Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren: Das müssen Sie wissen
Die Kombination von Wärmepumpen und Photovoltaik bietet sich als hervorragende und besonders umweltfreundliche Lösung an.
Eine Wärmepumpe benötigt elektrische Energie, um die vorhandene Umweltwärme auf eine höhere Temperatur zu „pumpen“. Ein Teil dieser Energie kann durch die eigene Photovoltaik-Anlage produziert werden.
Das Wichtigste in Kürze
- Wärmepumpe und Photovoltaik ergänzen sich gut: Der selbst erzeugte Solarstrom senkt die Betriebskosten der Wärmepumpe und erhöht zugleich den Eigenverbrauch der PV-Anlage.
- Ohne Steuerung deckt der Solarstrom nur einen kleinen Teil des Wärmepumpenstroms, weil Sonnenangebot und Heizbedarf zeitlich auseinanderfallen.
- Mit SG-Ready oder einem Energiemanagement plus Wärme- oder Stromspeicher lässt sich der selbst genutzte Anteil deutlich steigern.
- Neue Wärmepumpen über 4,2 kW Netzanschlussleistung gelten seit 2024 als steuerbar; dafür gibt es reduzierte Netzentgelte.
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Vorteile bei der Kombination Wärmepumpe – Photovoltaik
Die Betriebskosten von Wärmepumpen können durch die Nutzung des selbst produzierten Solarstroms erheblich gesenkt werden. Die Nutzung des Solarstroms ist umso wirtschaftlicher, als es inzwischen immer sinnvoller ist, die mit der Photovoltaik produzierte elektrische Energie auch selbst zu nutzen, anstatt sie ins Netz einzuspeisen. Damit werden also die Heizkosten für das Haus erheblich niedriger. Gleichzeitig steigt durch mehr Eigennutzung die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaik-Anlage. Wie viel des Solarstroms tatsächlich genutzt werden kann, hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem:
- Größe der PV-Anlage
- Ertrag der PV-Anlage
- Wärmebedarf
- Dämmung des Hauses
- Anbindung der Wärmepumpe an die Photovoltaik-Anlage
- Größe des vorhandenen Pufferspeichers
- Ist ein Stromspeicher vorhanden, ja oder nein
Stellhebel für die Optimierung der Kombination Wärmepumpe – Photovoltaik
Entsprechend der oben genannten Kriterien für die Wirtschaftlichkeit finden sich hier auch die Stellhebel, mit deren Hilfe die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage optimiert werden kann. Je besser die Wärmepumpe und die Photovoltaik-Anlage aufeinander abgestimmt sind, umso wirtschaftlicher wird die Kombination.
Ist die Wärmepumpe möglichst effizient, kann auch der Anteil an Solarstrom gesteigert werden. Hier spielen sowohl die Vorlauftemperatur als auch die Temperatur im Pufferspeicher eine entscheidende Rolle.
Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto weniger muss die Wärmepumpe arbeiten.
Ein Pufferspeicher kann gleichzeitig als Speicher für Solarstromüberschüsse dienen. Sinnvoll ist aber keine möglichst hohe Temperatur, sondern eine begrenzte, vom Fachbetrieb eingestellte Anhebung innerhalb der Herstellervorgaben. Je höher die Speicher- und Vorlauftemperatur, desto schlechter arbeitet die Wärmepumpe; der Vorteil durch PV-Überschuss kann sonst teilweise wieder verloren gehen.
Ein weiterer Faktor ist die passende Dimensionierung der Wärmepumpe. Maßgeblich sind die Heizlast nach DIN EN 12831, die reale Vorlauftemperatur, der Modulationsbereich des Geräts und das Warmwasserkonzept. Liegt die berechnete Heizlast zwischen zwei Modellen, kann eine knappere Auslegung sinnvoll sein; sie sollte aber fachlich geplant werden, damit an kalten Tagen nicht dauerhaft Heizstab oder Zusatzheizung einspringen. Eine unnötig überdimensionierte Wärmepumpe taktet häufiger und nutzt PV-Überschüsse schlechter, eine unterdimensionierte Anlage kann dagegen Komfort und Betriebskosten verschlechtern.
Exkurs – Optimales Zusammenspiel Wärmepumpe, Photovoltaik und Speicher
Nach dem Überblick oben soll nun hier ausführlich darauf eingegangen werden, wie das System von Wärmepumpe, Photovoltaik und Speicher so optimiert werden kann, dass das jeweilige Haus möglichst umweltfreundlich, kostengünstig und so autark wie möglich mit Strom, Wärme und warmem Wasser versorgt wird.
