Heizen mit Photovoltaik – welche Optionen sind möglich?
Erneuerbare Energien haben in den letzten Jahren sowieso immer mehr an Bedeutung gewonnen. Die Zahl der in Deutschland installierten Solaranlagen steigt von Jahr zu Jahr. Photovoltaikanlagen werden eingesetzt, um die Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln. In den Solarmodulen wird aus direktem und indirektem Sonnenlicht Strom gewonnen, der entweder unmittelbar genutzt, ins Netz eingespeist oder gespeichert werden kann. Solaranlagen können aber auch zur Wärmeerzeugung genutzt werden.
Wie der MVV Photovoltaik-Rechner zeigt, lohnt sich die Investition in eine Photovoltaikanlage vor allem durch die Einsparung von Stromkosten. Bei der Nutzung von Solarstrom zur Wärmeerzeugung ist zu beachten, dass Stromerzeugung und Wärmebedarf nicht synchron verlaufen. Im Winter, wenn der Wärmebedarf besonders hoch ist, ist die Ausbeute an Solarstrom bis zu 70 Prozent geringer als im Sommer. Zusätzlich gibt es auch tageszeitliche Schwankungen, wie zum Beispiel beim Verbrauch von Warmwasser: Morgendliche Duschen finden oft noch vor Sonnenaufgang statt.
Daher ist es für das Heizen mit Solarenergie sinnvoll, einen Heißwasser-Speicher (Pufferspeicher) und/oder einen Batteriespeicher zu verwenden, um den Kauf von Netzstrom zu minimieren. Trotz dieser Herausforderungen ist es immer noch lohnenswert, den selbst erzeugten Strom vom Dach für Heizung und Warmwasser zu nutzen. Es stehen verschiedene Möglichkeiten dafür zur Verfügung.Optimale Heizungslösung für Neubauten: die Wärmepumpe
Die Wärmepumpe nutzt elektrische Energie, um vorhandene Wärme aus verschiedenen Umgebungsquellen wie Luft, Erdreich oder Grundwasser zu entziehen und auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen. Dadurch wird heißes Wasser erzeugt, das in einen Energiespeicher fließt, der wiederum das Heizungs- und Trinkwassersystem versorgt. Wenn der Energiespeicher richtig dimensioniert ist, kann die Wärmepumpe nachts ganz oder teilweise abgeschaltet werden. Dies kann sogar notwendig sein, da der manche örtliche Stromversorger gelegentlich Beschränkungen auferlegen, um mögliche Netzüberlastungen zu vermeiden.
Wärmetauscher / Wärmepumpe
Für neu gebaute Wohnhäuser, die von Anfang an mit einer Photovoltaikanlage ausgestattet sind, ist die Wärmepumpe das ideale Heizsystem. Dies liegt zum einen daran, dass diese Technologie bereits sehr ausgereift ist und oft sogar nur mit Netzstrom wirtschaftlich betrieben werden kann. Zum anderen gilt sie im Betrieb mit Solarstrom als die umweltfreundlichste Heizmethode, da sie nahezu keine CO2-Emissionen verursacht.
Auch bei der energetischen Sanierung von Altbauten kann der nachträgliche Einbau einer Wärmepumpe sinnvoll sein, insbesondere wenn das Gebäude bereits über eine Fußbodenheizung und eine Photovoltaikanlage verfügt.Hybridheizungen – eine sinnvolle Alternative für Bestandsbauten
Für Gebäude mit ausreichender Wärmedämmung und vorhandener Fußbodenheizung kann eine einzelne Wärmepumpe als Heizsystem in der Regel gänzlich ausreichend sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, bestehende Gas- oder Ölheizungen mit einer Wärmepumpe zu kombinieren. In solchen „Hybridheizungen“ werden verschiedene Wärmequellen genutzt, um einen zentralen Energiespeicher zu speisen. Alternativ können auch zwei unabhängige Kreisläufe - einer für das Heizwasser und einer für das Trinkwasser - mit jeweils einer spezifischen Heiztechnologie betrieben werden (bivalente Heizung).
Eine zusätzliche Option: Elektro-Direktheizungen
Systeme, die Elektrizität direkt zur Erwärmung des Heizelements verwenden, werden als elektrische Direktheizungen bezeichnet. Dazu gehören elektrische Radiatoren, Heizlüfter, Infrarot-Heizsysteme, Klima-Heizsysteme und elektrische Fußbodenheizungen. Überraschenderweise kann auch die traditionelle Nachtspeicherheizung wieder in Betracht gezogen werden, wenn sie mit Solarstrom betrieben wird. Allerdings würde das Speicherprinzip umgekehrt, das heißt die Wärme wird tagsüber erzeugt und für die Nacht gespeichert. Aus der Nachtspeicherheizung wird also eine „Tagspeicherheizung“.
Der Hauptnachteil aller Arten von Direktheizungen ist ihr eher geringer Wirkungsgrad. Ein Vorteil ist jedoch die einfache Installation; oft genügt es, das Gerät einfach aufzustellen oder an die Wand zu montieren. Daher sind Elektro-Direktheizungen zum Beispiel ideal für die Nachrüstung von Räumen, in denen keine Heizungsrohre vorhanden sind. Sie eignen sich auch als Zusatzheizung, ohne dass das bestehende System verändert werden muss. Eine elektrische Direktheizung in Kombination mit einer kleinen Photovoltaikanlage kann für Ferienhäuser, die im Winter wenig genutzt werden, eine interessante Option sein.