Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie
Wärmepumpen als umweltfreundliche Heizung können durch die Kombination mit einer Solarthermie-Anlage noch effizienter werden. In diesem Beitrag erklären wir, warum es sich lohnt, die Wärmepumpe mit Solarthermie zu kombinieren.
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Was versteht man unter einer Hybridheizung?
Als Hybridheizung werden Heizsysteme verstanden, die zwei oder mehrere Heizsysteme miteinander kombinieren. Hybride Heizungen sind nichts Neues, die Kombination von Gasheizungen mit Solarthermie ist vergleichsweise weit verbreitet.
Bei einer Hybridheizung werden also verschiedene Wärmeerzeuger kombiniert, die jeweils dann eingesetzt werden, wann es am sinnvollsten ist. Herzstück dabei ist die Steuerung der Hybridheizung, die den Einsatz der unterschiedlichen Systeme koordiniert.
Es sind vielfältige Hybridheizungen denkbar, kombiniert werden können die unterschiedlichsten Systeme.
Die Integration einer Solarthermieanlage in eine Hybridheizung ist so sinnvoll, weil mit der richtig dimensionierten Solarthermie ein großer Teil des Warmwasserbedarfs abgedeckt werden kann. In Monaten, in denen keine Heizung benötigt wird, kann die Solarthermie damit den Pufferspeicher allein bedienen. Immer dann, wenn die Solarthermie allein nicht ausreicht, schaltet die Heizungssteuerung einen anderen Wärmeerzeuger hinzu.
Wie kann eine Wärmepumpe mit einer Solarthermieanlage kombiniert werden?
Bei der Kombination von Wärmepumpen mit einer Solarthermie-Anlage wird zu 100 % mit Umweltenergie geheizt und das Warmwasser produziert. Die Solarthermie-Anlage nutzt die Sonnenenergie, die Wärmepumpe nutzt die Umweltenergie aus Luft, Erdreich oder Grundwasser.
Während jedoch eine Wärmepumpe Strom benötigt, um die genutzte Umweltenergie durch Verdichtung für das Heizen nutzbar zu machen, funktioniert die Solarthermie-Anlage quasi ohne zusätzliche Energie (es wird jedoch Strom für die Solarpumpe benötigt).
Die klassische Kombination aus Wärmepumpe und Solarthermie
Meist wird die Energie aus der Solarthermie-Anlage genutzt, um Heizungs- und Trinkwasser zu erwärmen. Dabei wird die Wärme der Solarthermie-Anlage in einem Pufferspeicher genutzt. Hier lassen sich wieder zwei Alternativen realisieren.
- Reine Brauchwassererwärmung: Die Hybridanlage kann so eingestellt werden, dass die Wärme aus der Solarthermie nur zur Erwärmung des Trinkwassers genutzt wird. Je nach Auslegung und abhängig von der Größe und anderen Randbedingungen wie Ausrichtung, Dachneigung, Bedarf kann die Solarthermie-Anlage rund zwei Drittel des Warmwasserbedarfs in einem Jahr decken. Man spricht von einem solaren Deckungsanteil von 60 %.
- Zusätzliche Heizungsunterstützung: Wird die Solarthermie-Anlage zusätzlich zur Brauchwassererwärmung auch zur Heizungsunterstützung genutzt, kann durch eine Solarthermie-Anlage ein Deckungsanteil von rund 20 % erreicht werden. Hier ist der solare Deckungsanteil stark abhängig von der Bauweise des Hauses, der Dämmung und den weiteren Randbedingungen wie Größe der Solarthermie-Anlage, Dachneigung, Ausrichtung etc.
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Nutzung der Solarthermie zur Erwärmung der Umweltquelle für die Wärmepumpe
Bei der Hybridlösung aus Solarthermie und Wärmepumpe gibt es eine weitere interessante Möglichkeit, diese zu kombinieren. So kann die Wärme der Solarthermie auch genutzt werden, um die Temperatur der Umweltenergiequelle der Wärmepumpe zu erhöhen. Bei höherer Temperatur der genutzten Umweltenergie, muss die Wärmepumpe weniger arbeiten. Damit benötigt die Wärmepumpe deutlich weniger Strom, um die notwendige Wärme zu produzieren.
Ein weiterer Vorteil hierbei ist, dass die Wärmepumpe durch die Nutzung der Solarthermie kleiner dimensioniert werden kann. Besonders sinnvoll ist diese Hybridheizung bei Sole-Wasser-Wärmepumpen. Je nach Größe der Solarthermie-Anlage können dann auch nur Erdkollektoren anstatt einer Erdsonde genutzt werden. Wird die Sole-Wasser-Wärmepumpe dann noch mit einem Eisspeicher kombiniert, kann die Effizienz weiter gesteigert werden.
