Photovoltaik mit Heiztechnik kombinieren
Die Einspeisevergütung für mit der eigenen Photovoltaik-Anlage erzeugten Solarstrom fällt mit rund 9 Cent pro kWh deutlich niedriger aus als man für zugekauften Strom dem Energieversorger zahlen muss. Deshalb wird auch immer wieder betont, wie sinnvoll es ist, so viel wie möglich des produzierten Solarstroms selbst zu nutzen. Eine Möglichkeit, den Eigenverbrauchsanteil zu steigern, bietet die Nutzung des Solarstroms direkt zum Heizen oder die Kombination mit der Heiztechnik.
Welche Möglichkeiten gibt es, Photovoltaik zum Heizen zu nutzen?
Soll mit Photovoltaik geheizt werden, dann wird der mit Sonnenstrahlen produzierte Strom zur Erwärmung von Warmwasser und zur Erwärmung der Räume genutzt. Dabei kann der Solarstrom auf vielfältige Art entweder direkt oder indirekt genutzt werden.
Nachtspeicherofen
Es gibt verschiedene Arten von Elektroheizungen, bei denen Strom zum Heizen genutzt wird. Als Nachtspeicheröfen wurden Elektroheizungen vor allem Mitte des letzten Jahrhunderts als Alternative zu Kohleheizungen installiert. Bei Nachtspeicheröfen wird mit Heizelementen Strom in Wärme umgewandelt und damit ein Speichermedium erwärmt. Das kann ein Schamottblock oder ein Warmwasserbehälter sein. Über Strahlung und einen Ventilator wird die warme Luft dann bei Bedarf in den Raum geleitet.
Nachtspeicherheizungen waren einige Jahre verboten, sie gelten heute aber als mögliche umweltfreundliche Alternative, wenn sie mit Solarstrom genutzt werden.
Direktheizung
Bei einer Direktheizung wird die mit dem Solarstrom produzierte Wärme direkt in den Raum abgegeben. Beispiele für eine Direktheizung sind Infrarotheizungen, aber auch Heizstrahler oder Heizlüfter zählen dazu. Weit verbreitet sind auch elektrische Fußbodenheizungen.
Infrarotheizungen
Infrarotheizungen produzieren sehr angenehme Strahlungswärme, sie können mit Solarstrom betrieben werden und eignen sich vor allem als Zusatzheizung oder in selten genutzten Räumen oder Ferienwohnungen.
Heizstrahler und Heizlüfter
Heizstrahler und Heizlüfter sind als kleine Zusatzheizungen weit verbreitet, die etwa zum Heizen von Gästetoiletten oder zum temporären Heizen in Garagen etc. genutzt werden.
Elektrische Fußbodenheizungen finden sich oft in Badezimmern, wo auch elektrische beheizte Handtuchheizkörper mit Solarstrom betrieben werden können.
Heizstab
Eine gute Möglichkeit, Solarstrom zum Heizen zu nutzen, bieten Heizstäbe. Ein Heizstab funktioniert grob gesagt wie ein Tauchsieder. Er erwärmt bei Bedarf das Wasser im Pufferspeicher und bringt es auf die gewünschte Vorlauftemperatur, sodass die Heizkörper genügend Wärme an die Räume abgeben können.
Heizstäbe sind für alle Heizsysteme geeignet, die über einen Pufferspeicher verfügen. Wird ein Heizstab mit dem eigenen Solarstrom betrieben, bieten sie also eine sinnvolle Ergänzung. Bei Öl- und Gasheizungen können Heizstäbe den Anteil der fossilen Energie deutlich senken. Heizstäbe können aber gerade auch bei Wärmepumpen eingesetzt werden, wenn die Wärmepumpe bei besonders kalten Temperaturen an ihre Grenzen stößt.
Heizstäbe im Pufferspeicher können in den Sommermonaten das Warmwasser komplett erwärmen, sodass die jeweilige Heizung dann komplett ausgeschaltet werden kann.
Wärmepumpe mit Photovoltaik
Als Dream-Team gilt die Kombination von Wärmepumpen mit der eigenen Photovoltaikanlage.
