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Beratung zur HeiztechnikStromheizungen hatten lange den Ruf, umweltschädlich, ineffizient und unwirtschaftlich zu sein. Dies insbesondere dann, wenn für die Stromheizung herkömmlicher Strom auf Grundlage fossiler Brennstoffe verwendet wurde. Heute ist die Lage sogar noch prekärer, da der durchschnittliche Strompreis seit Januar 2022 mit etwa 36 Cent pro Kilowattstunde auf Rekordniveau aus der haushaltsüblichen Steckdose fließt. Mit verlustfrei geliefertem Ökostrom sieht die Sache zumindest aus ökologischer Sicht vielleicht etwas anders aus.

Ökologische und wirtschaftliche Gründe haben viele Hausbesitzer mittlerweile veranlasst, eine Photovoltaikanlage zu installieren. Sie sind Lieferanten von regenerativem Solarstrom. Dieser kann in das eigene Hausnetz eingespeist werden, um die daran angeschlossenen Verbraucher zu betreiben. Nicht direkt verbrauchter Solarstrom kann in geeigneten Stromspeichern gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden. Wird eine Photovoltaikanlage an das öffentliche Stromnetz angebunden, lässt sich die erzeugte Energie auch dorthin einspeisen. Der Staat bezahlt für den so eingespeisten Strom eine Einspeisevergütung, die in den letzten Jahren durch kontinuierliches Sinken an Attraktivität eingebüßt hat.
Aktuell ist es für Anlagenbetreiber weitaus interessanter, ihren Eigenverbrauch nebst solarer Deckung zu optimieren, um Strom und damit auch Stromkosten zu sparen.
Siehe auch: So lässt sich mit Fotovoltaik noch Geld verdienen

Daher liegt die Überlegung nahe, den selbst erzeugten Solarstrom aus der eigenen Anlage zum Heizen des Hauses zu verwenden. Neben dem grünen Gewissen kann dies auch mit einer gewissen Kostenersparnis einhergehen, da der Solarstrom quasi gratis durch die Sonne geliefert wird. Photovoltaikanlagen sind in der letzten Zeit etwas günstiger geworden, was eine Photovoltaik-Heizung umso attraktiver erscheinen lässt. Statt 4.000 € für einen Kilowatt Peak Sonnenstrom bezahlen zu müssen gelten heute Beträge zwischen 1.200,00 € bis 2.000,00 €.

Für eine Photovoltaik-Heizung gibt es verschiedene Lösungen. Gemeinsam haben sie alle, dass der von der Anlage erzeugte Strom ganz oder teilweise für die Heizung genutzt wird.

Photovoltaikanlage und E-Heizung

Moderne Stromheizungen können generell mit Solarstrom betrieben werden und gelten als interessante Alternative zu Öl oder Gas. Aktuelle E-Heizsysteme sind in der Lage, den selbst erzeugten Strom energieeffizient in Wärme umzuwandeln. Benötigt wird in der Regel ein Stromwechsler und eine elektrische Heizung. In Einfamilienhäusern wird es eine durchschnittliche Photovoltaikanlage jedoch eher schwer haben, eine ganze E-Heizungsanlage über Photovoltaikstrom zu betreiben. Es kann jedoch zumindest ein Teil der benötigten Energie zur Verfügung gestellt werden. Die darüber hinaus benötigte Energie muss dann gegen Entgelt über das öffentliche Stromnetz bezogen werden. Deshalb wird eine Photovoltaik-Heizung auf Strombasis oftmals nur dann als sinnvoll erachtet, wenn nur kleinere Räume nicht durchgängig beheizt werden sollen.

