Heizung mit Solar – Wärmen mit der Kraft der Sonne

Die Energie, die die Sonne liefert, bietet unterschiedliche Vorteile: sie ist leicht zu gewinnen, nachhaltig zu produzieren und kostengünstig. Ein Vorteil, der dabei oft übersehen wird, ist ihre Flexibilität. Denn Solarenergie lässt sich nicht nur verwenden, um Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen, sondern auch fürs Heizen ist Solar geeignet. Welche Möglichkeiten Sie dabei haben, welche Vorteile diese bringen, aber auch welche Herausforderungen es zu meistern gilt, erfahren Sie hier.

Wenn Sie darüber nachdenken, die Energie der Sonne fürs Heizen zu verwenden, stehen Ihnen mehrere Möglichkeiten offen. Vor allem zwei Optionen, die eigene Heizung mit Solar zu betreiben, sind mittlerweile weit verbreitet.

Bei Solarthermie wird Sonnenenergie thermische Energie umgewandelt und nutzbar gemacht – vor allem zur Wärmeerzeugung. Möglich machen dies Solarthermieanlagen. Beim Heizen mit Solarthermie werden wie bei PV-Anlagen Kollektoren (Module) auf dem Hausdach installiert. Diese enthalten eine Flüssigkeit, die Wärme aufnimmt und sie an den Pufferspeicher leitet. Das dort enthaltene Wasser nimmt die Wärme auf, später kann sie zum Heizen oder für die Warmwasserversorgung genutzt werden.

PV-Anlagen erzeugen Energie. Diese lässt sich nutzen, um Verbraucher im Haushalt kostengünstig mit Energie zu versorgen – auch die Wärmepumpe. Eine Wärmepumpe nutzt die Umgebungswärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser, um den Haushalt zu heizen. Damit sie das machen kann, benötigt sie Strom. Da allerdings in der Praxis nur 10 – 15 % des Strombedarfs der Wärmepumpe über den Strom der PV-Anlage gedeckt werden können, muss zudem Strom aus dem Netz bezogen werden. Dennoch sind Wärmepumpen bis zu 5 mal so effizient wie Öl- oder Gasheizungen.

Eine Hybridlösung für die Heizungsunterstützung verbindet Solarenergie bzw. Photovoltaik mit einer konventionellen Heizung wie einer Gasheizung. An sonnigen Tagen liefert die Solaranlage bzw. die Solarthermieanlage die notwendige Energie. Wenn mehr Energie benötigt wird, zum Beispiel im Winter, springt die Gasheizung automatisch an und deckt das Defizit ab. Gesteuert wird das alles effizient von einem Home Energy Management System (HEMS).

Es gibt mehrere Punkte, die dafür sprechen, Solar für die Heizung einzusetzen.

Eine Photovoltaikanlage erzeugt nachhaltig Strom, ohne dabei CO2 auszustoßen. Dieser kann nicht nur genutzt werden, um den Kühlschrank, den Fernseher oder die Beleuchtung zu versorgen, sondern auch die Heizung oder das Warmwasser. Das ist besser für das Klima als mit fossilen Brennstoffen zu heizen. In diesem Fall müssen Sie ohnehin langfristig mit steigenden Heizkosten rechnen.

Die Heizung mit Solar zu betreiben hat Kostenvorteile – selbst, wenn die Solarenergie nicht selbst erzeugt wird. Durch die sinkenden Anlagenkosten wird die erzeugte Kilowattstunde Photovoltaik Strom immer günstiger (aktuell ca. 15 Cent pro kWh). Somit ist Solarstrom zunehmend konkurrenzfähig zu konventionellen Heizenergieträgern wie Gas oder Öl. Zudem werden PV- und Solarthermieanlagen immer günstiger und effizienter.

Strom aus einer Photovoltaikanlage kann den Strombedarf nur teilweise decken. Das hat vor allem zwei Gründe:

Photovoltaikanlagen erzeugen nur Strom, wenn die Sonne scheint. An grauen Tagen (vor allem im Herbst) oder in der Nacht wird kein Strom produziert. Insbesondere im Winter, wenn die Sonne tief am Himmel steht und nur wenige Stunden am Tag scheint, reduzieren sich die Erträge einer Photovoltaikanlage. Aber genau dann ist Bedarf zum Heizen. Daher werden Sie also ohne Unterstützung (=Strom) aus dem Netz nicht auskommen.

