Solaranlage und Wärmepumpe kombinieren

Wärmepumpen haben sich bei niedrigen Systemtemperaturen als besonders energieeffizient etabliert. Dabei nutzen sie zur Erzeugung der notwendigen Jahresheizwärme Umweltwärme aus dem Grundwasser, dem Erdreich oder der Umgebungsluft. Nur ein geringer Teil der benötigten Heizwärme muss mittels elektrischer Antriebsenergie bereitgestellt werden. Zunehmend wird hierbei regenerativ erzeugter genutzt, der beispielsweise mit Hilfe einer Photovoltaikanlage auch selbst produziert werden kann.

Wärmepumpe mit Sonnenstrom betreiben

Eine Möglichkeit der solaren Wärmepumpenunterstützung ist es, den Strombedarf der Anlage mittels einer Photovoltaikanlage abzudecken. Dies ist gerade in der heutigen Zeit empfehlenswert, wo doch die Einspeisevergütung zunehmend geringer ausfällt und der Eigenverbrauch des Sonnenstroms sich deshalb eher lohnt. Moderne Systeme sind in der Lage, die erzeugte Energie zu speichern und besonders effizient zu verwenden. Auf diese Weise trägt die Photovoltaikanlage zur Reduzierung der Betriebskosten einer Wärmepumpe bei.

In Abhängigkeit der Energieeffizienz des Hauses, dem Verbrauch und etwa der Größe der Solaranlage kann die Energieversorgung der Wärmepumpe über das öffentliche Stromnetz stark gemindert werden. Die Wärmepumpe macht sich dabei lediglich den überschüssigen Strom zunutze, der nicht vom Haushaltsstromkreis beansprucht wird. Gewährleistet wird dies durch Wechselrichter, Schnittstellen und mittlerweile zunehmend mit Hilfe von Energie-Management-Systemen. Der Wechsel zwischen öffentlichem und internem Stromnetz erfolgt dabei automatisch.

Übrigens: Solarstrom und Wärmepumpe können auch zur Kühlung von Räumlichkeiten dienen. Möglich sind die aktive und passive Kühlung. Letzteres ist nur mit Sole- und Wasser-Wärmepumpe möglich. Bei der aktiven Kühlung wird vereinfacht ausgedrückt, die eigentliche Funktionsweise umgekehrt: Der Innenluft wird die Wärme entzogen und nach außen transportiert.

Warum sich Solarthermie und Wärmepumpe ergänzen

Solarthermieanlagen und Wärmepumpen unterstützen sich gegenseitig bei der Erzeugung von Wärme für Heizung und Brauchwasser. Bei der Wärmeerzeugung gilt: Je niedriger der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle (Umweltenergie) und der Vorlauftemperatur des Heizsystems ist, desto weniger elektrische Antriebsenergie wird benötigt. Umgekehrt bedeutet dies jedoch auch, dass mittels Wärmepumpe betriebene Heizungsanlagen bei hoher Vorlauftemperatur, beispielsweise während der Erwärmung von Trinkwasser, mit niedriger Effizienz arbeiten.

Gerade aus diesem Grund ist die Kombination aus Wärmepumpe und Solarthermie als Hybridheizung besonders vorteilhaft. Die Solaranlage kann so den Jahresenergieverbrauch der Wärmepumpe senken. In Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung können Solarthermieanlagen auch hohe Temperaturen zur Verfügung stellen.

Solarthermie: Funktionsweise ohne Wärmepumpe© Berliner Energieagentur

Solarthemie und Wärmepumpe kombinieren - Möglichkeiten im Überblick

Mittels der Kombination lässt sich die Effizienz beider Systeme weiter erhöhen. Vor allem bei Flächenheizungen sowie bei gut gedämmten Immobilien ermöglicht die Fusion von Solarthermieanlage und Wärmepumpe, dass Warmwasser und Heizenergie im Sommer ausschließlich mit erneuerbaren Energien erzeugt werden können. Möglich ist eine Ergänzung dabei sowohl für Wasser-, Erd- sowie Luftwärmepumpen.

Dank der höheren Effizienz beider Komponenten zusammen kann auch eine kleinere Wärmepumpe installiert werden, wodurch sich wiederum Kosten reduzieren lassen. Erfolgen kann die Kombination wie in den folgenden Beispielen dargestellt, wobei in jedem Fall viel Wert auf eine sorgfältige Planung gelegt werden sollte:

Solaranlage füllt Pufferspeicher

Die Einspeisung der Solarwärme in den Pufferspeicher ist eine gängige Form des Zusammenschlusses von Sonnenenergie und Umweltwärme. Zwei parallele Systeme arbeiten hierbei zusammen, um den Wärmebedarf eines Haushaltes zu decken. Sowohl die Wärme der Solarthermieanlage als auch der Wärmepumpe werden in einem Pufferspeicher eingespeist. Der Speicher kann Wärme aufnehmen und über einen längeren Zeitraum aufbewahren.

Die Solarkollektoren sollen dabei einen größtmöglichen Teil beisteuern. Bei großer Sonneneinstrahlung muss die Wärmepumpe gar nicht oder nur wenig arbeiten. Reicht die aus dem Pufferspeicher stammende Solarenergie nicht aus, wird das Heizen von der Wärmepumpe übernommen.

Nutzung Solarwärme zur Erdreicherwärmung

In diesem Fall wird die Wärmeenergie der Solarthermieanlage dazu verwendet, um eine Erdwärmepumpe noch effizienter zu machen. Hierzu wird überschüssige Solarwärme in das Erdreich geleitet und die Umgebung somit aufgewärmt. Dies lohnt, zumal die Erde diese Wärme unter gewissen Voraussetzungen über einen längeren Zeitraum speichern kann. Die Erdwärmepumpe nutzt wiederum die so gespeicherte Energie effizient zum Heizen.

Ebenso ist eine Kombination von Wärmepumpe, Photovoltaik und Solarthermie denkbar. Eine Beispiel: Die Photovoltaikanlage erzeugt Strom für den Haushalt und die Wärmepumpe. Davon unabhängig arbeitet eine Solarthermieanlage und kümmert sich ausschließlich um die Erzeugung von warmem Wasser.

Wärmepumpen-Tarife versprechen günstigen Strombezug

Wer nicht über eine Solaranlage verfügt, sollte möglichst günstig Strom einkaufen. Für den Betrieb von Wärmepumpen bieten diverse Energieversorger spezielle Wärmepumpen-Tarife an, die etwa unterschiedliche Preise für den am Tag und in der Nacht verbrauchten Strom ausweisen. Die Auswahl an Energieversorgern ist hier allerdings nicht so groß. Weil sich die Preise immer mehr denen für normalen Haushaltsstrom annähern, sind solche Spezial-Tarife aber nicht zwingend günstiger. Bei Wärmepumpen-Tarifen muss der Verbrauch von Wärmepumpen gesondert erfasst und abgerechnet werden können. Auch muss der Stromverbrauch der Wärmepumpe unterbrochen werden können. Der Tarifrechner für Wärmepumpenstrom auf Stromseite.de berücksichtigt daher auch beide Tarifarten.

Ob sich eher ein "normaler" Stromtarif, ein gesondertes Angebot, oder die Photovoltaik-Anlage aus wirtschaftlicher Sicht eher lohnt, hängt von folgenden Faktoren ab:

• Preisvergleich der Stromtarife
• Höhe der Einspeisevergütung für überschüssigen Solarstrom
• Stromverbrauch von Haushalt und der Wärmepumpe im speziellen
• Größe der Photovoltaikanlage