Wärmepumpe

Der Energiebedarf eines Haushalts wird größtenteils vom Wärmebedarf bestimmt. Die Warmwasserbereitung stellt nach der Raumheizung den zweitgrößten Posten in der Energierechnung dar. Sehr häufig wird für die Erzeugung von Warmwasser Strom benutzt, der teuer beim Energieversorgungsunternehmen eingekauft werden muss. Wird das Warmwasser mit Hilfe einer Brauchwasser-Wärmepumpe erzeugt, lassen sich die Stromkosten durch den Einsatz einer Solaranlage deutlich senken. Der Strombedarf der Wärmepumpe wird größtenteils durch Solarstrom gedeckt - umweltschonend und kostengünstig. Selbstverständlich kann die Wärmepumpe auch zur Raumheizung und -kühlung beitragen und so den Verbrauch an fossilen Energieträgern reduzieren. Zudem vermindert der Beitrag der Wärmepumpe den Ausstoß von CO2.

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Die Wärmepumpe entzieht der Umgebungsluft mittels Wärmetauscher die Wärme und gibt diese an das im Trinkwassertank oder im Heizungskreislauf gespeicherte Wasser ab. Dabei folgt das Gerät dem Prinzip eines Kühlschranks:

Ein Kältemittel, das bereits bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck verdampft und Wärme aus der Luft aufnimmt, gibt diese durch Verflüssigen bei höherer Temperatur und Druck an das Wasser ab. In die Versorgung mit Solarstrom ist zudem ein Heizstab integriert, der beliebige Wassertemperaturen ermöglicht. Je höher die Wassertemperatur sein soll, desto häufiger wird der Heizstab zugeschaltet.

Aufstellungs- und Einsatzort: Was ist zu beachten?

In der Regel werden Wärmepumpen in Keller- oder Hauswirtschaftsräumen aufgestellt, in denen sie die Umgebungsluft als Wärmequelle nutzen. Einige Modelle können über ein Rohrsystem auch die Außenluft nutzen. Zu beachten ist, dass vor allem Kellerräume ausreichend trocken sein müssen. Dies ist ggf. durch einen Fachmann zu prüfen. Für Bereitung von Warmwasser in einem Einfamilienhaus sind Brauchwasser-Wärmepumpen mit einem integrierten Speicher mit 200 bis 300 Litern Wasser ideal.

Vor- und Nachteile einer Wärmepumpe

Vorteile Nachteile
Wärmepumpen sind optimal für Kombination mit einer PV-Anlage. Für hohe Wassertemperaturen ist ein Heizstab erforderlich, der zusätzlichen Strom benötigt.
Mit Solarstrom können bis zu 80 % des Strombedarfs der Wärmepumpe kostenlos gedeckt werden. Ausreichende Trockenheit des Aufstellungsraumes notwendig.
Die Warmwasseraufbereitung erfolgt zentral, weitere Geräte sind nicht notwendig.
Keine Nutzung fossiler Energieträger wie Öl oder Gas.

Kaum Emissionen.
Unterstützung der Gebäudeheizung.

Wärmepumpe und Solaranlage - Die ideale Ergänzung

Die Wärmepumpe nutzt die Abluft von Keller- und Hauswirtschaftsräumen als Wärmequelle. Die Temperatur am Aufstellungsort sollte ganzjährig nicht unter 10 °C fallen, um ausreichend Wärme zu liefern. Mittels Wärmetauscher wird der Umgebungsluft die Wärme entzogen. Die dafür notwendige elektrische Energie wird von der Photovoltaikanlage bereitgestellt. Bis zu 7 Monate im Jahr kann die Wärmepumpe für die Warmwasserbereitung und die Heizungsunterstützung mit kostenlosem Solarstrom versorgt werden.

Die Verbindung von Photovoltaikanlage und Wärmepumpe sorgt für einen steigenden Anteil am Eigenverbrauch und für sinkende Stromkosten.

Mit einer PV-Anlage kann in einem Jahr so viel Strom erzeugt werden, wie von der Wärmepumpe benötigt wird. Da die maximale Stromausbeute allerdings in die Sommermonate fällt, während der Strombedarf der Wärmepumpe in der Heizperiode am höchsten ist, ist eine vollständige Autarkie ohne Einbindung eines Stromspeichers nicht möglich. Bezogen auf die Jahresbilanz ist es jedoch möglich, das Gerät vollkommen CO2-neutral zu betreiben. Im Zusammenhang mit einer KfW-Förderung beim Haus-Neubau ist diese mögliche CO2-Neutralität relevant.

Komplettsysteme erhöhen Autarkiegrad

Eine Steigerung des Autarkiegrads der Wärmepumpe kann durch die Einbindung eines Stromspeichers in das System erreicht werden. Dieser ermöglicht die Versorgung des Haushalts und einzelner Komponenten wie einer Wärmepumpe oder einer Ladestation für Elektrofahrzeuge mit Solarstrom. Überschüssiger Solarstrom wird im Batteriespeicher gespeichert und kann entnommen werden, wenn der Bedarf besteht.

Mit einem Komplettsystem, bestehend aus Solaranlage, Wärmepumpe und idealerweise einem System für Energiemanagement ist eine deutliche Steigerung des Eigenverbrauchs sowie eine daraus resultierende, wachsende Unabhängigkeit vom Energieversorger realisierbar.