Wärmepumpe, Pellets, Gas

Interview: Solar­strom für die Wärmepumpen-Heizung

Wärmepumpe, Pellets, Gas - Welche Heizung sich für wen rechnet
Dr. Harald Drück leitet das Forschungs- und Testzentrum für Solar­anlagen (TZS) an der Universität Stutt­gart. © Fotofabrik Stuttgart

Egal ob eine Heizung mit Gas, Öl, Holz­pellets oder Strom betrieben wird – Solar­technik kann häufig eine sinn­volle Ergän­zung sein. Die vielfältigen Möglich­keiten stellt der Energie­experte Harald Drück im Gespräch mit test.de vor.

Inhalt

Trink­wasser­bereitung

Herr Drück, wie groß sollte die Fläche von Solar­thermie-Kollektoren sein, um eine 4-köpfige Familie mit Warm­wasser zu versorgen?

4 bis 6 Quadrat­meter reichen. Je nachdem, wie effizient die Kollektoren sind. Vakuum­röhrenkollektoren sind am effizientesten.

Um wie viel Prozent lässt sich der jähr­liche Energie­aufwand für die Trink­wasser­erwärmung verringern, wenn ich mir eine solche Solar­anlage installieren lasse?

Um 50 bis 60 Prozent.

Muss die Solar­anlage unbe­dingt nach Süden zeigen? Um wie viel Prozent sinkt der jähr­liche Ertrag, wenn sie nach Westen oder Osten ausgerichtet ist?

Eine Südausrichtung muss nicht sein. Um wie viel Prozent der Ertrag sinkt, hängt davon ab, wie steil der Kollektor montiert ist. Bei einem Neigungs­winkel von 30 bis 45 Grad reduziert sich der Ertrag bei reiner Ost- oder West­ausrichtung im Vergleich zur optimalen Südausrichtung um etwa 20 Prozent.

Müssen Kollektoren aufs Dach? Können sie zum Beispiel auch im Garten stehen und sich an die Hauswand lehnen?

Ja das ist möglich. Wichtig ist jedoch, dass keine Pflanzen die Kollektoren verschatten. Praktisch sind die Kollektoren auch quasi als Vordach an der Fassade, weil sie dort auch Schatten für die Fenster darunter spenden können. Ebenso können Sie als eine Art Vordach über der Haustüre montiert werden. Das hat auch den Vorteil, dass man nicht direkt im Regen steht, wenn die Sonne einmal nicht scheint.

Heizungs­unterstüt­zung

Die meiste Heiz­energie wird zu einer Jahres­zeit benötigt, in der die Sonne wenig scheint. Bringen Solar­anlagen da über­haupt was fürs Heizen?

Ein wesentlicher Teil der Heiz­energie wird auch in der Über­gangs­zeit verbraucht, also im Früh­jahr und im Herbst. Genau in dieser Zeit können solare Kombianlagen die Heizung sinn­voll unterstützen. Besonders ertragreich arbeiten in diesem Fall Kollektoren mit südlicher Ausrichtung, die relativ steil mit einem Winkel von 45 Grad aufgestellt sind – passend zur tief stehenden Wintersonne.

Um wie viel Prozent lässt sich der Öl- oder Gasverbrauch verringern, wenn ich eine solche Solar­anlage wähle?

Das hängt stark vom Wärmebedarf des Gebäudes und der Größe der Solar­anlage ab. Bei einem typischen Einfamilien­haus Baujahr Ende der 70er Jahre mit einem jähr­lichen Gesamt­wärmebedarf von 20 000 Kilowatt­stunden pro Jahr sind mit einer Kollektorfläche von 15 Quadrat­metern Einsparungen in der Größen­ordnung von 15 bis 20 Prozent möglich. Bei besserem Wärmeschutz kann eine typische Kombianlage auch eine Einsparung von zirka 30 Prozent erzielen.

Worauf sollten Kunden achten, wenn sie einen Kombispeicher für Warm­wasser und Heizungs­unterstüt­zung auswählen?

