zweierlei Wärmepumpen und Heizkörper

Eine Schlüsseltechnologie, um unabhängig zu werden von klimaschädlichem Gas und Öl, ist die elektrisch betriebene Wärmepumpe. Sie nutzt die Temperatur der Umgebungsluft oder des Erdreichs und macht daraus Heizungswärme. Der Clou: Mit jeder Kilowattstunde Strom, die sie dabei verbraucht, produziert sie vier oder mehr Kilowattstunden Wärmeenergie. Sie kommt also mit einem Viertel der Energie aus, die eine Öl- oder Gasheizung brauchen würde.

Am häufigsten anzutreffen sind die Luft-Luft- und die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Erstere überträgt die Energie der Außenluft direkt an die Raumluft. Dann ist die Rede von Lüftungs- oder auch Frischluftheizung. Sollte die Umgebungstemperatur ausnahmsweise zu niedrig sein, können sich elektrische Heizelemente in den Luftauslässen zuschalten.

Im Unterschied dazu überträgt die Luft-Wasser-Wärmepumpe die Energie der Außenluft an einen Warmwasserspeicher. Der wiederum erwärmt das Trinkwasser sowie das Heizwasser einer Flächenheizung. Sie benötigt mit nur rund 35 Grad eine vergleichsweise niedrige Vorlauftemperatur, um im Winter für Wohlbehagen zu sorgen. Ein elektrischer Heizstab im Wasserspeicher schaltet sich zu, falls die Umgebungstemperatur einmal nicht ausreichen sollte.

Aufstellungsarten

Wärmepumpen, die sich der Außenluftenergie bedienen, können entweder am Haus oder im Haus stehen: Bei Außenaufstellung befindet sich das gesamte Gerät im Garten; das spart Platz im Technikraum, und die Wärme wird durch eine gedämmte Leitung ins Haus geführt. Bei Innenaufstellung steht das gesamte Gerät im Technikraum; für den Luftein- und -auslass sind Wanddurchbrüche nach draußen nötig. Beide Gerätearten sind groß und können mehrere 100 Kilogramm wiegen.

Deswegen kommt häufig eine dritte Bauart zum Einsatz – die Split-Wärmepumpe; sie besteht aus zwei Teilen, einer Außen- und einer Inneneinheit. Letztere benötigt nur wenig Platz im Technikraum und arbeitet extrem leise. Split-Geräte sind zudem Wärmepumpen mit kostengünstigen Preisen, für kleine Technikräume prädestiniert und – zum Beispiel im Falle eines späteren Anbaus – modular erweiterbar; eine Wärmepumpe zu Nachrüsten sozusagen.

Heizen mit Erdwärme

Den höchsten Wirkungsgrad und damit auch den sparsamsten Stromverbrauch erzielen Sole-Wasser-Wärmepumpen, auch Erdwärmepumpen genannt. Klar, sie können auf die auch im kältesten Winter konstanten Temperaturen unter der Erde zugreifen. Diese werden entweder mittels bis zu 100 Meter tiefen Bohrungen angezapft oder mit großflächig in etwa 1,20 Metern Tiefe eingegrabenen Kollektoren gesammelt. In den Kollektoren fließt eine Salzlösung, auch „Sole“ genannt, die sich unter der Erde erwärmt und durch die Wärmepumpe sehr effizient weiter erhitzt wird. Nachteile: Tiefenbohrungen sind teuer und nicht überall erlaubt oder möglich. Und die Flachkollektoren oder Kollektorkörbe benötigen einiges an Gartenfläche, die dann nicht mehr für tiefer wurzelnde Pflanzen zur Verfügung steht.

Photovoltaik

Die Wärmepumpe ist im modernen Effizienzhaus in ein Energiemanagementsystem eingebunden. Idealer Systempartner: eigene Photovoltaik (PV) auf dem Dach. Sie liefert zum Nulltarif den Strom für die Wärmepumpe. Und natürlich auch für den Rest des Haushalts bis hin zum E-Auto in der Garage.