Aber auch bei Elektroheizungen gibt es Unterschiede zwischen den Heizungstypen. Unterteilt werden sie nach Aufbau, Einsatzzweck und Leistung in

  1. Direktheizungen, die unmittelbar mittels Wärmestrahlung oder Konvektion die Wärme abgeben
    Unter die Direktheizungen fallen Radiatoren wie die typischen Öl-Radiatoren, in denen Öl durch einen elektrischen Heizstab erhitzt wird. Des Weiteren zählen auch Konvektoren zu den Direktheizungen, die kalte Luft am Boden ansaugen und diese erwärmt über die Luftzirkulation wieder abgeben. Konvektoren werden wegen der damit verbundenen Aufwirbelung von Staub häufig als unangenehm eingeschätzt. Nach dem Prinzip der Direktheizung arbeiten auch Heizlüfter, die schnell für etwas Wärme sorgen können, und Infrarot-Heizungen. Infrarot-Heizungen werden als Platte, Spiegel, Tafel oder Bild angeboten und geben bei Bedarf Strahlungswärme ab. So funktionieren auch Fußleistenheizungen und Sockelheizungen, die aufgrund ihrer Bauweise dort Verwendung finden, wo kein Platz für andere Heizkörper verfügbar ist.


  2. Speicherheizungen, die Wärme speichern und zeitversetzt wieder abgeben können
    Bei Elektro-Speicherheizungen sind Nachtspeicherheizungen die bekanntesten Varianten, die den günstigeren Nachtstrom für die Wärmeerzeugung nutzen. Gespeichert wird die Wärme also in der Nacht, damit sie tagsüber abgegeben werden kann. Zu den Speicherheizungen gehören des Weiteren Flächenspeicherheizungen sowie Naturstein-, Speckstein- oder Schamotteheizungen, die über einen großflächigen Wärmespeicherkern verfügen. Auch hier wird Wärme gespeichert und zeitversetzt wieder durch Strahlungswärme freigesetzt.

Alle vorerwähnten Elektroheizungen haben einen unterschiedlichen Wirkungsgrad. So macht eine hocheffiziente Infrarotheizung im Badezimmer dann Sinn, wenn man sich länger in dem Raum aufhält. Die Strahlungswärme ist im Gegensatz zur Konvektionswärme schnell spürbar und beim Baden oder Duschen angenehm. Dennoch gilt bei nahezu allen Elektroheizungen, dass ihr Betrieb mit handelsüblichem Netzstrom weder umweltfreundlich noch wirtschaftlich ist.

Contra Photovoltaik-Elektro-Heizung

  • Photovoltaikanlagen produzieren dann Solarstrom, wenn die tagsüber die Sonne scheint. Dies geht nicht immer mit dem typischen Stromverbrauch eines durchschnittlichen Haushalts konform. In der Regel ist der Stromverbrauch im Haushalt am Morgen und am Abend am höchsten - nämlich dann, wenn die Bewohner zu Hause sind. Diese zeitliche Diskrepanz wird umso deutlicher, wenn in der winterlichen Heizsaison nur etwa ein Drittel der jährlichen Ertragsmenge an Solarstrom erzeugt werden kann. In den Sommermonaten, in denen wenig Heizwärmebedarf besteht, wird dafür deutlich mehr Solarstrom erzeugt.
  • Im Dauerbetrieb können Elektroheizungen mit Leistungen von mehreren Kilowatt viel Strom verbrauchen. Sofern eine durchschnittliche Photovoltaikanlage betrieben wird, um Lichtstrom, Betriebsstrom, Haustechniken, Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik und Telekommunikationstechnik damit abzudecken, bleibt für die Heizung wenig Solarenergie übrig.

Pro Photovoltaik-Elektro-Heizung

  • Aus der Problematik der Diskrepanz zwischen erzeugtem Solarstrom und anderen Stromverbrauchern kann natürlich auch ein Vorteil entstehen. Wird Solarstrom beispielsweise in einem geeigneten Stromspeicher gespeichert und mit der Elektroheizung verbunden, kann eine Photovoltaik-Elektro-Heizung wiederum Sinn machen. Wird zum Beispiel tagsüber nicht verbrauchter Solarstrom in einem Akku gespeichert, so könnte eine Nachtspeicherheizung über Nacht damit versorgt werden.
  • Regenerativer Photovoltaik-Strom macht weitgehend unabhängig von der Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe und der damit verbundenen Preissteigerungen und Preisschwankungen. Solarenergie ist im Gegensatz zu Energie aus Brennstoffen sauber.

