Wärmepumpe mit Photovoltaik: Ist die Kombination sinnvoll?
Eine Wärmepumpe in Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage ist quasi der Inbegriff klimafreundlicher Energieversorgung. Warum die Kombination dieser beiden Komponenten so sinnvoll ist und sich auch für den Geldbeutel lohnt, erklären wir Ihnen in diesem Beitrag.
Wir gehen genau auf die Funktionsweise der Wärmepumpe ein und schlüsseln auch die Anschaffungskosten auf. Zudem stellen wir Ihnen die staatlichen Förderungen für diese klimafreundliche Investition vor.
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Vorteile der Kombination Wärmepumpe mit Photovoltaik
Die Kombination einer Wärmepumpe und einer PV-Anlage bietet zahlreiche Vorteile, die sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich sinnvoll sind.
Direkte Nutzung des erzeugten Solarstroms möglich
Ein großer Vorteil ist die Möglichkeit, erneuerbare Energien effizienter zu nutzen. Die Photovoltaik-Anlage wandelt Sonnenlicht in Strom um, der dann zur Versorgung der Wärmepumpe genutzt werden kann. So lässt sich die produzierte Energie direkt einsetzen, ohne dass der Strom zwischengespeichert oder umgewandelt werden muss. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Systems deutlich verbessert.
Unabhängigkeit von fossiler Energie
Ein weiterer Vorteil ist die Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik ermöglicht es, auf die Nutzung von Gas oder Öl für die Raumheizung oder Warmwasserbereitung zu verzichten. Dies reduziert nicht nur die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen, sondern auch die CO₂-Emissionen. Das ist gut für unser Klima und den Geldbeutel.
Geringere Energiekosten
Darüber hinaus bietet die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik finanzielle Vorteile. Durch die Eigenstromerzeugung können die Betriebskosten deutlich reduziert werden. Der produzierte Solarstrom kann direkt genutzt werden, um die Wärmepumpe zu betreiben, wodurch weniger bzw. kein Strom zugekauft werden muss.
Darüber hinaus können Energieüberschüsse ins Netz eingespeist und vergütet werden, wodurch zusätzliche Einnahmen erzielt werden können.
Staatliche Förderungen möglich
Ein weiterer finanzieller Vorteil ergibt sich aus den staatlichen Förderprogrammen. In vielen Bundesländern gibt es finanzielle Anreize und Unterstützung für den Einsatz von Photovoltaik und Wärmepumpen. Durch die Kombination beider Technologien können Eigentümer solcher Systeme von umfangreichen Förderungen profitieren. Das reduziert die Investitionskosten und steigert die Rentabilität.
Wie funktioniert die Kombination Wärmepumpe mit Photovoltaik?
Die Solaranlage erzeugt durch die Sonneneinstrahlung Strom, der anschließend für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt werden kann. So muss weniger Strom zugekauft werden.
So funktioniert das im Detail:
Zunächst wird eine Photovoltaikanlage auf dem Dach oder an einer geeigneten Stelle installiert. Diese besteht aus Solarmodulen, die Sonnenlicht in Gleichstrom umwandeln. Der erzeugte Gleichstrom wird dann mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt, um ihn im Hausnetz oder im öffentlichen Stromnetz nutzen zu können.
Die erzeugte elektrische Energie kann nun zur direkten Stromversorgung der Wärmepumpe genutzt werden. Die Wärmepumpe nutzt elektrische Energie, um thermische Energie aus der Umgebung oder dem Erdreich zu gewinnen und auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen. Das geschieht durch den Einsatz eines Kältemittels, das in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert und durch Verdampfen und Verdichten Wärmeenergie aufnimmt und abgibt.
Die Photovoltaikanlage liefert den Strom, der zum Betrieb der Wärmepumpe benötigt wird. Das erhöht den Eigenverbrauch der erzeugten Energie, da der produzierte Solarstrom direkt genutzt wird, anstatt ihn ins Netz einzuspeisen oder ihn in einem Stromspeicher zwischenzuspeichern.
Darüber hinaus gibt es einige Möglichkeiten, die Effizienz der Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik zu verbessern. Eine Möglichkeit ist der Einsatz von Stromspeichern, um überschüssigen Strom zu speichern und später zu nutzen, wenn die Sonneneinstrahlung nicht mehr ausreicht. Das erhöht den Eigenverbrauch weiter, reduziert die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz und schont außerdem den Geldbeutel.