Intelligentes Energiemanagement sorgt vor allem dafür, dass möglichst viel des selbst produzierten grünen Stroms auch selbst verbraucht wird, damit nur noch möglichst wenig Elektrizität aus dem Netz zugekauft werden muss. Ein entscheidender Helfer ist dabei der Hausakku, in dem Sonnenstrom gespeichert wird für Zeiten, wenn der Himmel trüb oder dunkel ist.

Strom mit der Sonne zu erzeugen, ist nicht neu und schon gar kein Hexenwerk. Denn Sonne gibt es auch in unseren Breiten genug und obendrein kostenlos. Auch den photoelektrischen Effekt, der der Photovoltaik zugrunde liegt, entdeckte man bereits 1839. Seitdem hat sich viel getan. Heute sind die PV-Module viel leistungsfähiger als selbst noch vor wenigen Jahren, und ihre Lebensdauer beträgt mehrere Jahrzehnte. In dezentem Schwarz auf dem Dach oder als elegante, von vielen Architekten bevorzugte Indach-Anlage machen sie heute auch eine erheblich bessere Figur als ihre blau schillernden Vorgängermodelle. Nur dass Öl und Gas lange Zeit so billig und scheinbar unbegrenzt verfügbar waren, hat verhindert, dass diese zukunftsweisende Technik sich früher durchsetzen konnte.

Sonnenlicht wird Gleichstrom

Solarzellen machen aus Sonnenlicht Gleichstrom. Die Größe der benötigten Fläche richtet sich nach Strombedarf und Sonneneinstrahlung. Sie wird also im sonnigeren Süden im Schnitt kleiner ausfallen können und sich daher rascher amortisieren als im weniger verwöhnten Norden. Wichtig ist immer: Die Module dürfen nicht verschattet werden – etwa durch Bäume oder Nachbargebäude. So oder so muss der Gleichstrom anschließend noch in nutzbaren Wechselstrom umgewandelt werden. Bei einem Vierpersonenhaushalt rechnet man mit einem Jahresgesamtbedarf zwischen 6.500 und 11.000 Kilowattstunden.

Ideal ist eine um 35 Grad geneigte Ausrichtung nach Süden. Aber auch zwischen 20 und 60 Grad lässt sich die Sonne noch sehr effektiv anzapfen. Immer leistungsfähigere Module mit immer höheren Wirkungsgraden gestatten mittlerweile sogar den wirtschaftlichen Einsatz in Ost-West-Ausrichtung. Und selbst senkrecht an der Fassade montiert, erzeugen sie noch erfreulich hohe Mengen Strom. Moderne PV-Module liefern ohnehin 80 Prozent ihrer Leistung über Helligkeit und nur 20 Prozent durch direkte Sonnenstrahlen.

Modul-Arten

Zur Auswahl stehen mono-, polykristalline und Dünnschichtmodule. Erstere sind schwarz und bieten einen höheren Wirkungsgrad als die blauen polykristallinen, die günstiger sind, heute jedoch kaum noch eingesetzt werden. Dünnschichtmodule haben den niedrigsten Wirkungsgrad, sind aber auch am billigsten. Alle altern nur langsam, verlieren also kaum an Leistungsfähigkeit. PV-Module lassen sich in Farbe und Design heute unauffällig bis elegant in die Gebäudearchitektur integrieren.

Nachdem im 21. Jahrhundert endlich das Plusenergiehaus in Deutschland erfunden worden ist, ging es zunächst rein rechnerisch darum, mit einem Maximum an PV-Modulen mehr Energie im Jahr zu erzeugen, als ein Haus und seine Bewohner benötigen. Die Technik wurde gefördert und dadurch immer erschwinglicher. Heutige Anlagen haben eine Lebensdauer von 25 bis 40 Jahren; damit kostet der Strom vom eigenen Dach auf lange Sicht erheblich weniger, als der aus dem Netz.

