Ratgeber: Wärmepumpe mit PV

18.01.2023
  11 Minuten
Autor: EWE ZuhauseWärme-Redaktion

Wärmepumpe mit Photovoltaik – so funktioniert’s

Wärmepumpen stellen eine nachhaltige und zukunftsorientierte Möglichkeit zum Heizen und zur Warmwasserbereitung dar. Eine Wärmepumpe wandelt dazu Umweltwärme aus Erdreich, Luft oder Grundwasser in nutzbare Energie für den Haushalt um – eine besonders effiziente Art, zu heizen. Um dies zu leisten, benötigt eine Erdreich-, Wasser- oder Luftwärmepumpe jedoch auch selbst eine gewisse Menge Strom. Besonders attraktiv und wirtschaftlich ist daher die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage. Wie Sie eine Wärmepumpe mit Strom aus der eigenen PV-Anlage betreiben können und welche Vorteile dies bietet, erklären wir im Folgenden.

Kann eine Wärmepumpe mit Photovoltaik betrieben werden?

Diese Frage ist eindeutig mit ja zu beantworten: Wärmepumpe und Photovoltaik gelten gemeinhin als Dream-Team im Bereich Heizen und Energieautarkie. Das liegt daran, dass die beiden Komponenten sich sehr gut ergänzen. Eine Wärmepumpe eignet sich als nachhaltige Alternative zu Gas- oder Ölheizungen, da sie auf ohnehin vorhandene Umweltwärme zurückgreift. Je nach Wärmepumpen-Modell – zum Beispiel Erdreich-, Wasser- oder Luftwärmepumpe – macht sich die Wärmepumpe die Energie des natürlichen Mediums zunutze und macht die Wärme unter anderem mittels Kompressor und Kühlmittel als Heizwärme nutzbar.

Um ein für die Heizung zuhause geeignetes Druck- und Temperaturniveau zu erreichen, benötigt der Kompressor allerdings eine Antriebsenergie – üblicherweise Strom. Stammt dieser Strom aus dem öffentlichen Netz, ist im Normalfall auch Strom aus fossilen Brennstoffen beteiligt – die Wärmepumpe büßt so einen Teil ihrer Nachhaltigkeit ein. Eine Alternative zum Strom aus dem allgemeinen Strommix besteht in einem Ökostromtarif, der teilweise (am besten jedoch zu 100 Prozent) aus grünem beziehungsweise Ökostrom besteht. Der Nachteil, von der Preisentwicklung auf dem Strommarkt abhängig zu sein, bleibt dabei jedoch bestehen.

Hier kommt Photovoltaik ins Spiel: Sind in einem Haushalt sowohl Wärmepumpe als auch Photovoltaikanlage vorhanden, kann die erneuerbare Energie der Sonne zum Betreiben der Wärmepumpe genutzt werden. Der mit der PV-Anlage selbst produzierte Solarstrom lässt sich folglich auch zum Heizen nutzen. So lassen sich die Heizkosten verringern, der Eigenverbrauch des Photovoltaik-Stroms erhöhen, die eigene Unabhängigkeit und die Umweltfreundlichkeit steigern.

Wie funktioniert eine Wärmepumpe mit Photovoltaik?

Damit die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik effizient funktioniert, müssen beide Systeme gut aufeinander abgestimmt sein. Die größte Herausforderung stellen hier die entgegengesetzten Arbeitsbedingungen dar: Eine PV-Anlage produziert dank der Energie der Sonne tagsüber am meisten Strom. Der größte Strom-, Warmwasser- und Heizbedarf besteht in Haushalten jedoch meist morgens und abends, wenn alle Bewohner zu Hause sind. Hinzu kommt, dass die Wärmepumpe mit ihrem Strombedarf in Konkurrenz zu anderen Verbrauchern im Haus wie Fernseher, Waschmaschine oder Elektroauto tritt.