Wie viel kostet eine Wärmepumpe mit Photovoltaik?
Für eine Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage mit Einbau muss man zwischen 30.000 € bis 60.000 € rechnen. Dabei sind die Kosten maßgeblich von der Art der Wärmepumpe und dem Einbau eines Stromspeichers abhängig, die Größe der PV-Anlage spielt eine untergeordnete Rolle.
Wie viel die Wärmepumpe kostet, hängt vom Typ ab. Es gibt verschiedene Modelle für unterschiedliche Anforderungen zwischen 19.000 € bis hin zu 40.000 €. Auch die Kosten der Solaranlage sind stark vom gewählten Modell und der Größe Anlage abhängig. Hier liegen die Kosten zwischen 20.000 € bis 30.000 €.
Eine kleine Erleichterung der Investitionskosten können hier die staatlichen Förderungen bieten. Diese liegen in der Regel zwischen 25 und 40 %.
Hier finden Sie eine Auflistung, was die verschiedenen Wärmepumpen-Varianten ungefähr kosten:
Art der Wärmepumpe | Anschaffungskosten m. Einbau |
|---|---|
Ca. 19.000 € | |
Ca. 31.000 € | |
Wasser-Wasser-Wärmepumpe | Ca. 38.000 € |
Luft-Luft-Wärmepumpe | Ca. 25.000 € |
Wie hoch sind die laufenden Kosten einer Wärmepumpe mit PV-Anlage
Mit einer Photovoltaik-Anlage zusätzlich zur Wärmepumpe können Sie die laufenden Betriebskosten um 20 bis 50 % senken, mit einem Stromspeicher geht sogar noch mehr.
Natürlich sind die individuellen Betriebskosten sehr verschieden, abhängig vom Standort des Hauses, der Dämmung sowie dem Heizverhalten und der gewählten Anlage.
Einen groben Überblick über die möglichen Kosten geben wir Ihnen hier:
Art der Wärmepumpe | Inkl. PV-Anlage | Neubau (Betriebskosten geschätzt) | Altbau (Betriebskosten geschätzt) |
Luft-Wasser-Wärmepumpe | nein | 2.300 € pro Jahr | 3.800 € pro Jahr |
Luft-Wasser-Wärmepumpe | ja | 1.600 € pro Jahr | 3.100 € pro Jahr |
Sole-Wasser-Wärmepumpe | nein | 2.150 € pro Jahr | 3.300 € pro Jahr |
Sole-Wasser-Wärmepumpe | ja | 1.500 € pro Jahr | 2.940 € pro Jahr |
Wasser-Wasser-Wärmepumpe | nein | 2.100 € pro Jahr | 3.100 € pro Jahr |
Wasser-Wasser-Wärmepumpe | ja | 1.350 € pro Jahr | 2.400 € pro Jahr |
Lohnt sich eine Wärmepumpe und Photovoltaik?
Die Anschaffung einer Wärmepumpe im Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage rentiert sich auf jeden Fall, denn beide haben eine relativ große Lebensspanne und der Kauf amortisiert sich in der Regel innerhalb von 10 Jahren.
Denn mit dieser Kombination müssen Sie kaum noch Energie zukaufen, und wie wir ja alle wissen, sind die Energiepreise in den letzten Jahren regelrecht explodiert.
Anhand einer Beispielrechnung verdeutlichen wir das:
Beispielrechnung für ein klassisches Einfamilienhaus:
Ein normales Einfamilienhaus liegt etwa bei 15.000 bis 20.000 kWh Energiebedarf.
Heizwärmebedarf ca. 20.000 kWh, Strombedarf Wärmepumpe = 5.600 kWh
Gaspreis Ende 2023: 8,3 Cent pro Kilowattstunde (Stand 12.12.2023) Verifox
Holz-Pellets: ca. 8 Cent pro Kilowattstunde
Ölpreis 2023: ca. 15 Cent pro Kilowattstunde (Stand 12.12.2023) Verifoxuit
Hausstrom: 28 Cent pro kWh (Stand 12.12.2023) Verifox
PV-Strom aus eigener Produktion: 5 Cent (Kosten für Wartung, Reinigung etc.)