Sinnvolle Varianten der Photovoltaik-Heizung

  • Photovoltaik-Heizung mit Pufferspeicher
    Es besteht auch die Möglichkeit, die Solaranlage mit einem Pufferspeicher zu kombinieren. So kann der überschüssige Solarstrom den Heizstab im Speicher versorgen, der das darin befindliche Brauch- und Heizwasser erwärmt. Auf diese Weise unterstützt die Photovoltaikanlage die Warmwasserversorgung des Hauses, sodass ein konventioneller Heizkessel entlastet werden kann. Viel Geld lässt sich mit dieser Vorgehensweise jedoch nicht einsparen. Schätzungen gehen von Beträgen zwischen 70,00 € und 100,00 € pro Jahr aus.

  • Photovoltaik-Heizung mit Wärmepumpe
    Auch elektrische Wärmepumpen können von einem Solarkraftwerk profitieren. Moderne Wärmepumpen produzieren aus einer Kilowattstunde Strom etwa 3,5 bis 4,5 Kilowattstunden Wärme, wobei hier in Zukunft noch bessere Ergebnisse zu erwarten sind.
    Der von einer Photovoltaikanlage produzierte Solarstrom kann zumindest in Teilen eine Wärmepumpe versorgen. Im Durchschnitt können 10 % bis 15 % der benötigten Energie für die Wärmepumpe durch die das Solarkraftwerk bereitgestellt werden. Wird noch ein Stromspeicher in die Anlage integriert, können sogar zwischen 50 % und 70 % der benötigten Energie selbst produziert werden. Solarstrom ist immer günstiger als Netzstrom, weshalb hier viel Sparpotenzial besteht.
    In den Bereich der Wärmepumpen fallen auch elektrisch betriebene Wärmepumpenheizungen, Diese können entweder mit Netzstrom oder Solarstrom betrieben werden. Auch hier ist der Betrieb mit Hilfe der Photovoltaikanlage interessant, da Wärmepumpenheizungen gerne als "Stromfresser" eingeschätzt werden. Die Nutzung einer Wärmepumpe mit 6.000 Kilowattstunden pro Jahr Verbrauch würde sich zum Beispiel grundsätzlich nur dann rechnen, wenn mehr als die Hälfte der benötigten Energie aus der gewonnenen Sonnenenergie stammt. Bei Gebäuden im Passivhausstandard kann unter Umständen auf diese Weise eine solare Volldeckung erreicht werden. Bei einem teilsolaren Betrieb könnten immerhin Stromkosten eingespart werden.

  • Photovoltaikanlage und nachgerüstete Wärmepumpe
    Durchschnittliche Solarkraftwerke decken etwa ein Drittel des Energiebedarfs von einer Wärmepumpe. Deshalb sollten auch Betreiber von älteren Photovoltaikanlagen darüber nachdenken, nachträglich eine Wärmepumpe zu installieren. Anlagenbetreiber mit einer Photovoltaikanlage, die zwischen Januar 2009 bis März 2012 in Betrieb genommen wurde, bekommen eine Eigenverbrauchsvergütung, wenn über 30 % des Strombedarfs von der Anlage gedeckt werden kann. Dieser Wert ist mit den üblichen Stromverbrauchern kaum zu erreichen.
    Kombiniert werden können Photovoltaikanlagen und Wärmepumpen über Schnittstellen an der Wärmepumpe, Direktverbindungen zwischen Pumpe und Wechselrichter oder Stromzähler sowie Energiemanagement-Systeme zwischen Wärmepumpe und Photovoltaikanlage.

Im Fazit kommt es - wie fast immer - auf die örtlichen Gegebenheiten sowie den individuellen Verbrauch und Bedarf an, ob sich im Einzelfall eine Photovoltaik-Heizung auch wirtschaftlich lohnt. Sofern dafür fossile Brennstoffe eingespart werden können, liegt jedoch immer der ökologische Nutzen auf der Hand.

 

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