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Bei einer Wärmepumpe wird eine vorhandene Wärme aus der Umwelt (Luft, Erdreich, Grundwasser) mit Strom auf ein höheres Temperaturniveau „gepumpt“. Aus einer Kilowattstunde Strom können Wärmepumpen bis zu 5 Kilowattstunden Wärme produzieren. Wird dabei der eigene Solarstrom genutzt, ist die Umweltbilanz der Wärmepumpe nahezu perfekt. Außerdem sinken die Betriebskosten der Wärmepumpe erheblich, die sonst mit zugekauftem Strom betrieben werden müsste. Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage steigert also die Umweltfreundlichkeit und die Wirtschaftlichkeit gleichzeitig.
Brennstoffzelle kombiniert mit Photovoltaik
Eine weitere Möglichkeit, den selbst produzierten Solarstrom mit der Heizung zu kombinieren, stellt die Nutzung in einer Brennstoffzelle dar. In Brennstoffzellen werden Wärme und Strom gleichzeitig produziert, sodass es auf den ersten Blick unsinnig erscheint, hier noch Photovoltaik ins Spiel zu bringen, da ja eh Strom produziert wird.
Die Nutzung von Solarstrom macht bei der Kombination mit einer Brennstoffzelle sozusagen einen kleinen Umweg. Brennstoffzellen können auch mit Wasserstoff betrieben werden. Wird nun der Solarstrom genutzt, um Wasserstoff zu gewinnen, kann die Solarenergie gespeichert werden und wird bei Bedarf dann von der Brennstoffzelle genutzt.
Vor- und Nachteile der Kombination aus Photovoltaik und Heizung
Es sprechen einige Argumente für die Kombination von Heiztechnik und Photovoltaik. Andererseits gibt es auch einige Nachteile.
- Pro: Umweltfreundlichkeit der Heizung steigern – Durch die Nutzung des Solarstroms vom eigenen Dach können große Mengen an fossiler Energie eingespart werden, sei es direkt oder auch indirekt, weil Solarstrom genutzt wird anstatt Strom, der in Gas- oder Kohlekraftwerken produziert wird.
- Pro: Eigenverbrauchsanteil am Solarstrom erhöhen – Wer den Solarstrom nutzt, um die Heizung zu unterstützen, etwa mit einem Heizstab oder auch die Wärmepumpe mit dem eigenen Solarstrom betreibt, der kann den Eigenverbrauchsanteil deutlich erhöhen. Von durchschnittlich 30 % kann der Anteil auf 70 % bis 80 % gesteigert werden.
- Pro: Fossile Energieträger vermeiden – Wird ein Heizstab im Pufferspeicher installiert, kann im Sommer die komplette Warmwasserversorgung mit Solarstrom erfolgen. Dann können Öl- oder Gasheizung mehrere Monate ausgeschaltet bleiben. Aber auch während der Heizperiode spart ein Heizstab bei der Kombination mit Gas- oder Ölheizung fossile Energien ein, weil er gerade bei Sonnenschein die Temperatur im Pufferspeicher erhöht.
- Pro: Anteil an Solarstrom durch Stromspeicher steigern – Wird zusätzlich zur Photovoltaikanlage ein Stromspeicher installiert, kann der Solarstrom noch besser genutzt werden und der Nachteil von Solarstrom, dass er vor allem im Sommer und nur tagsüber vorhanden ist, abgeschwächt werden.
- Contra: Solarstrom vor allem im Sommer – Ein großer, grundsätzlicher Nachteil von Strom aus Photovoltaikanlage ist die Verfügbarkeit. Solarstrom wird meist dann produziert, wenn der Strom für die Heizung nicht benötigt wird.
- Contra: Elektroheizung benötigt zu viel Strom – Selbst bei einer großen Photovoltaikanlage kann man nicht das gesamte (herkömmliche) Haus mit dem Solarstrom heizen. Möglich wird das allerdings bei Passivhäusern oder Hocheffizienzhäusern.
Fazit
Es bieten sich vielfältige technische Möglichkeiten, Photovoltaik mit Heiztechnik zu kombinieren. Neben der oft propagierten idealen Kombination von Wärmepumpen mit Photovoltaik bieten sich auch Heizstäbe oder elektrische Heizungen an. Waren bis vor wenigen Jahren elektrische Heizungen wegen des geringen Wirkungsgrads verpönt, werden etwa Nachtspeicheröfen heute wieder als ernsthafte Alternative betrachtet und gelten als zukunftsfähige Speichermöglichkeit von Solarstrom in smart grids. Solarstrom kann schon heute in Passivhäusern den Wärmebedarf komplett abdecken, aber auch in anderen Häusern den Anteil an nachhaltiger Wärme steigern.
Photovoltaik Eigenverbrauchsrechner
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