Heizkosten mit Gas: 0,083 € x 20.000 kWh = 1.660 €
Heizkosten mit Holz-Pellets: 0,08 € x 20.000 kWh = 1.600 €
Heizkosten mit Öl: 0,15 € x 20.000 kWh = 3.000 €
Heizkosten Hausstrom Wärmepumpe: 5.600 × 0,28 Cent/kWh = 1.568 €
Heizkosten mit 50 % Hausstrom + 50 % PV Strom:
(5.600 kWh x 0,5 x 0,28 €) + (5.600 kWh x 0,5 x 0,05 €) = 784,00 € + 140,00 € = 924,00 €
Um unser Beispielhaus und die Wärmepumpe ganzjährig mit Photovoltaik-Strom versorgen zu können, sollte die Photovoltaik-Anlage eine Leistung von mindestens 15 kWp haben. Außerdem ist dann ein Stromspeicher nötig.
Eine Wärmepumpe erhöht den Photovoltaik-Eigenverbrauch
Umso mehr Sie selbst verbrauchen, desto eher rentiert sich auch die Anschaffung der PV-Anlage.
Wenn Sie schon eine Photovoltaikanlage besitzen, ist die Kombination mit einer Wärmepumpe besonders empfehlenswert, denn so erhöhen Sie den Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms. Gerade, wenn Sie keinen Stromspeicher besitzen, ist das zu empfehlen. Denn dann müssten sie einen hohen vierstelligen Betrag in einen Speicher investieren, oder den erzeugten Solarstrom ins öffentliche Stromnetz einspeisen.
Das bringt Ihnen zwar zusätzlich etwas Geld ein, jedoch ist die gesetzliche Einspeisevergütung für private Anlagen bis 10 kWp aktuell mit 8,2 Cent pro Kilowattstunde sehr gering. Gerade wenn man bedenkt, dass man selbst pro bezogener Kilowattstunde mindestens 28 Cent bezahlt, ist der Eigenverbrauch durch eine Wärmepumpe viel sinnvoller.
Autarkiegrad Wärmepumpe mit einer Solaranlage, mit und ohne Speicher (Eigenverbrauch)
| Energiestandard | Autarkie (%) ohne Speicher | Autarkie (%) mit Speicher |
|---|---|---|
| Normales Gebäude | 26% | 43% |
| Effizienzhaus 70 | 32% | 60% |
| Effizienzhaus 55 | 33% | 63% |
| Effizienzhaus 40 | 34% | 67% |
| Passivhaus | 35% | 71% |
Die Tabelle zeigt die Strom-Autarkie, die durch die Kombination aus Photovoltaikanlage und Wärmepumpe erreicht werden kann, bei verschiedenen Energiestandards. Ein Effizienzhaus hat einen höheren Wärmedämmstandard als ein normales Gebäude und ein Passivhaus hat den höchsten Wärmedämmstandard. Mit der Kombination aus PV-Anlage und Wärmepumpe plus Stromspeicher erhöht sich die Autarkie noch weiter.
Ein normaler Stromverbrauch beträgt 3.000 kWh, die Photovoltaikanlage hat eine Leistung von 7 kWp, es handelt sich um eine Luft-Wasser-Wärmepumpe und der Stromspeicher hat eine Kapazität von 6 kWh und die Wohnfläche beträgt 160qm.
Förderungen für Wärmepumpe und Photovoltaik
Es gibt zahlreiche staatliche Förderungen durch die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) oder das BAFA (Bundesanstalt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) für den Einbau einer Wärmepumpe und die Anschaffung einer Solaranlage. Das bedeutet für Sie entweder zinsgünstige Kredite mit Tilgungszuschuss oder bis zu 40 % Zuschuss auf die Investitionskosten für eine Wärmepumpe.
Wir verschaffen Ihnen einen Überblick.
Grundsätzlich bietet der Staat 2 verschiedene Förderarten, die Investitionsförderung für die Anschaffung einer Anlage oder die betriebliche Förderung durch die garantierten Verkaufserlöse, die das EEG vorschreibt, damit ist die Einspeisevergütung gemeint.
Die Investitionsförderung ist besonders interessant und gliedert sich in zwei Bereiche auf, zinsgünstige Kredite mit Tilgungszuschuss, und direkte finanzielle Zuschüsse.