Das Entscheidende ist, dass er durch die Kellertüren passt und dass im Aufstell­raum genügend Platz vorhanden ist. Wichtig ist auch eine sehr gute Wärmedämmung des Speichers. Erkundigen Sie sich nach der Energieeffizienz­klasse des Speichers. Diese sollte mindestens A oder B betragen. Relevant ist auch, ob das Trink­wasser durch einen internen Wärmeüber­trager oder eine externe Frisch­wasser­station erwärmt wird. Einfacher und relativ wenig stör­anfäl­lig sind die internen Trink­wasser-Wärmeüber­trager.

Welche Vor- und Nachteile haben Vakuum-Kollektoren?

Vorteil ist die größere ther­mische Leistungs­fähig­keit. Sie liefern insbesondere an kalten, sonnigen Winter­tagen mehr Solar­wärme als Flachkollektoren. Allerdings sind Vakuum­röhrenkollektoren auch teurer.

Bei welchen Heiz­systemen ist die solare Heizungs­unterstüt­zung besonders sinn­voll?

Bei Nieder­temperatur-Heiz­systemen, weil die Kollektoren nied­rige Temperaturen besonders effizient erreichen können.

Photovoltaik (PV)

Viele Menschen sind unsicher, ob sie Photovoltaik-Module zur Strom­erzeugung einsetzen sollen oder Kollektoren für Warm­wasser und Heizung. Wozu raten Sie?

Im Ideal­fall zu beidem. Die PV-Module zur teil­weisen Deckung des eigenen Strombe­darfs und die Sonnenkollektoren zur Trink­wasser­erwärmung und Heizungs­unterstüt­zung.

Photovoltaik lässt sich als eigen­ständiges System installieren – losgelöst von Gasbrenn­wert­gerät oder Pellethei­zung. Welche Vor- und Nachteile hat diese Lösung?

Vorteilhaft ist, dass PV-Anlagen relativ einfach zu installieren sind. Es gibt keine Inter­aktion mit dem Heiz­system. Nachteil ist, dass in diesem Fall der Solar­strom nur zur Deckung des Haus­halts­bedarfs und zur Netz­einspeisung genutzt werden kann.

Warum lohnt sich ein möglichst hoher Eigen­verbrauch des erzeugten Stroms?

Weil der Strom kostengüns­tiger selbst erzeugt werden kann, als wenn man ihn beim Energieversorger teuer kaufen muss.

Ist es sinn­voll, den selbst erzeugten Strom zu nutzen, um über einen Heiz­stab die Heizung zu unterstützen?

Ja, aber nur wenn PV-Strom im Über­schuss vorhanden ist, also wenn die Anlage mehr Strom liefert als im Haushalt aktuell verbraucht wird. Dann kann die Verwertung im Heiz­stab lukrativer sein als die Einspeisung ins öffent­liche Netz.

Was sind die entscheidenden Vor- und Nachteile von Photovoltaik im Vergleich zur Solar­thermie, wenn man sein Haus solar­tech­nisch nach­rüsten will?

Die Nach­rüstung einer PV-Anlage kann völlig unabhängig von der im Gebäude vorhandenen Heiz­anlage erfolgen. Die Solar­thermie­anlage muss ins Heiz­system integriert werden. Aber auch das gelingt im Allgemeinen problemlos. Von daher sollten Sie im Ideal­fall beide Technologien nach­rüsten.

Ist die Nutzung der Sonnen­energie mit Photovoltaik kostengüns­tiger als mit Solar­thermie?

Die Installation einer ther­mischen Solar­anlage wird derzeit sehr stark durch die Bafa gefördert. Bei den gegen­wärtig relativ nied­rigen Preisen für Öl und Gas und den hohen Strom­preisen lässt sich jedoch mit einer PV-Anlage zusätzliches Geld sparen.

Wärmepumpe

Die meisten Wärmepumpen werden elektrisch angetrieben. Liegt es da nicht nahe, sie mit selbst erzeugtem PV-Strom zu versorgen?

Theoretisch ja, praktisch ist aber insbesondere im Winter, wenn die Wärmepumpe viel Strom benötigt, wenig PV-Strom-Über­schuss vorhanden.

Wenn ich eine neue PV-Anlage installiere: Nach welchen Prioritäten nutze ich den erzeugten Strom am besten?