Damit der Photovoltaik-Strom dennoch zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle in den Eigenverbrauch fließen kann, gilt es, zwei Notwendigkeiten zu erfüllen: eine für die Wärmepumpe und eine für die PV-Anlage.

  1. SG-Ready-Schnittstelle: Moderne Wärmepumpen verfügen häufig über eine SG-Ready-Schnittstelle. SG steht für ‚smart grid‘, also ein intelligentes Stromnetz. Steht überschüssiger Strom aus der PV-Anlage zur Verfügung, sendet der Wechselrichter ein Signal an den SG-Ready-Eingang der Wärmepumpe. Diese weiß nun, dass ein Überschuss besteht, den sie zum Beispiel zur Bereitung von Warmwasser nutzen kann. Dazu erhöht sie die Temperatur im Pufferspeicher für Warmwasser.

    Eine Wärmepumpe mit Photovoltaik sollte darüber hinaus idealerweise auch über einen eigenen Pufferspeicher für die Heizung verfügen: So kann die Wärmepumpe überschüssigen Strom aus der PV-Anlage nach dem Signal an die SG-Ready-Schnittstelle auch im Pufferspeicher für die spätere Nutzung als Heizwärme speichern. Umgekehrt kann über den SG-Ready-Eingang auch im Falle von Lastspitzen ein Signal an die Wärmepumpe gesendet werden, das einen Sperrkontakt aktiviert. So bleibt die Wärmepumpe eine gewisse Zeit lang ausgeschaltet, damit andere Verbraucher im Haus vorrangig mit PV-Strom versorgt werden können.

  2. Energiemanagementsystem: Die Wärmepumpe wird vom Energiemanagementsystem der PV-Anlage angesteuert. Dieses ist üblicherweise bereits im Wechselrichter installiert, der ohnehin das Management der PV-Zellen auf dem Dach übernimmt. Zur besseren Übersicht für Verbraucher gibt es häufig auch eine App für Smartphone oder Tablet, die die Daten anschaulich aufbereitet und Einsparpotenzial aufzeigt. Das Energiemanagementsystem erfasst, wie viel Strom zu jeder Zeit von der Photovoltaikanlage erzeugt wird. Gleichzeitig überprüft es den Strombedarf im Haus und ob derzeit Energie aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen werden muss. Produziert die PV-Anlage ausreichend Strom, leitet der Energiemanager diesen gezielt an Verbraucher im Haushalt weiter. Liegt ein Überschuss an Solarstrom vor, stellt er diesen der Wärmepumpe zum Heizen und Speichern von Wärme zur Verfügung. Alternativ hält ein installierter Stromspeicher die Energie für die spätere Verwendung vor. Wo und wann der überschüssige Strom gespeichert werden soll, lässt sich im Energiemanagement voreinstellen.

Energiemanagementsystem und SG-Ready-Schnittstelle stellen so sicher, dass ein möglichst großer Anteil des eigens produzierten Solarstroms in den Eigenverbrauch fließt. Der Eigenverbrauch reduziert die Kosten für den einzukaufenden Strom und ist somit wesentlich wirtschaftlicher als die relativ gering vergütete Netzeinspeisung.

Tipp: Mehr Informationen zur genauen Funktionsweise einer Wärmepumpe, erfahren Sie im EWE-Ratgeber.

Wann lohnt sich eine Wärmepumpe mit Photovoltaik?

Photovoltaikanlagen und Wärmepumpen bieten für sich genommen bereits viele Vorteile. Durch die Kombination der beiden profitieren Besitzer allerdings von einer nochmals verbesserten Wirtschaftlichkeit und einem maximalen Umweltschutz. Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik lohnt sich daher für die meisten Haushalte, da sie den Eigenverbrauch des Solarstroms erhöht und gesteigerte Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen ermöglicht. Daraus ergeben sich mehrere entscheidende Vorteile:

  • Einsparungen bei Strom- und Heizkosten
  • Schnellere Amortisation der Investitionskosten
  • Nachhaltige Alternative zu Gas- und Ölheizung
  • Noch mehr Autarkie in der eigenen Energieversorgung
  • Eigenverbrauch wirtschaftlicher als relativ geringe Einspeisevergütung