Kreditangebote der KfW-Bank:
Kredit – 261 – Wohngebäude Kredit – im Rahmen einer energetischen Sanierung mit Anbringung einer PV-Anlage (nur wenn kein Strom ins Netz eingespeist wird)
Kredit bereits ab 0,24 % effektiven Jahreszins (Laufzeit zwischen 4 und 10 Jahren)
bis zu 30 Jahre Laufzeit möglich bei 1,65 % Zinsen
bis zu 150.000 € pro Wohneinheit, bei Effizienzhaus-Standard* entspricht Klasse 40
zwischen 5 – 25 % Tilgungszuschuss möglich – umso höher der Effizienzhaus-Standard, je weniger muss von dem Kredit zurückgezahlt werden
verschiedene Effizienzklassen möglich zwischen Stufe 40, 55, 70, 85 und Denkmal, sowie erneuerbare Energien Klasse*
zusätzliche Förderungen wie bezuschusste Baubegleitung möglich
* Erneuerbare Energien Klasse
Durch diese Klasse erhalten Sie besonders günstige Bedingungen für die Förderung und mehr Tilgungszuschuss. Dafür müssen Sie eine neue Heizung, wie eine Wärmepumpe, im Gebäude installieren, die mit erneuerbaren Energien funktioniert. Diese muss mindestens 65 % des Energiebedarfs der Immobilie decken.
Kredit 270 – Erneuerbare Energien Standard – gedacht für die Anschaffung von Anlagen für die Strom- und Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien
Kredit gibt es ab 4,72 % Jahreszins
für Anlagen zur Erzeugung von Strom und Wärme – sowohl Eigenverbrauch als auch Einspeisung ins Netz
geeignet für Solar-, Wasser-, Biogas-, Windanlagen, und noch einige mehr
bis 50 Millionen Euro pro Vorhaben möglich
Zuschuss der BAFA für den Einbau einer Wärmepumpe
Durch das BEG (Bundesförderung für effiziente Gebäude) können Sie von der BAFA attraktive Zuschüsse für den Einbau einer Heizung mit erneuerbarer Energie erhalten. Aber auch Photovoltaik-Anlagen werden unter bestimmten Bedingungen gefördert.
Förderung für Neubauten
In Neubauten wird die Installation einer Photovoltaik-Anlage von der BAFA mit einem Zuschuss von mindestens 30 % der Investitionskosten gefördert, wenn die Voraussetzungen erfüllt sind.
Der Einbau einer Wärmepumpe wird mit mindestens 25 % der Investitionskosten gefördert, es sind bis zu 40 % möglich. Förderfähig sind hierbei Luft-, Wasser- und Erdwärmepumpen.
Die Wärmepumpe muss allerdings eine gewisse Effizienz sicherstellen, diese wird in der Jahresarbeitszahl (JAZ) ausgedrückt. Sie muss mindestens eine Jahresarbeitszahl von 2,7 aufweisen. Stellen Sie also sicher, dass die Wärmepumpe auch den Anforderungen zur Förderung entspricht, das kann Ihnen der Hersteller beantworten.
Förderung für Bestandsgebäude
In bereits bestehenden Gebäuden wird dagegen nur der Einbau der Wärmepumpe weiterhin mit mindestens 25 % der Kosten gefördert, es sind jedoch bis zu 40 % möglich.
Aber auch der Einbau einer Solarthermieanlage, die zur Erwärmung von Warmwasser oder zur Gebäudeheizung dient, wird weiterhin mit 30 % gefördert. Nur die Installation einer Photovoltaik-Anlage wird in Bestandsgebäuden nicht bezuschusst.
Hier eine Übersicht der möglichen Zuschüsse zur Wärmepumpe:
Vorhaben | Zuschuss in Prozent |
Einbau einer Wärmepumpe | 25 % |
Bei Tausch gegen eine funktionierende Ölheizung, oder bei Tausch gegen eine mind. 20 Jahre alte Gasheizung | 10 % |
Bei Nutzung eines natürlichen Kältemittels, oder Wasser bzw. Erde als Energiequelle | 5 % |
Maximal 40 % |
Steuerliche Förderung über die Einkommensteuer: Seit Anfang 2020 können Hausbesitzer in Deutschland die Kosten für den Einbau einer Wärmepumpe im Rahmen der Einkommensteuer geltend machen und so Steuern sparen.