Mit dem selbst erzeugten PV-Strom sollte zuerst der zeitgleich vorhandene Haus­halts­strombedarf abge­deckt werden, da hier am meisten Geld gespart wird. Ist dann noch PV-Strom übrig, kann dieser zum Antrieb einer Wärmepumpe oder zum Betrieb eines elektrischen Heiz­stabs verwendet werden. Falls dann immer noch ein Über­schuss vorhanden ist, sollte dieser ins Netz einge­speist werden.

Sind solche Rege­lungen, die diese Prioritäten regeln, bereits erhältlich und lohnt sich das auch finanziell?

Ja, von einzelnen Herstel­lern werden derartige Energiemanager angeboten. Lang­fristig betrachtet werden sich solche Systeme auf jeden Fall rechnen.

In Zukunft könnte es immer öfter variable Strom­tarife geben, bei denen der Preis von der Nach­frage abhängt, aber auch davon, wie gut der Wind aktuell die Wind­räder antreibt. Ist in Anbetracht dieser Perspektive eine Wärmepumpe mit Pufferspeicher sinn­voll? Die könnte dann auf Vorrat produzieren, wenn der Strom billig ist …

Ja. Allerdings kann man entsprechende Betriebs­strategien auch heute schon realisieren, wenn man seine PV-Anlage mit der Wärmepumpe kombiniert. Hierzu muss die Wärmepumpe immer dann betrieben werden, wenn selbst erzeugter PV-Strom im Über­schuss vorhanden ist. Fragen Sie Anbieter von Wärmepumpen und Heizungs­systemen oder auch Ihren Installateur gezielt nach entsprechenden cleveren, „smarten“ Rege­lungen.

Worauf müsste ein Kunde achten, um sich diese Zukunfts­option zu sichern?

Am wichtigsten für diese Zukunfts­option ist, dass eine Wärmepumpe installiert wird, die modulierend betrieben werden kann. Denn nur dann kann die Wärmepumpe so betrieben werden, dass sie nur so viel PV-Strom verbraucht wie zum jeweiligen Zeit­punkt nach der Deckung des Haus­halts­trombe­darfs gerade übrig ist.

Was ist bei der Wahl des Pufferspeichers wichtig?

Der Speicher sollte möglichst groß sein. Zum Beispiel für ein Einfamilien­haus 600 bis 1500 Liter.

Damit Wärmepumpen wirt­schaftlicher laufen, wird oft eine Fußbodenhei­zung empfohlen. Lässt sich mit zusätzlichen Heizkörpern in den Räumen, die am ehesten auskühlen, nicht auf einfache Weise ebenfalls erreichen, dass die Vorlauf­temperatur des Systems sinkt?

Ja, das ist grund­sätzlich möglich. Häufig kann die Heizung auch dann mit relativ nied­rigen Vorlauf­temperaturen betrieben werden, wenn das Haus nach­träglich wärmegedämmt wird, weil dann die alten Heizkörper ja quasi über­dimensioniert sind.

Warum sind die nied­rigen Heiz­wasser­temperaturen beim Wärmepumpen­betrieb so wichtig?

Weil die Wärmepumpe umso effizienter arbeitet, je nied­riger die Temperaturen sind, die sie erzeugen muss

Holz­pellets

Unter welchen Bedingungen ist eine Holz­pellethei­zung sinn­voll?

Insbesondere dann, wenn das Gebäude bislang mit Öl beheizt wurde und kein Gasanschluss vorhanden ist – und das Dämmen aufwändig oder sogar unmöglich ist. Ebenso bietet sich eine Holz­pellethei­zung dann an, wenn eine Heizung installiert ist, die hohe Vorlauf­temperaturen erfordert. Also zum Beispiel alte Heizkörper oder auch ein sogenanntes Einrohr­heiz­system.

Zukunfts­aussichten

Welche Entwick­lungen und Trends erwarten Sie für die Zukunft?

Es wird zukünftig immer mehr Hybrid­systeme geben: Systempakete bestehend aus Wärmepumpe und Gast­herme werden heute bereits angeboten. Zukünftig ist zu erwarten, dass es auch stan­dardisierte Kombinationen mit Pelletkessel und Wärmepumpe geben wird. Ebenso wird eine Solar­thermie­anlage auch bei derartigen Systemen immer mehr zur Selbst­verständlich­keit.