Bei der Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik taucht das alte Problem der Verfügbarkeit des Solarstroms wieder auf: Strom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage ist genau dann vorhanden, wenn der Wärmebedarf im Haus nicht so groß ist und die Wärmepumpe auch eher weniger Strom verbraucht. Ein deutliches Beispiel sind etwa Wäschetrockner, die ja eher dann zum Einsatz kommen, wenn keine Sonne scheint, die die Wäsche ansonsten direkt trocknen könnte.
Wie wird also die Wärmepumpe am besten mit der Photovoltaik-Anlage kombiniert?
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, Wärmepumpen und Photovoltaik-Anlagen zu kombinieren.
1. Anbindung über SG-Ready – Als Schnittstelle für die intelligente Steuerung von PV-Anlage und Wärmepumpe dient der SG-Ready-Eingang an der Wärmepumpe. Die Abkürzung SG steht für Smart Grid, also intelligentes Stromnetz. Bei SG-Ready handelt es sich um einen Standard bzw. ein Label, das Wärmepumpenhersteller beantragen können. Technisch gesehen geht es um eine schwellwertbasierte Lösung, die die Ansteuerung der Wärmepumpe ermöglicht. Immer, wenn die PV-Anlage also mehr Strom produziert als gerade benötigt wird, erhält die Wärmepumpe ein Signal. Dann kann die Wärmepumpe etwa durch Aufheizen des Warmwasserspeichers den eigen produzierten Solarstrom nutzen und als Wärme speichern. Das Signal kann entweder vom Wechselrichter kommen oder über einen Smart-Meter, also einen intelligenten Stromzähler. Die Lösung ist relativ einfach umzusetzen. Der SG-Ready-Standard wird derzeit an die Vorgaben des § 14a EnWG angepasst; neuere Wärmepumpen ergänzen die einfache Schnittstelle zunehmend um digitale Protokolle wie EEBus oder Modbus, die eine deutlich feinere Steuerung erlauben.
2. Intelligentes Energiemanagementsystem – Außerdem ist die Anbindung von PV-Anlage und Wärmepumpe sowie weiteren Verbrauchern (z.B. ein Elektrofahrzeug, aber auch Haushaltsgeräte wie Waschmaschine, Geschirrspüler oder Trockner) und Stromspeichern selbstverständlich über ein intelligentes Energiemanagement oder die Hausautomatisierung möglich. Dies sind allerdings aufwendigere Lösungen, die eine entsprechende Infrastruktur im Haus verlangen. Am Markt gibt es hier vielfältige Lösungen. Dabei sorgt eine entsprechende Software für die gezielte Steuerung. Der Verbrauch des eigenen Solarstroms aus der Photovoltaik-Anlage wird dann so an den Tagesverlauf und den verfügbaren Solarstrom angepasst, dass der Stromverbrauch so weit wie möglich durch eigenen Solarstrom und nicht durch Strom aus dem Netz gedeckt wird. Dies kann je nach Netz automatisiert erfolgen, aber auch durch die Nutzer mithilfe einer App je nach Bedarf gesteuert werden. Außerdem sind diese intelligenten Systeme lernfähig und können zum Beispiel Spül- und Waschmaschine dann einschalten, wenn gerade keine Verbrauchsspitzen zu erwarten sind. Das gilt natürlich auch für Wallboxen oder das Laden des Elektrofahrzeugs über Steckdose.
SG-Ready oder Energiemanagement: zwei Wege zur Kopplung
| Kriterium | SG-Ready | Energiemanagementsystem |
|---|---|---|
| Funktionsweise | Definierte Betriebszustände über Signalkontakte an der Wärmepumpe | Software steuert Verbraucher, Speicher und Erzeuger laufend nach verfügbarem Solarstrom |
| Steuerungstiefe | Grob: anheben des Speichers bei PV-Überschuss | Fein: priorisiert Geräte, lernt Verbrauchsmuster, bezieht Wetter- und Tarifdaten ein |
| Aufwand und Kosten | Gering – Schnittstelle ist bei vielen Wärmepumpen vorhanden | Höher – eigenes Energiemanagement und kompatible Geräte nötig |
| Bindet weitere Geräte ein | Nur die Wärmepumpe | Auch E-Auto bzw. Wallbox, Haushaltsgeräte und Stromspeicher |
| Gut geeignet für | Einfachen Einstieg mit vorhandener SG-Ready-Wärmepumpe | Maximalen Eigenverbrauch im vernetzten Haushalt |
Im Prinzip erfolgt die Steuerung also in folgenden Schritten:
So priorisiert die Steuerung den Solarstrom
Verbraucher im Haus zuerst
Haushaltsgeräte, Wärmepumpe oder E-Auto werden bevorzugt dann eingeschaltet, wenn gerade genügend Solarstrom zur Verfügung steht.