Die Kostenabschätzung für eine Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie gestaltet sich schwierig, hängen die Kosten doch von vielen Faktoren ab. Je nach Art der Wärmepumpe kommen zu den Anschaffungskosten für die Pumpe auch noch Erschließungskosten für die Umweltquelle hinzu. Gerade die Installation von Erdsonden, aber auch die Bohrungen für die Grundwasserbrunnen verursachen hohe Kosten. Außerdem hängen die Preise für die Solarthermie-Anlage von den gewählten Kollektoren und der Größe der Kollektorfläche ab.
Die Kosten für Hybridheizungen aus Wärmepumpe plus Solarthermie setzen sich also zusammen aus den Kosten für die Wärmepumpe, die Installation sowie die Erschließung der Umweltenergie, die Anschaffungskosten für die Solarthermie-Anlage sowie Installation und nicht zuletzt die Kosten für den Pufferspeicher.
Hier dennoch eine grobe Übersicht zur Orientierung
| Komponente | Kosten |
|---|---|
| Wärmepumpe (inklusive ggf. notwendiger Erschließungskosten) | 8.000 – 25.000 Euro |
| Solarthermieanlage | 5.000 – 9.000 Euro |
| Pufferspeicher | 1.500 – 2.000 Euro |
| Installationskosten komplett | 5.000 – 8.000 Euro |
| Gesamtkosten | 19.500 – 44.000 Euro |
Die jährlichen Kosten wiederum für die Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie hängen vom Wärmebedarf des jeweiligen Hauses ab. Es fallen auf jeden Fall nur die Kosten für den zum Betrieb der Wärmepumpe notwendigen Strom an sowie die (minimalen) Kosten für die Pumpe der Solarthermie-Anlage. Die Einsparungen bei einer Hybridlösung aus Wärmepumpe mit Solarthermie gegenüber der alleinigen Nutzung der Wärmepumpe liegen bei rund 20 %.
Die hohen Kosten für eine Heizung aus Wärmepumpe und Solarthermie werden durch mögliche Fördermittel deutlich gemildert.
Ist die zusätzliche Integration einer Photovoltaikanlage sinnvoll?
Die Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie benötigt Strom zur Produktion von Wärme. Wer also zusätzlich eine Photovoltaikanlage installiert, kann den kostenlosen Solarstrom für den Betrieb der Wärmepumpe nutzen und die Betriebskosten damit minimieren.
Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik ist ideal, da durch den Solarstrom ein Großteil des benötigten Stroms abgedeckt werden kann. Wird dann zusätzlich noch eine Solarthermie-Anlage integriert, dann ist die Anlage nahezu unabhängig. Voraussetzung hierfür ist vor allem genügend Platz, um sowohl Solarthermie als auch Fotovoltaik auf dem Dach zu installieren.
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Vor- und Nachteile der Kombination Wärmepumpe mit Solarthermie
Es sprechen viele Argumente für eine Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie:
- Unabhängigkeit von fossilen Energien (bei Nutzung von Eigen- oder Ökostrom zum Antrieb der Wärmepumpe)
- emissionsfreie Heizung und Warmwasserbereitung
- niedrige Betriebskosten
- Möglichkeit, zusätzlich Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage zu nutzen
- kleinere Wärmepumpe möglich im Vergleich zur reinen Wärmepumpenheizung
- Solarkollektoren können auch an der Hauswand montiert werden, sodass die Dachfläche für Fotovoltaik zur Verfügung steht
- Es können hohe Fördermittel für die Heizung beantragt werden.
Demgegenüber gibt es natürlich auch Contra-Punkte, die gegen eine Kombination von Wärmepumpe und Solarthermie sprechen:
- Eine Hybridheizung verursacht sehr hohe Investitionskosten.
- Die Solarthermie-Anlage ist immer dann sehr effizient, wenn die Wärmepumpe nicht arbeitet – im Sommer.
- Die Hybridheizung funktioniert ideal mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe und/oder einem Eisspeicher – beides verursacht sehr hohe Erschließungskosten.
Fazit
Die Hybridheizung aus Wärmepumpe und Solarthermie stellt eine nachhaltige Lösung dar, die komplett auf Umweltenergie setzt. Wer dann noch zusätzlich den Strom aus einer eigenen Fotovoltaikanlage zum Antrieb der Wärmepumpe nutzen kann, wird nahezu autark. Zudem ist die Hybridheizung vollkommen emissionsfrei. Die Umweltenergie, die von der Wärmepumpe genutzt wird, wie auch die solare Wärme stehen kostenfrei zur Verfügung. Die vergleichsweise hohen Investitionskosten werden durch Fördermittel gemildert.
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