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Power-to-Heat

24.07.2019

Mit Überschuss-Strom vom Dach Warmwasser erzeugen

Photovoltaik-Strom lässt sich auch zur Wärmeerzeugung im eigenen Haushalt nutzen.
Bild: Caroline Seidel, dpa (Archiv)

Photovoltaikanlagen liefern bei Sonne viel Elektrizität. Wie diese sinnvoll zur Warmwassererzeugung und zum Heizen eingesetzt werden kann.

Mit Strom zu heizen oder damit Warmwasser zu erzeugen war lange Zeit verpönt. Denn es gab deutlich effizientere und wirtschaftlichere Wege. Inzwischen hat sich die Sichtweise geändert. Wenn überschüssiger Solarstrom von der hauseigenen Photovoltaikanlage zur Wärmegewinnung in Privathaushalten verwendet wird – die Fachleute sprechen von Power-to-Heat – ist das wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll.

Grundsätzlich bedeutet Power-to-Heat nichts anderes, als dass mithilfe von Strom Wärme erzeugt wird. Wärmepumpen können hierfür direkt eingesetzt werden. Bei Heizungsanlagen, die Holzpellets, Gas oder Öl verbrennen und einen Warmwasserspeicher haben, wird das zum Beispiel durch den Einbau eines Heizstabs möglich. Letzterer funktioniert wie ein Tauchsieder, der in den Pufferspeicher eingeschraubt wird und das Wasser erwärmt. Die Installation ist einfach und vergleichsweise günstig. Gerät und Einbau kosten samt Energiemanager 1500 bis 2000 Euro. Der Energiemanager übernimmt die Steuerung und leitet ungenutzten Photovoltaik-Strom in den Heizstab. Vorrang sollte aber immer der Einsatz des Solarstroms für die Haushaltsgeräte haben. Ist für die Wärmeerzeugung kein Solarstrom vorhanden, übernimmt die Heizungsanlage.

Zu vermeiden gilt es auf jeden Fall, dass Strom aus dem Netz in den Heizstab fließt. Denn das ist teuer und ökologisch nicht sinnvoll. Die Erfahrung zeigt allerdings, dass bei so mancher Anlage der Heizstab tatsächlich mit Netzstrom betrieben wird. Durch die richtige Einstellung der Regelung wird das verhindert.

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Power-to-Heat unter Klimaschutz-Aspekten sinnvoll

Unter Klimaschutz-Aspekten ist Power-to-Heat sinnvoll, wenn im Sommer auch im Stromnetz ein Überschuss aus Solarstrom herrscht. In finanzieller Hinsicht lohnt sich die Kombination mit einer konventionellen Heizung derzeit noch nicht. Wärme aus Öl und Gas mithilfe eines Brennwertkessels zu erzeugen, kostet pro Kilowattstunde circa sieben Cent. 10,64 Cent gibt es für den ins Netz eingespeisten Solarstrom. Strom einzuspeisen ist also momentan noch günstiger. Doch das wird sich ändern. Die Einspeisevergütung sinkt weiter, damit wird Power-to-Heat immer lukrativer. Zudem wird die Heizungsanlage im Sommer geschont, weil ein Teil der kurzen, ineffizienten Brennerstarts für Warmwasserbereitung vermieden wird.

Richtig interessant wird eine Power-to-Heat-Lösung für die Pioniere unter den Photovoltaikanlagen-Besitzern, die momentan noch von einer guten Einspeisevergütung profitieren. Diese gesicherte Vergütung läuft nach 20 Jahren Betriebszeit aus. Dann werden viele Photovoltaikanlagen-Besitzer auf eine Power-to-Heat-Lösung mit Heizstab setzen, rechnen Experten.

Kombination mit einer Wärmepumpe

Die beste Variante für Power-to-Heat ist allerdings der Einsatz einer Wärmepumpe. Aus einem Teil Strom werden dann je nach Wärmequelle rund drei oder mehr Teile Wärme. Wer noch nicht mit Wärmepumpe heizt, der könnte sich dafür auch eine Brauchwasserwärmepumpe anschaffen. Brauchwasserwärmepumpen nutzen die Umgebungswärme – zum Beispiel Außenluft –, um Wasser zu erwärmen. Auf diese Weise kann Brauchwasser in einem Speicher für Dusche, Waschbecken und Spüle erhitzt werden. Die Kosten für eine Brauchwasserwärmepumpe inklusive Einbau liegen bei rund 3000 bis 4000 Euro. Ob dies auch wirtschaftlicher ist als ein Heizstab muss im Einzelfall entschieden werden.

Bei gut gedämmten Häusern mit niedrigem Wärmebedarf hat es auch Sinn, mit einer Wärmepumpe zu heizen. Die Heizenergie wird dabei aus der Wärme von Luft, Boden oder Grundwasser gewonnen. Für den Betrieb kann überschüssiger Solarstrom von der hauseigenen Photovoltaikanlage genutzt werden. Bei der Planung sollte dabei berücksichtigt werden, dass der Solarstromüberschuss im Winter geringer ausfällt als im Sommer.

Die meisten Stromlieferanten bieten spezielle Tarife für Wärmepumpen an, die günstiger als die für normalen Haushaltsstrom sind. Dafür braucht es aber zwei getrennte Stromkreisläufe mit jeweils einem Stromzähler. Damit der selbst produzierte Solarstrom sowohl für den Haushalt als auch für die Wärmepumpe genutzt werden kann und gleichzeitig der günstigere Wärmepumpen-Tarif greift, müssen die beiden Zähler der Stromkreise kaskadiert, sprich hintereinandergeschaltet werden. Die Lechwerke AG beispielsweise bietet ein solches Modell in ihrem Tarif Eigenstrom Plus an. Der Solarstrom wird dabei automatisch zuerst für den Haushalt und danach für die Wärmepumpe verwendet. Getreu der Devise: Die Gerätegruppe mit den höheren Strombezugskosten wird zuerst bedient.

Zum Autor: Martin Sambale ist Geschäftsführer des Energie- und Umweltzentrums Allgäu, kurz eza!

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