Lohnt sich eine Wärmepumpe mit Photovoltaik?
Ja, für die meisten Eigenheime kann sich die Kombination aus Wärmepumpe und PV-Anlage lohnen. Schließlich kostet Solarstrom vom eigenen Dach laut Fraunhofer ISE je nach Standort etwa 6 bis 14 ct/kWh, Netzstrom laut BDEW-Strompreisanalyse dagegen durchschnittlich 37 ct/kWh. Jede selbst erzeugte und genutzte Kilowattstunde spart also meist rund 25 Cent.
Neben dem E-Auto ist die Wärmepumpe oft der größte zusätzliche Stromverbraucher. Im Einfamilienhaus verdoppelt sie den Strombedarf ungefähr, und entsprechend mehr Solarstrom lässt sich selbst nutzen. Der Winter stellt dabei die größte Einschränkung dar, da der Stromverbrauch der Wärmepumpe hier am höchsten ist, während die Photovoltaikanlage im Winter nur wenig Strom liefert. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik ist dementsprechend sinnvoll und senkt die Stromkosten spürbar, autark macht sie einen Haushalt aber nicht.
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So arbeiten Wärmepumpen und PV-Anlagen zusammen
Die PV-Anlage erzeugt Gleichstrom, den der Wechselrichter widerum in Wechselstrom für das Hausnetz umwandelt. Der Solarstrom geht dann zuerst an die Verbraucher im Haus, inklusive der Wärmepumpe. Überschüsse die nicht vom Eigenverbrauch gedeckt werden, speichert der Stromspeicher zwischen, oder sie fließen ins Stromnetz ab. Die Wärmepumpe nutzt den Strom derweil, um Umweltwärme aus Luft, Erdreich oder Grundwasser auf Heiztemperatur zu bringen. Pro Kilowattstunde Strom werden so je nach Jahresarbeitszahl drei bis vier Kilowattstunden Wärme erzeugt.
Puffer- und Warmwasserspeicher wirken zudem wie eine Wärmebatterie: Scheint mittags die Sonne, heizt die Wärmepumpe sie mit Solarstrom auf, und am Abend steht die gespeicherte Wärme zur Verfügung. Damit das klappt, muss die Wärmepumpe aber wissen, wann die PV-Anlage mehr Strom erzeugt, als im Haus gerade verbraucht wird. Das funktioniert über die Schnittstelle SG Ready, entweder direkt vom Wechselrichter oder von einem Energiemanagementsystem. Wer eine neue Wärmepumpe kauft, sollte also auf das SG-Ready-Label achten.
| Zeitraum | Anteil am PV-Jahresertrag | Strombedarf Wärmepumpe | Solare Deckung |
|---|---|---|---|
| Winter (Dez - Feb) | ca. 10 % | sehr hoch | gering |
| Frühling (Mär - Mai) | ca. 30 % | mittel | hoch |
| Sommer (Jun - Aug) | ca. 40 % | niedrig (nur Warmwasser) | sehr hoch |
| Herbst (Sep - Nov) | ca. 20 % | mittel | mittel |
Wie groß muss die PV-Anlage mit einer Wärmepumpe sein?
Als grobe Orientierung für die Planung der PV-Anlage können Sie sich merken, dass der Gesamtstrombedarf Ihres Haushalts geteilt durch 1.000 die Mindestgröße Ihrer passenden PV-Anlage in kWp ergibt. Abhängig von der Region liefert 1 kWp in Deutschland etwa 900 bis 1.000 kWh pro Jahr. Den Strombedarf Ihrer Wärmepumpe können Sie ebenfalls grob abschätzen, indem Sie den Heizwärmebedarf durch die Jahresarbeitszahl teilen. So ergiben 14.000 kWh Wärme geteilt durch eine JAZ von 3,5 beispielsweise einen Strombedarf von 4.000 kWh pro Jahr für Ihre Wärmepumpe.
Wenn es Ihr Dach zulässt, würde ich eher größer planen als zu klein. Module sind inzwischen vergleichsweise günstig. Zudem können Ost-West-Dächer auch morgens und abends Strom liefern, also genau dann, wenn die Wärmepumpe ihn braucht.
| Haushaltsstrom | Wärmepumpe | Gesamtbedarf | Mindestgröße | Empfehlung |
|---|---|---|---|---|
| 3.000 kWh | 3.000 kWh | 6.000 kWh | 6 kWp | 8 - 10 kWp |
| 3.500 kWh | 4.500 kWh | 8.000 kWh | 8 kWp | 10 - 12 kWp |
| 4.500 kWh | 6.000 kWh | 10.500 kWh | 11 kWp | 12 - 15 kWp |
Was kosten Wärmepumpe und PV-Anlage, und welche Förderung gibt es?
Die Kosten für Wärmepumpe und Photovoltaikanlage setzen sich im Großen und Ganzen aus den folgenden Posten zusammen:
| Posten | Kosten |
|---|---|
| PV-Anlage 8 - 12 kWp | ca. 1.000 - 1.400 €/kWp, also ca. 8.000 - 17.000 € |
| Batteriespeicher 10 kWh | ca. 4.000 - 8.000 € |
| Luft-Wasser-Wärmepumpe inkl. Einbau | ca. 25.000 - 35.000 € vor Förderung |
| Energiemanagementsystem | ca. 500 - 1.500 € (oft schon im Wechselrichter enthalten) |
| Gesamt vor Förderung | ca. 40.000 - 60.000 € |
Die Kosten müssen Sie meist jedoch nicht im vollen Umfang tragen. Schließlich gibt es eine Wärmepumpen-Förderung über die KfW-Heizungsförderung und auch die PV-Anlage kann über verschiedene Photovoltaik-Förderungen bezuschusst werden.