Stromspeicher laden
Ist ein Stromspeicher vorhanden, wird der momentan nicht benötigte Solarstrom dort zwischengespeichert.
Wärme speichern
Ist der Stromspeicher voll, hebt die Wärmepumpe die Temperatur im Warmwasser- oder Pufferspeicher an und speichert den Überschuss als Wärme.
Erst dann einspeisen
Bleibt danach noch Solarstrom übrig, wird er ins öffentliche Netz eingespeist.
Was § 14a EnWG für die PV-Wärmepumpe bedeutet
Seit dem 1. Januar 2024 fallen neu installierte Wärmepumpen mit mehr als 4,2 kW Netzanschlussleistung nach § 14a Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) unter die Regeln für steuerbare Verbrauchseinrichtungen. Der Netzbetreiber darf den Strombezug bei einer konkreten drohenden Überlastung des lokalen Netzes vorübergehend auf bis zu 4,2 kW Mindestbezugsleistung absenken; eine vollständige Abschaltung ist nicht zulässig. Im Gegenzug erhalten Betreiber eine Netzentgeltreduzierung.
Für die Kombination mit Photovoltaik passt das gut zusammen: Wer den Strombezug ohnehin über ein Energiemanagement nach dem eigenen Solarstrom steuert, kann die Netzentgelt-Reduzierung mitnehmen. Wie stark die Entlastung ausfällt, hängt vom gewählten Modul ab – von einer pauschalen Reduzierung ohne zusätzlichen Zähler über einen Rabatt auf das Netzentgelt mit separatem Zähler bis zu zeitvariablen Netzentgelten über ein intelligentes Messsystem. Seit 2025 muss zudem jeder Stromversorger für Kunden mit intelligentem Messsystem mindestens einen dynamischen Stromtarif anbieten, mit dem sich günstige Börsenstrompreis-Zeiten zusätzlich nutzen lassen. Die konkreten Konditionen unterscheiden sich je nach Netzbetreiber und Anbieter.
Fazit
Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik bietet also eine nachhaltige und sehr effiziente Möglichkeit, beide Systeme zu optimieren.
Es gibt Messungen, die zeigen, dass eine deutliche Steigerung des Eigenverbrauchs durch die intelligente Kombination der Komponenten Photovoltaik, Wärmepumpe, Energiespeicher (sei es Stromspeicher oder Pufferspeicher) erreicht werden kann.
Mit einer „normalen“ Photovoltaik-Anlage können durchschnittlich 30 % des Solarstroms selbst verbraucht werden, wenn keine intelligente Steuerung erfolgt, allerdings in Abhängigkeit von der Größe der Photovoltaikanlage. Je größer die Leistung der Anlage, umso geringer ist der durchschnittlich selbst genutzte Anteil.
Wird die Photovoltaik-Anlage zusätzlich mit einer Wärmepumpe gekoppelt, kann der eigen genutzte Anteil steigen; ohne Batteriespeicher liegt er in Modellrechnungen häufig weiterhin unter 50 % und hängt stark von PV-Größe, Heizbedarf und Steuerung ab.
Bei einem optimal aufeinander abgestimmten, intelligent gesteuerten System aus Photovoltaik-Anlage, Wärmepumpe und Speicher lässt sich die Eigenverbrauchsquote – also der Anteil des erzeugten Solarstroms, der selbst genutzt wird – deutlich steigern. Davon zu unterscheiden ist der Autarkiegrad, der angibt, welcher Anteil des gesamten Strombedarfs aus eigener Erzeugung gedeckt wird; weil die Wärmepumpe vor allem im Winter Strom braucht, wenn die Photovoltaik wenig liefert, fällt er meist niedriger aus und liegt je nach Auslegung oft im Bereich von etwa 40 bis 65 % im Jahresmittel. Beide Werte sind Richtwerte und hängen stark von Anlagengröße, Speicher, Dämmstandard und Verbrauchsverhalten ab – belastbar wird die Abschätzung erst mit einer individuellen Simulation.
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