Zum einen lassen sich die Strom- und Heizkosten senken, da weniger Ressourcen aus dem öffentlichen Netz in Form von Strom, Gas oder Öl hinzugekauft werden müssen. Zum anderen ist es sinnvoller, den Großteil des Stroms aus Photovoltaik in den Eigenverbrauch zu stecken, da die Einspeisevergütung für die Weiterleitung ins Stromnetz deutlich geringer als der Strompreis ausfällt. Aufgrund der erzielten Einsparungen amortisieren sich auch die Investitionskosten für Photovoltaikanlage und Wärmepumpe schneller wieder. Nicht zuletzt sichern sich Hausbesitzer mit Wärmepumpe und Photovoltaik für die Zukunft ab und legen mit erneuerbaren Energien einen Grundstein für verbesserten Klimaschutz.

Damit sich die Anschaffung von Wärmepumpe und PV-Anlage lohnt und das volle Potenzial ausgeschöpft werden kann, sollten dennoch gewisse Voraussetzungen gegeben sein. Neben der oben bereits erläuterten intelligenten Steuerung zur Maximierung des Eigenverbrauchs, sollten auch die individuellen Bedingungen für Photovoltaik und Wärmepumpe stimmen: Eine Photovoltaikanlage benötigt ausreichend Platz und eine möglichst gute Positionierung – in der Regel ausgerichtet nach Süden, Osten oder Westen ohne Verschattung oder andere Störfaktoren. Allerdings werden PV-Module immer effizienter, sodass auch flache Norddächer heute bereits mit eingebunden werden können. Um einen Großteil des Eigenverbrauchs an Strom decken zu können, sollte vor der Anschaffung genau berechnet werden, welche Größe und Leistung die PV-Anlage mindestens benötigt.

Auch beim Kauf einer Wärmepumpe sollte im Vorhinein kalkuliert werden, welche Leistung benötigt wird. Am effizientesten arbeiten Erdreich-, Wasser- und Luftwärmepumpen, wenn die Wärmequelle eine hohe Temperatur besitzt und die Vorlauftemperatur der Heizung möglichst niedrig ist. Ansonsten benötigt der Kompressor entsprechend mehr Energie von außen, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Neubauten mit guter Dämmung sowie dichten Fenstern und Türen bieten daher die besten Voraussetzungen für Wärmepumpen.

Lassen Sie sich beraten 

Sie interessieren sich für nachhaltiges Heizen – zum Beispiel mit Wärmepumpe und Photovoltaik? Dann nehmen Sie gerne Kontakt zu den Heizungsexperten von EWE auf! Wir beraten Sie gerne im Hinblick auf die individuellen Voraussetzungen bei Ihrem Wohngebäude. 

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Wärmepumpe mit Photovoltaik in Altbau

Aber auch in Altbauten können sich Wärmepumpe und Photovoltaikanlage lohnen: Zwar wird in Altbauten aufgrund der baulichen Gegebenheiten und schlechterer Wärmedämmung meist eine höhere Vorlauftemperatur der Heizung benötigt – Wärmepumpen auf dem neuesten Stand der Technik können dennoch eine attraktive Alternative zu Gas- und Ölheizungen darstellen. Gerade hier zahlt sich die Kombination mit Photovoltaik besonders aus: Der gesteigerte Strombedarf der Wärmepumpe im Altbau kann durch den eigens produzierten Solarstrom hervorragend unterstützt werden. So muss weniger teurer Strom aus dem Netz hinzugekauft werden – bei den Heizkosten lassen sich trotz notweniger höherer Vorlauftemperaturen wesentliche Einsparungen erzielen.

Tipp: Eine detaillierte Analyse zur Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen im Altbau finden Sie in unserem EWE Ratgeber Wärmepumpe im Altbau.