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Rechenbeispiel: Was bringt die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik im Einfamilienhaus?
Das folgende Beispiel zeigt dieselbe PV-Anlage in drei Situationen: ohne Wärmepumpe, mit Wärmepumpe und zusätzlich mit Batteriespeicher. So können Sie für jeden Fall die potenzielle jährliche Ersparnis, die Investitionskosten und die mögliche Amortisationszeit ableiten.
Ausgegangen wird von einem Einfamilienhaus mit 3.500 kWh Haushaltsstrom und einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, die bei einer Jahresarbeitszahl von 3,5 rund 4.000 kWh Strom pro Jahr benötigt. Die PV-Anlage hat 10 kWp und erzeugt etwa 9.500 kWh im Jahr. Gerechnet wird mit dem durchschnittlichen Strompreis von 37 ct/kWh und der aktuellen Einspeisevergütung von 7,70 ct/kWh für Anlagen bis 10 kWp.
| PV ohne Wärmepumpe | PV + Wärmepumpe | PV + Wärmepumpe + 10-kWh-Speicher | |
|---|---|---|---|
| Strombedarf | 3.500 kWh | 7.500 kWh | 7.500 kWh |
| Selbst genutzter Solarstrom (Autarkie) | ca. 1.050 kWh (30 %) | ca. 2.250 kWh (30 %) | ca. 3.000 kWh (40 %) |
| Eingespeist | ca. 8.450 kWh | ca. 7.250 kWh | ca. 6.500 kWh |
| Ersparnis Netzstrom (× 37 ct) | ca. 390 € | ca. 830 € | ca. 1.110 € |
| Einspeisevergütung (× 7,70 ct) | ca. 650 € | ca. 560 € | ca. 500 € |
| Vorteil der PV-Anlage pro Jahr | ca. 1.040 € | ca. 1.390 € | ca. 1.610 € |
| Investitionssumme | ca. 12.000 - 14.000 € | ca. 37.000 - 49.000 € | ca. 42.000 - 55.000 € |
| Amortisation der PV-Anlage | ca. 12 - 13 Jahre | ca. 9 - 10 Jahre | ca. 11 - 12 Jahre |
Mit einer Wärmepumpe kann dieselbe PV-Anlage im Beispiel also pro Jahr rund 350 € mehr an Stromkosten einsparen. Schließlich landen rund 1.200 kWh Solarstrom in der Heizung, statt für 7,70 ct eingespeist zu werden. Mit einem Speicher kann der Anteil des selbst genutzten Solarstroms zudem deutlich gesteigert werden und der jährliche Vorteil steigt um weitere rund 220 €. Da der Speicher aber zusätzliche 5.000 bis 6.000 € kostet, dauert es länger, bis sich die Anlage bezahlt gemacht hat.
❗Wichtige Einordnung: Das Beispiel ist bewusst vereinfacht gewählt. Wartung, Wechselrichtertausch und andere Kostenfaktoren sind ausgeklammert. Die Rechnung dient daher nur als Orientierung.
Wie groß sollte der Stromspeicher für die Photovoltaikanlage sein?
Grundsätzlich sollte der Speicher ausreichen, um Ihren Strombedarf für eine Nacht abzudecken. Im Einfamilienhaus sind das meist nicht mehr als 1 kWh pro kWp. Größere Speicher werden im Winter kaum voll und haben daher wesentlich längere Amortisationszeiten. Es lohnt daher durchaus, verschiedene PV Speicher zu vergleichen und das beste Modell für die eigene Situation zu finden.
Lohnt sich eine Wärmepumpe auch ohne Photovoltaik?
Ja, denn die Wärmepumpe rechnet sich vor allem über ihre Effizienz: Sie macht aus 1 kWh Strom 3 bis 4 kWh Wärme. Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik kann die Wirtschaftlichkeit zwar verbessern, ist aber keine Voraussetzung für eine Wärmepumpe.
Gerade wenn das Dach durch Verschattung oder eine Nordlage eher ungeeignet ist, sollte der tatsächliche Nutzen der Kombination einer Wärmepumpe mit Photovoltaik abgewogen werden. Zudem lässt sich die Kombination von Photovoltaik auch später nachrüsten. Falls dies infrage kommt, sollten beim Wärmepumpen-Einbau aber auch gleich SG Ready und das Zählerkonzept mitgedacht werden.
❗Wichtig für Altbau-Bewohner:innen: Wie wirtschaftlich eine Wärmepumpe tatsächlich läuft, hängt stark vom Haus ab. In einem schlecht gedämmten Altbau mit kleinen Heizkörpern braucht sie viel höhere Vorlauftemperaturen, arbeitet weniger effizient und verbraucht um einiges mehr Strom als im Rechenbeispiel. Lassen Sie vor dem Kauf deshalb die Heizlast berechnen und prüfen, ob größere Heizkörper oder einzelne Dämmmaßnahmen nötig sind, um eine Wärmepumpe wirtschaftlich betreiben zu können.