Wenn Sie persönlich heute für ein altes Einfamilien­haus ein neues Heiz­system auswählen müssten, wofür würden Sie sich entscheiden?

Je nach den gegebenen Rahmenbedingungen würde ich mich für einen Holz­pelletkessel oder eine Wärmepumpe entscheiden. Auf alle Fälle würde ich auch eine große Solar­thermie­anlage installieren, die den ganzen Sommer über das Trink­wasser erwärmt und im Winter­halb­jahr die Heizung wesentlich unterstützt.

Und bei der Planung eines Neubaus?

Dann wäre es bei mir auf jeden Fall ein sogenanntes Sonnen­haus, mit großer Solar­thermie- und PV-Anlage sowie einem großen Wärmespeicher. Damit kann weit mehr als die Hälfte des jähr­lichen Wärme- und Strombe­darfs umwelt­schonend mit Solar­energie gedeckt werden.

Mehr zum Thema

  • Gebäudeenergiegesetz Grüner bauen und sanieren

    - Im November tritt das neue Gebäudeenergiegesetz (GEG) in Kraft. Es fasst drei bestehende Gesetze zusammen und soll erneuer­bare Energien in Gebäuden fördern sowie den...

  • Förderung für Haus und Heizung Fördertopf für Neubau ausgeschöpft

    - Die KfW fördert die energetische Sanierung mit Krediten und Zuschüssen. Auch die Neubau­förderung sollte jetzt wieder laufen. Der Fördertopf war aber sofort leer.

  • Heizung richtig einstellen Bis zu 15 Prozent Heiz­kosten sparen

    - Was tun, wenn die Heizung gluckert oder ein Heizkörper nicht warm wird? Oft reicht es, das Heiz­system zu entlüften. Das schafft jeder selbst. Bei zu nied­rigem Druck im...

108 Kommentare Diskutieren Sie mit

Nur registrierte Nutzer können Kommentare verfassen. Bitte melden Sie sich an. Individuelle Fragen richten Sie bitte an den Leserservice.

Nutzer­kommentare können sich auf einen früheren Stand oder einen älteren Test beziehen.

Profilbild Stiftung_Warentest am 31.01.2022 um 11:06 Uhr
Keine Aktualisierung, Marktanreizprogramme

@Micael: Sie treffen durchaus einen wahren Kern, wenngleich wir keine Aktualisierung anbieten können. Unsere damals primär auf Basis der Marktanreizprogramme (MAP)-Auswertungen angenommen Daten waren durchaus korrekt, sind jedoch heute primär aufgrund der "Lieferkettenproblematik" nicht mehr repräsentativ. Der aktuellste Evaluierungsbericht für das MAP ist vom Jahr 2019 https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Redaktion/DE/Downloads/Berichte/evaluierung-marktanreizprogramm-2019.html

Micael am 24.01.2022 um 18:55 Uhr
Das Invest für Brennwert+Solarthermie noch zeitg.?

Hallo Stiftung Warentest,
sie geben 20 300 Euro als Investitionssumme für Brennwert+Solarthermie an- darüber lachen hier die erfahrenen Berater- bitte um eine Aktualisierung, wieviel hier im Durchschnitt wirklich anfällt und am besten mit unterschiedlichen Aggregaten und Preisen von Firmen in untersschiedlichen Ballungsräumen- ich glaube davon sind zur Zeit viele Gasverbraucher betroffen- damit könnten sie ne Menge Freunde gewinnen.
MfG
Micael

Profilbild Stiftung_Warentest am 10.01.2022 um 11:38 Uhr
Mögliche Förderung berücksichtigt?