Wärmepumpe mit Photovoltaik und Stromspeicher

Um die Vorteile von Wärmepumpe und Photovoltaik vollends auszuschöpfen, können Hausbesitzer ihre PV-Anlage mit einem Stromspeicher koppeln. Dieser ermöglicht die Zwischenspeicherung überschüssigen Solarstroms, wenn gerade kein Strombedarf besteht. Dies ist meist tagsüber der Fall, wenn die Bewohner mitsamt Elektroauto unterwegs, andere elektrische Verbraucher ausgeschaltet sind und die Heizung heruntergeschaltet ist. Zwar würde der überschüssige Strom ansonsten ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden – dies ist aber im Vergleich zum Eigenverbrauch nur ein nettes Zubrot. Stattdessen ist es deutlich lukrativer, den Strom aus der PV-Anlage im Stromspeicher zwischenzulagern und später selbst für elektrische Geräte und die Wärmepumpe zu nutzen.

Autarkie mit Wärmepumpe, Photovoltaik und Speicher

Um bei Strom- und Heizkosten große Einsparungen zu erzielen und die Investitionskosten schneller zu amortisieren, sollte die Deckung des Eigenverbrauchs somit grundsätzlich immer das Ziel sein. Wie groß der Grad an Autarkie mit Photovoltaik, Wärmepumpe und Pufferspeicher ausfällt, lässt sich pauschal nicht beantworten. Zahlreiche individuelle Faktoren wie der Energiebedarf des Hauses oder die Größe und Leistung von PV-Anlage und Wärmepumpe spielen hier eine Rolle. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass mit einer regulären Photovoltaikanlage ohne Wärmepumpe je nach Bedingungen bis zu 30 Prozent des Eigenverbrauches durch PV-Strom ersetzt werden kann. Wird die Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe kombiniert, steigt der Anteil des selbst genutzten Stroms auf bis zu 50 Prozent. Die Ergänzung eines Stromspeichers sowie die Steuerung durch ein intelligentes System rücken unter idealen Voraussetzungen darüber hinaus einen Eigenverbrauch von bis zu 80 Prozent in den Bereich des Möglichen.

Was kostet eine Wärmepumpe mit Photovoltaikanlage?

Vor der Inanspruchnahme von Zuschüssen und Förderungen geht die Anschaffung einer Wärmepumpe mit Photovoltaikanlage zunächst mit hohen Investitionskosten einher. Die genaue Höhe der Kosten lässt sich nicht genau beziffern, denn die Kosten sind nicht nur vom jeweiligen Hersteller und dem Stundenlohn der Installateure, sondern auch von Modell, Leistung und Größe der Wärmepumpe und Photovoltaikanlage abhängig.

Kosten einer Wärmepumpe

In unserem Ratgeber zum Thema Kosten einer Wärmepumpe haben wir Ihnen die Kosten und beeinflussenden Faktoren genau aufgeschlüsselt. Je nach Modell der Wärmepumpe kommen zum Beispiel noch vor der Installation Kosten für die Erschließung hinzu: bei einer Erdwärmepumpe und einer Grundwasser-Wärmepumpe zwischen circa 5.000 und über 15.000 € bei 8 kW Heizleistung. Bei einer Luftwärmepumpe fallen hingegen keine Erschließungskosten an. Die reinen Anschaffungskosten können darüber hinaus je nach Modell im Schnitt zwischen 21.000 und 33.000 € betragen. Abzüglich bis zu 40 % Förderung natürlich.

Kosten einer Photovoltaikanlage

Die Kosten für eine Photovoltaikanlage hängen stark von der Größe der Anlage ab. Kleine Anlagen sind spezifisch gesehen etwas teurer, große etwas günstiger. Eine mittelgroße PV-Anlage mit etwa 6 Kilowatt Peak kostet heute knapp unter 10.000 Euro. Neben der Anlagengröße können Art und Ausgestaltung der Anlage sowie Materialverfügbarkeit und Lieferfähigkeiten den Preis weiter beeinflussen.

