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Kann man mit Solarstrom heizen?

Heizung und Warmwasseraufbereitung verbrauchen mehr als 90 Prozent der Energie im Haushalt. Zumeist kommt dabei Gas zum Einsatz. Aber kann man nicht auch mit Solarstrom heizen? Und wie sinnvoll ist eine Kombination aus PV und Wärmepumpe?

Zuletzt aktualisiert am 31.01.2023
Lesedauer: 4 Minuten

Photovoltaik ist keine Heiztechnik

Photovoltaik eignet sich nur begrenzt zum Heizen. Sie erzeugt vor allem im Sommer Strom, der Heizbedarf ist jedoch im Winter hoch. Dennoch kann eine PV-Anlage das Heizsystem effektiv unterstützen. Wenn nach dem Stromverbrauch im Haus noch Energie übrig bleibt, ist es sinnvoller, ihn in die Wärmeerzeugung zu investieren, statt ihn gegen ein geringes Entgelt ins öffentliche Netz einzuspeisen. Eine solche Nutzung von überschüssigem Solarstrom kann auf zwei Wegen erfolgen: zum Erhitzen des Wassers im Heizungskreislauf oder zur Erzeugung von Warmwasser.

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.

Heizen mit Strom aus der Photovoltaikanlage

Eine 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. Um den Solarstrom effektiv für die Heizung nutzen zu können, wird daher ein Stromspeicher benötigt. Doch welche Möglichkeiten gibt es, die Heizung mit eigenem Solarstrom zu betreiben?

Eigener Strom für die Elektroheizung

Wer Strom aus der PV-Anlage für die Erzeugung von Wärme nutzen möchte, kann ihn zum Beispiel in eine Elektroheizung leiten. Zur Auswahl stehen verschiedene Typen. 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 nur sinnvoll für kleine Räume, in denen nicht dauerhaft Wärme erzeugt werden muss. Effizienter ist die Nutzung des Solarstroms für den Betrieb einer Wärmepumpe.

Elektroheizung Holzfußboden

Wärmepumpe steht an Hauswand im Garten

Solarstrom für die Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe entzieht der Außenluft, dem Grundwasser oder dem Erdboden Wärme und macht diese Wärme nutzbar zum Heizen von Gebäuden. Um die unbegrenzt vorhandene Umweltwärme zu nutzen, benötigt diese Form der Heizung Strom. Den nutzt sie sehr effizient: Aus einer Kilowattstunde Strom erzeugt eine moderne Wärmepumpe mehrere Kilowattstunden Heizwärme. Und wenn der Strom aus der PV-Anlage vom eigenen Dach stammt, ist er nicht nur umweltfreundlich, sondern auch preiswert.

Aktuell liegen die Kosten für selbst produzierten Solarstrom bei einem Bruchteil des Strompreises in der Grundversorgung. Gleichzeitig gibt es aktuell nur noch wenig Einspeisevergütung. Da liegt die Nutzung von überschüssigem Solarstrom zum Heizen nahe. Eine 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.

PV-Anlage passend zur Wärmepumpe 

Wie viel Strombedarf der Wärmepumpe über Photovoltaik abgedeckt werden kann, hängt von der technischen Auslegung der Heizungs- und PV-Anlage ab. 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 werden und muss nicht ins Netz eingespeist werden.

Warmwasser mit Photovoltaik erzeugen

Um mit Sonnenenergie warmes Wasser zu erzeugen, gibt es neben dem Einsatz von Solarthermie eine weitere Möglichkeit: ein elektrischer Heizstab. Er funktioniert ähnlich wie ein Tauchsieder: Strom wird in dem elektrischen Heizelement in Wärme umgewandelt. Der Heizstab kann im Brauchwasserspeicher oder im Pufferspeicher eingesetzt werden.

Heizen mit elektrischem Heizstab

Der Pufferspeicher ist ein großer, isolierter Behälter für das Heizungswasser. Es wird im Pufferspeicher erhitzt und anschließend 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 kann nicht für den Haushalt genutzt werden. Ist die Photovoltaikanlage jedoch an einen Wechselrichter angeschlossen, wird der Solarstrom zuerst für den Haushalt verwendet und erst nachrangig zur Erzeugung von Wärme.

Grafik: AC- und DC- gekoppeltes Warmwasser-System

Warmwasser mit elektrischem Heizstab

Ein Heizstab kann auch im Brauchwasserspeicher genutzt werden. Wenn ein Überschuss an Solarenergie vorhanden ist, steuert die PV-Anlage den elektrischen Heizstab an, damit dieser mit überschüssigem Strom Warmwasser erzeugt. Je nach Größe der Solaranlage und Verbrauch kann in den Sommermonaten der gesamte Warmwasserbedarf abgedeckt werden.

Solarbetriebene Warmwasser-Wärmepumpen

Eine weitere Möglichkeit, mit Photovoltaik zu heizen, sind Warmwasser-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.

Photovoltaikstrom effizient nutzen

Wer Strom für die Wärmeerzeugung einsetzen will, sollte die Photovoltaikanlage so groß wie möglich planen. Trotzdem ist es unwahrscheinlich, im gesamten Gebäude den kompletten Heizwärmebedarf zu jeder Zeit mit Strom aus der PV-Anlage decken zu können. Um den Strom aus der Photovoltaikanlage möglichst effizient zum Heizen zu nutzen, ist eine energetische Sanierung sinnvoll. Wenn das Haus insgesamt weniger Energie benötigt, muss auch weniger Strom – beispielsweise für die Wärmepumpe – zugekauft werden.

Dann lohnt sich das Heizen mit PV

Das Heizen über Solarstrom ist nicht immer wirtschaftlich. Ob es sich lohnt, hängt unter anderem von der Höhe der Einspeisevergütung ab. Wer eine neue Photovoltaikanlage installiert oder eine Anlage betreibt, für die es keine Einspeisevergütung mehr gibt, kann überschüssigen PV-Strom jedoch mithilfe eines Batteriespeichers oder eines Pufferspeichers gewinnbringend – zum Beispiel zum Heizen – nutzen.

Unser Video zu Heizen mit der Photovoltaikanlage

Thumbnail YouTube: Heizen mit PV

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Vattenfall Fazit 

Eine Photovoltaikanlage eignet sich als gute Unterstützung für das Heizsystem. Ihr Pufferspeicher hält Solarstrom für den Betrieb einer Wärmepumpe in den dunklen Stunden des Tages vor. Alternativ erwärmt ein elektrischer Heizstab entweder das Heizungswasser oder aber das Brauchwasser. Je nach Größe der Solaranlage kann die konventionelle Heizanlage dann im Sommer ganz ausgeschaltet werden. Das spart nicht nur Kosten, sondern nutzt auch der Umwelt.

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