@wolfgang0815: Die angegebenen Kosten sind ohne Abzug der Förderung. Für die angesprochene Anlage bedeutet das, dass für diese Kosten von 13.700 € angenommen wurden (typischer Wert von in der Vergangenheit tatsächlich abgerechneten Kosten) von denen dann die Förderung (hier 1.300 €) abzuziehen ist. Dabei ist zu beachten, dass die Preise der klassischen heizungstechnischen Komponenten wie Kessel bzw. Thermen, Speicher etc. im vergangenen Jahr teilweise deutlich gestiegen sind. Gegenwärtig steht allerdings in vielen Fällen nicht mehr der Preis im Vordergrund sondern die Frage ob bzw. wann die gewünschten Komponenten überhaupt geliefert werden können.
Die entsprechenden Förderungen wurden seit unserer Veröffentlichung nicht signifikant erhöht. Wie immer bei Preis- und Kostenangaben sollte man sich vor der Beauftragung einer Firma zunächst einen Überblick verschaffen, in dem man mindestens drei vergleichbare Angebote für das individuelle Gebäude einholt.

wolfgang0815 am 07.01.2022 um 11:51 Uhr
Mögliche Förderung berücksichtigt?

Hallo,
im Test 7/20 auf Seite 73 wird dargestellt, dass mögliche Förderungen berücksichtigt sind (also offensichtlich anders als im alten Test 2018).
Nur um nicht falsch zu rechnen: Bei der Berechnung Gas-Brennwertkessel/Solarthermie für Warmwasser und Heizung sind Investitionskosten von 13.700 € und mögl. Förderungen von 1.300 € dargestellt.
Bedeutet das, dass sich die Kosten bei entspr. geförderten Anlagen dann bei 13.700 € belaufen und ohne Förderung bei 15.000 € liegen? Habe ich das richtig verstanden?
Es ist etwas verwirrend, wenn im Test 2018 z. B. anders gerechnet wird. Dort ist die Förderung von den Investitionskosten noch abzuziehen.

Profilbild Stiftung_Warentest am 07.12.2021 um 12:09 Uhr
Umweltbilanz von Holzpellets

@kfberlin: Wir sollten maximal so viel Holz einschlagen, wie auch im langjährigen Mittel nachwächst. Die Bilanz muss nicht innerhalb kleiner Regionen ausgeglichen sein: Es ist ein globales Problem von großer Bedeutung, weshalb in Glasgow am 2.11. von 100 Staaten erklärt wurde, dass die globale Entwaldung bis 2030 gestoppt werden soll. Dafür ist die Holzpelletnutzung allerdings kaum verantwortlich: Unser Holzvorrat in Deutschland wächst. Heizen mit Holz hilft gegen den Klimawandel ebenso wie die Nutzung anderer erneuerbarer Energien.
Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) nannte 2020 folgende Zahlen:
Deutschland ist zu 32% bewaldet. Der Holzvorrat (=gesamtes Holzvolumen) beträgt ca. 3,4 Milliarden m³. Bei 10 % der Waldfläche ist Holznutzung untersagt oder stark eingeschränkt. Die Bundeswaldinventur weist für Deutschland jährlich steigende Holzvorräte aus: Jährlicher Zuwachs ca. 120 Mio. m³, davon jährliche Ernte ca. 75 Mio. m³ gemäß amtlicher Holzeinschlagstatistik.
Etwa 75% des eingeschlagenen Holzes werden stofflich genutzt. Etwa 25% des Einschlages (mindere Qualitäten) energetisch. Letzteres überwiegend in Privathaushalten, nur zu einem sehr kleinen Teil in größeren Holzheizwerken. In Deutschland werden rund 20 Mio. m³ Scheitholz verfeuert,, das Volumen für Holzpellets beträgt knapp 3 Mio. m³. Allerdings wächst infolge Trockenheit und Schädlingen der Anteil des Schadholzes am gesamten eingeschlagenen Holz in den letzten Jahren an, 2019 wurden an Schadholz 32 Mio. m³ eingeschlagen (2018: 11 Mio m³, 2017: 6 Mio. m³). Dies ist eine weitere Folge des bereits eingetretenen Klimawandels.
Unterm Strich: Die Nutzung aller erneuerbaren Energieträger mittels Holzkesseln, Solarthermie, Photovoltaik oder Wärmepumpen im Gebäudebereich ist sinnvoll, weil so die Nutzung der fossilen Energieträger Öl und Gas - der Treiber des Klimawandels - beendet werden kann.