Solarstromspeicher

Mit der Entwicklung der Speichertechnik konnten die PV-Flächen kleiner werden. Dass wir die meiste Energie benötigen, wenn die Sonne kein Licht liefert, spielt jetzt dank moderner Hausakkus kaum noch eine Rolle. Sie ermöglichen schon heute eine Eigenversorgung mit selbst erzeugtem Strom von bis zu 80 Prozent. Und nicht zuletzt das kostenlose Laden eines E-Autos.

Der heute gängige Solarstromspeicher ist der Lithium-Ionen-Akku. Er zeichnet sich aus durch lange Lebensdauer, guten Wirkungsgrad und große Entladetiefe. Obendrein ist er kompakt, wartungsfrei und recycelbar. Und er ist in den vergangenen Jahren immer preisgünstiger geworden.

Solarstrom-Clouds

Als Ergänzung oder gar Alternative zur eigenen Speicherung geistern immer wieder mal Solarstrom-Clouds oder Communities durch die Diskussionen. Die Idee fasziniert: Man „speichert“ mit der eigenen PV-Anlage erzeugten, jedoch gerade überschüssigen Strom in einer Cloud. Ist dann der eigene Speicher leer, kann man auf die der Cloud anvertraute Strommenge wieder zugreifen.

Die Anbieter solcher Clouds sind meist Batterie- oder Gerätehersteller, PV-Modulanbieter oder Stromversorgungsunternehmen. Und der Strom, den der Kunde später über die Cloud rückbezieht, ist just zum Verbrauchszeitpunkt produzierter Strom aus Solar-, Windkraftanlagen oder Kraftwerken. Es handelt sich nicht um eine physikalische Speicherung von Strom, sondern um eine Art Guthaben. Strombezug aus der Cloud ist also nichts anderes als Strombezug aus dem Netz, nur zu einem besonderen Tarif.

Denn selbstverständlich ist ein solcher Service nicht kostenlos. Und hier wird’s noch komplizierter: Die Verbraucherzentrale weist in diesem Zusammenhang hin auf kaum durchschaubare Kosten und Vertragsbedingungen. Ihre Analyse der Tarife verschiedener Cloud-Anbieter hat ergeben, dass Strombezug über eine solche Community häufig teurer ist als der vom günstigsten Ökostromanbieter.

Überschaubare Kosten

Eine Photovoltaikanlage macht den Neubau eines Einfamilienhauses um etwa 10 bis 20 Prozent teurer. Wem dieser relativ bescheidene Mehrpreis für ein Plusenergiehaus heute noch zu hoch ist, der sollte in seinem Neubau wenigstens schon die Leitungen für die eigene Stromerzeugung und -speicherung verlegen lassen. Und wenn wieder Geld in der Kasse ist: Lieber aufs Dach damit als auf die Bank!

Photovoltaik-Förderung durch Steuerstreichung

Steuerliche und bürokratische Hürden bei Erwerb, Installation und Betrieb von Photovoltaikanlagen sind seit Januar abgebaut.

Umsatzsteuer Photovoltaikanlagen werden jetzt ohne Umsatzsteuer, also zum Nettopreis verkauft. Und: Eigenheimbesitzer mit PV-Anlage können nun ohne finanzielle Nachteile die Kleinunternehmer­regelung in Anspruch nehmen, nach der ihre Umsätze ohne steuerliche Folgen bleiben.

Geltungsbereich Die Steuerbefreiung gilt für PV-Module inklusive aller für den ­Betrieb einer PV-Anlage erforderlichen Komponenten inklusive Speicher. Auch die Installation der Anlage ist umsatzsteuerbefreit.

Einkommensteuer Die Einnahmen der ­Einspeisevergütung aus privaten PV-Anlagen mit einer Leistung bis 30 kWp sind jetzt steuerfrei; bisher lag die Grenze bei 10 kWp.

Mehr zum Thema Heizung finden Sie in unserer Rubrik Finanzen und Energie.