Hinzu kommen auf Wunsch Kosten für einen Stromspeicher. Eine PV-Anlage mit 6 Kilowatt Peak Leistung ist heute gerne einmal mit einem 5 kWh Stromspeicher für etwa 10.000 Euro unterwegs.. Die Gesamtkosten – beispielsweise mit Wärmepumpe – können viele Haushalte finanziell überfordern. Aber keine Angst: Zum einen können Sie die möglichen Maßnahmen auch einzeln beziehungsweise nacheinander umsetzen. Zum anderen gibt es nicht unbeachtliche Förderungen von Bund und Ländern. Fangen Sie am besten mit der für Sie kleinsten Hürde an.

Auch können Sie z.B. bei EWE die Wärmepumpe und auch die Solaranlage pachten, ohne sofortige eigene Investition aber auf Wunsch inkl. Service. Wir beraten Sie gerne.

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Wärmepumpe mit Photovoltaik: Förderung

Bei der Kalkulation für eine Wärmepumpe mit Photovoltaik sollten Sie immer auch Förderungen und Zuschüsse nicht außer Acht lassen.

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) vergibt im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) Zuschüsse für die Anschaffung von Wärmepumpen und anderen Maßnahmen in Altbauten. Je nach Art der Wärmepumpe werden bei einem Heizungstausch zum Beispiel zwischen 25 und 40 Prozent der Investitionskosten übernommen – bis zu einer maximalen Höhe von 60.000 Euro. Dies beinhaltet einen gesonderten Bonus von zehn Prozent, wenn Sie mit der Wärmepumpe eine Gas-, Kohle-, Nachtspeicher- oder Ölheizung ersetzen.

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) fördert mit dem Förderkredit KfW 261 den Neubau, den Kauf und die Sanierung eines sogenannten Effizienzhauses mit einem zinsgünstigen Förderkredit und anschließendem Tilgungszuschuss. Ein Bestandshaus muss dazu den Standard eines Effizienzhauses erreichen – also mindestens den Standard EH-85. Der Effizienzhaus-Standard 85 bedeutet, dass das Gebäude nur 85 Prozent des Energieverbrauchs des Vergleichsgebäudes aus dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) verzeichnet. Für Neubauten gelten etwas strengere Kriterien: Sie müssen den Effizienzhaus-Standard 40 erfüllen und den höchsten energetischen Vorgaben entsprechen. Mindestens 65 Prozent des Energiebedarfs muss anschließend aus erneuerbaren Energien gedeckt werden.

Auf die Installation von Photovoltaikanlagen zielt auch das Programm KfW 270 ab. Der Förderkredit umfasst bis zu 100 Prozent der Investitionskosten und bietet günstigere Zinskonditionen als die meisten Kreditgeber. Ebenfalls attraktiv: In den ersten Jahren gewährt Ihnen die KfW eine Tilgungsfreiheit, sodass ein komfortabler Puffer vor der Tilgungsphase entsteht. Außerdem bietet die Kreditanstalt unterschiedlich lange Zinsbindungen an, sodass Sie Planungssicherheit und Flexibilität nach eigenem Ermessen gewichten können.

Die anfänglichen Investitionskosten können Sie mithilfe des günstigen Förderkredits bestreiten und anschließend von einem attraktiven Tilgungszuschuss profitieren. Darüber hinaus gibt es je nach Bundesland und Stadt auch immer wieder attraktive Förderungen für Photovoltaikanlagen und Stromspeicher. Es lohnt sich daher, sich vor der Anschaffung über mögliche neue Förderprogramme zu informieren und professionell beraten zu lassen – zum Beispiel von den Heizexperten von EWE.

Sie möchten trotz Förderungen keine eigene Investition tätigen? Gar kein Problem: Mit dem Wärme-Contracting von EWE bieten wir Ihnen moderne Wärmepumpen zum fairen monatlichen Preis. Profitieren Sie von voller Kostenkontrolle und nachhaltiger Wärme!

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