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Heizen mit Solarstrom: Wärmepumpe oder Heizstab?

Viele Betreiber älterer Photovoltaikanlagen überlegen, den günstigen Solarstrom zum Heizen zu verwenden. Die direkte Stromheizung lohnt sich aber nur als Übergangslösung.

Lesezeit: 5 Minuten

Viele Photovoltaikanlagen erreichen in den kommenden Jahren das Ende der 20jährigen EEG- Vergütungszeit. Die Altanlagen können Strom für etwa 4 bis 6 ct/kWh erzeugen – je nach Zustand der Module und Wechselrichter. „Rechnet man Versicherung, Wartung und Rücklagen mit ein, sollte man mit etwa 10 ct/kWh rechnen“, sagt Elmar Brügger, Energieberter an der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen. Der Öl- und Gaspreis steigt dagegen stark an. Daher fragen uns immer wieder Leser: Lohnt es sich, den Solarstrom zum Heizen zu nutzen?

Heizstab im Pufferspeicher

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Möglich wird das mithilfe eines Heizstabes, der sich – ähnlich wie bei einem Tauchsieder – aufgrund des elektrischen Widerstandes erhitzt. Typische Preise dafür sind 700 bis 800 € für ein Modell mit 3,5 kW Leistung (brutto, ohne Installation). Dieser kann Wärme bis 80 °C produzieren und lässt sich auch in vorhandenen Pufferspeichern nachrüsten, wenn diese dafür geeignet sind.

Begrenzte Stromerzeugung

Eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) arbeitet im Sommer ca. zehn Stunden pro Tag und im Frühjahr oder Herbst täglich etwa acht Stunden – je nach Lage und Ausrichtung der PV-Anlage. Außerdem produzieren die Module bei bewölktem Himmel nur noch etwa 25 % ihrer maximalen Leistung. „Bei einer kleinen Anlage mit 6 kW wären das also nur noch 1,5 kW“, rechnet Brügger vor.

Der Wärmebedarf lässt sich so ermitteln: 1,16 Wattstunden pro Liter Wasser x Grad Kelvin. Soll ein Speicher mit 250 l von 10 auf 50°C erwärmt werden, wären das 40 Grad Kelvin (K). Die Formel würde lauten: 1,16Wh/l x 40K x 250 l= 11600Wh = 11,6 kWh. „Würde die Leistung der Photovoltaikanlage für sieben Stunden zur Verfügung stehen, würde sie aus- reichen, um den Pufferspeicher von 250 l zu erwärmen“, rechnet Brügger vor. Aber: Liefert die Photovoltaikanlage keinen Strom, muss der Betrieb den Strom aus der Steckdose kaufen.

Nur Übergangslösung

Dazu kommt: Der Heizbedarf nachts und im Winter fällt nur selten zusammen mit dem maximalen Ertrag der Photovoltaikanlage. „Der Heizstab ist als alleinige Heizung ungeeignet, leistet aber gute Arbeit als Ergänzung. Er dient dazu, den Warmwasserbedarf im Sommer zu decken und den Heizbedarf in der Übergangszeit zu reduzieren“, erklärt Eric Prager vom Solaranlagenhersteller Solarwatt. Wer eine Öl- oder Gasheizung ersetzen will, benötigt zudem einen Pufferspeicher von 500 l oder mehr, in dem der Heizstab montiert wird.

Es gibt aber Anwendungen, bei denen sich ein Heizstab lohnen kann:


  • Bei sehr kleinen oder gut gedämmten Häusern,

  • als Übergangslösung im Sommer, um Brennstoff bei der klassischen Heizung zu sparen (Öl, Gas, Holz),

  • zur Brauchwassererwärmung,

  • als Heizungsunterstützung, um für eine Vorwärmung des Pufferspeichers zu sorgen, während die vorhandene Heizung dann nur noch die restliche Temperaturanhebung übernimmt.

Wärmepumpe als Lösung

Wer dagegen eine effiziente Heizlösung in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage sucht, sollte besser auf eine Wärmepumpe setzen. Denn diese produziert aus einer Kilowattstunde Strom etwa 3 bis 5 kWh Wärme. Man spricht dabei von „Jahresarbeitszahl“ (JAZ) von 3 bis 5. Früher stand die Wärmepumpe in dem Ruf, nur für den Neubau oder für gut gedämmte Häuser mit Flächenheizung und niedrigen Vorlauftemperaturen geeignet zu sein.

Doch der technische Fortschritt hat das geändert. Dass die Technik auch im Altbau gute Werte liefert, ermittelte das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE). Ergebnisse von mehrjährigen Feldtests zeigen deutlich, dass Wärmepumpen in der Lage sind, auch in nicht oder nur geringfügig sanierten Bestandsgebäuden die notwendige Wärme zu liefern „Früher war der Wärmepumpenstrom im Vergleich zu Öl oder Gas teilweise teurer, sodass sich nur sehr effiziente Anlagen gerechnet haben. Das hat sich jetzt komplett geändert“, sagt Heizspezialist Prager. Gute Wärmepumpen erreichen in bestehenden Häusern eine Jahresarbeitszahl von 3,5 und mehr, wandeln also 1 kWh Strom in mindestens 3,5 kWh Wärme um. Luftwärmepumpen in Bestandsgebäuden erreichen eine durchschnittliche JAZ von 3,1. Erdwärmepumpen weisen sogar einen Mittelwert von 4,1 auf. „Heute rechnet sich eine Wärmepumpe schon ab einer JAZ von 2“, sagt Prager.

Eigener Stromtarif

Mit einem speziellen Wärmepumpentarif kann ein Hausbesitzer für etwa 10 bis 12 ct/kWh heizen, während die Wärme mit einer Gasheizung aktuell bis zu 17 ct/kWh kosten kann. Wärmepumpentarife sind in der Regel 5 bis 6 ct/kWh günstiger als herkömmlicher Strom. Allerdings akzeptieren Energieversorger die Kombination von Wärmepumpentarif und Selbstversorgung über die Solaranlage häufig nicht. „Denn der Strombezug ist damit sehr niedrig, weil der Hausbesitzer mit einer Photovoltaikanlage 25 bis 40% des Stroms für die Wärmepumpe selbst erzeugen kann“, sagt Prager.

Ein weiteres Plus: Luft-Luft-Wärme- pumpen in Gewerbe- und Industrieunternehmen werden durch die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) finanziell gefördert.

Der Text stammt aus dem aktuellen Energiemagazin von top agrar und profi, das demnächst erscheint. Darin sind weitere Lösungen enthalten, wie Landwirte mit erneuerbaren Energien wie Solarstrom oder Biogas erhebliche Kosten einsparen können. Dazu gehört u.a. die Umrüstung vorhandener Biogasanlagen zur Eigenversorgung. Weitere Themen zur Selbstversorgung ist die Frage, wie man einen Radlader mit Dieselantrieb auf E-Antrieb umrüstet. Wir stellen aber auch aktuelle Entwicklungen bei der Elektrolyse, bei Biogas aus Reststoffen, beim Stromsparen im BHKW oder bei der Gärrestaufbereitung vor. (www.topagrar.com/energiemagazin).

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