Die Investitionskosten können über einen Zeitraum von mehreren Jahren abgeschrieben bzw. steuermindernd geltend gemacht werden.
Was muss bei der Kombination Wärmepumpe mit Photovoltaik beachtet werden?
Bei der Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik gibt es einige Aspekte zu beachten, um eine optimale Leistung des Systems zu gewährleisten.
Hier die wichtigsten Punkte:
Dimensionierung der PV-Anlage: Es ist wichtig sicherzustellen, dass die erzeugte Leistung der Photovoltaikanlage ausreicht, um den Strombedarf der Wärmepumpe zu decken. Die Größe der Photovoltaikanlage und deren Ausrichtung sollten entsprechend dimensioniert werden, um mindestens den jährlichen Strombedarf der Wärmepumpe abzudecken. Besser wäre es, wenn man den Haushalt noch mit versorgen kann.
Eigenverbrauch optimieren: Um den Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms zu maximieren, sollte die Betriebszeit der Wärmepumpe an die Sonneneinstrahlung angepasst werden. Dies kann mithilfe von intelligenten Steuerungs- und Regelungssystemen erreicht werden, die den Betrieb der Wärmepumpe entsprechend der Verfügbarkeit von Solarstrom optimieren.
Speicherung von überschüssigem Strom: Es kann vorteilhaft sein, überschüssigen Solarstrom in Batteriespeichern zu speichern, um ihn später zu nutzen, wenn die Sonneneinstrahlung nicht mehr ausreicht. Dadurch kann der Eigenverbrauch weiter erhöht und die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz reduziert werden.
Wärmebedarf im Gebäude: Stellen Sie sicher, dass die Wärmepumpe in der Lage ist, den Wärmebedarf des Gebäudes zu decken. In einigen Fällen kann eine zusätzliche Wärmequelle erforderlich sein, um den Spitzenwärmebedarf im Winter zu decken, wenn die Solareinstrahlung begrenzt ist.
Eignung des Gebäudes: Nicht jedes Gebäude ist für den Einsatz einer Wärmepumpe geeignet. Vor der Installation muss überprüft werden, ob das Gebäude gut isoliert ist und über ausreichend dimensionierte Heizkörper oder Fußbodenheizungen verfügt. Eine Wärmepumpe arbeitet am effizientesten, wenn das Gebäude gut gedämmt ist. Ob eine Wärmpepumpe auch für Altbauten geeignet ist, beleuchten wir im nächsten Beitrag ausführlich.
Wie effizient ist die Kombination einer Wärmepumpe mit einer PV-Anlage im Frühling, Sommer, Herbst und Winter?
| Monat | Wärmepumpe (%) | PV-Anlage (%) | Außentemperatur (°C) | Sonnenstunden |
|---|---|---|---|---|
| Januar | 85 | 50 | -5 | 4 |
| Februar | 80 | 55 | -2 | 6 |
| März | 75 | 60 | 2 | 8 |
| April | 70 | 65 | 6 | 10 |
| Mai | 60 | 75 | 12 | 14 |
| Juni | 55 | 80 | 16 | 16 |
| Juli | 50 | 85 | 20 | 18 |
| August | 45 | 90 | 20 | 16 |
| September | 55 | 80 | 16 | 14 |
| Oktober | 60 | 75 | 12 | 10 |
| November | 70 | 65 | 6 | 8 |
| Dezember | 80 | 55 | -2 | 6 |
WICHTIG: Diese Werte sind nur Beispielwerte und können von Ihrem lokalen Klima und Anlagenbedingungen abweichen.
Fazit:
Die Kombination einer Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage ist ideal, um die Vorteile beider Technologien miteinander zu verbinden. Denn die PV-Anlage kann so kostenlos den nötigen Strom bereitstellen, der für den Betrieb der Wärmepumpe nötig ist. Im Idealfall ist so keine Energiezufuhr von außen mehr nötig.
Zudem gibt es attraktive Fördermittel und Kredite von staatlicher Seite, die den Kauf und den Einbau bezuschussen.
Jedoch sind nicht alle Gebäude für eine Wärmepumpe geeignet, das sollte man vorher durch einen Sachverständigen klären und die Möglichkeiten ausloten lassen.