Eine durchschnittliche Photovoltaikanlage auf dem Einfamilienhaus produziert jährlich bis zu 10 000 kWh Strom. Das ist viel und erlaubt es Ihnen, den eigenen Strombedarf zu einem großen Teil zu decken – allerdings nicht, wenn Sie auch eine Wärmepumpe ans Solarsystem anschließen. Auch das macht eine komplette Unabhängigkeit von Stromanbietern nicht möglich.

Vor allem eine Wärmepumpe bringt eine hohe finanzielle Belastung mit sich. Wenn zusätzliche Umbauten an der Heizung oder der Gebäudedämmung notwendig sind, kann die Gesamtsumme auf über 30 000 Euro ansteigen. Auch eine Solarthermieanlage ist mit ca. 5 000 Euro nicht günstig. Dazu kommt ein Punkt, der oft übersehen wird: der Platzbedarf – entweder im Garten (Wärmepumpe) oder auf dem Dach (Solarthermieanlage). Vor allem bei Letzterer stehen Sie vor der Entscheidung zwischen PV- oder Solarthermieanlage, da die wenigsten Dächer Platz für beides bieten.

Möchten Sie mit der Sonne heizen und eine Wärmepumpe mit Solarstrom betreiben, sollte Ihr Haus möglichst energieeffizient gebaut sein. Denn dann benötigen die Heizsysteme weniger Strom, die Photovoltaikanlage kann kleiner ausfallen und die Kosten sinken. Das wirkt sich wiederum positiv auf die Wirtschaftlichkeit aus und sorgt für kurze Amortisationszeiten. Weitere Voraussetzungen sind:

• Ein Eigenheim mit Platz auf dem Dach (für PV- oder Solarthermieanlage)
• Genügend Platz, um einen Puffer- oder Stromspeicher aufzustellen
• Technische Kompatibilität zur bestehenden Heizungsanlage

Eine Solarthermieanlage bietet eine Option, Solar für die Heizung zu nutzen. Damit können Sie einen Teil Ihres Wärmebedarfs decken, beispielsweise für das Warmwasser oder als Solarheizung fürs Gewächshaus. Um den kompletten Wärmebedarf im Haus zu decken, wird sie aber nicht ausreichen. Eine leistungsstarke Alternative ist die Kombination aus PV-Anlage und Wärmepumpe. Zwar haben normale PV-Anlagen eine Leistung von 8 bis 12 kWp, was nicht ausreicht. Aber in Verbindung mit einem Stromspeicher und einem Pufferspeicher können diese PV-Anlagen einen großen Teil des Wärmepumpen-Stromverbrauchs abdecken.

Der Nachteil: Wärmepumpen sind oft mit hohen Anfangsinvestitionen verknüpft, was es zu bedenken gilt. Dennoch sind mit Solarenergie betriebene Heizungen zukünftig die wirtschaftlichere und nachhaltigere Option als Heizungen mit fossilen Trägern.

1. Ist eine Solarheizung im Winter effektiv? Im Winter ist die Sonneneinstrahlung weniger intensiv und die Sonnenstunden selbst werden weniger. Dennoch kann Sonnenenergie – entweder über eine Solarthermie- oder eine PV-Anlage – immer noch einen wertvollen Beitrag zur Energiegewinnung leisten. Allerdings erreicht sie nur etwa 20 bis 30 % der Leistung der Sommermonate, wodurch sie als alleinige Heizquelle nicht ausreicht.
2. Kann der komplette Stromverbrauch der Wärmepumpe durch die PV-Anlage gedeckt werden? Theoretisch kann der komplette Stromverbrauch einer Wärmepumpe durch eine PV-Anlage gedeckt werden. In der Praxis gibt es dabei allerdings einige Herausforderungen: Die Wärmepumpe benötigt im Winter am meisten Energie, also dann, wann die PV-Anlage am wenigsten erzeugt. Hier muss dann Strom (bis zu 90 % der benötigten Menge) aus dem Netz bezogen werden. Das ist allerdings günstiger als mit fossilen Brennstoffen zu heizen.
3. Ist Solarthermie besser zum Heizen als eine Wärmepumpe? Nein, aus wirtschaftlicher Sicht nicht. Eine Wärmepumpe in Kombination mit einer PV-Anlage lohnt sich mehr als eine Solarthermieanlage. Diese kann nur einen geringen Teil des Heizbedarfs abdecken, wodurch die Einsparungen wesentlich geringer sind als mit einer Wärmepumpe.