Wärmepumpe mit Photovoltaik verbinden: Zukunftsfähige Energieversorgung fürs Eigenheim

Den selbst erzeugten Strom optimal im Haushalt zu nutzen, ist in Zeiten steigender Energiepreise für Photovoltaikanlagenbetreiber*innen von großem Interesse. Photovoltaikanlage und Wärmepumpe passen ideal zusammen. Die PV-Anlage produziert kostengünstigen Strom für den Betrieb der Wärmepumpe. Der Strombedarf der Wärmepumpe erhöht den Eigenverbrauch des Solarstroms im Haushalt und steigert so die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage. Dafür sorgt der Sunny Home Manager 2.0: Der Energiemanager schickt den Strom aus der PV-Anlage ganz automatisch in den thermischen Speicher. Heizkosten senken, Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage steigern und mit mehr Solarstrom im Haushalt das Klima schützen. So geht’s.

Wärmepumpen erzeugen Heizwärme aus natürlicher Umgebungswärme wie der Luft, der Erde oder dem Grundwasser. Die Umweltwärme erhitzt ein Kältemittel, das dann verdampft und die Wärme dabei an den Heizkreis abgibt. Um die Umweltwärme nutzbar zu machen, benötigt die Wärmepumpe Strom.

Je nach Wärmepumpen-Art und -Modell und den individuellen Bedingungen vor Ort nutzen Wärmepumpen für die Erzeugung einer Kilowattstunde (kWh) Wärme rund 75 Prozent Umgebungswärme und 25 Prozent Strom.

Der Strombedarf der Wärmepumpe ist unter anderem abhängig von:

• Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe: Verhältnis nutzbare Umgebungswärme/Strombezug
• Je höher die JAZ, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe
• Dämmung des Hauses, Energiestandard
• Größe der Heizfläche
• Höhe des Warmwasserbedarfs
• Individueller Heizbedarf
• Art des Heizsystems
• Klimatischen Bedingung vor Ort

Den jährlichen Stromverbrauch der Wärmepumpe könnt ihr berechnen, wenn ihr die Heizleistung der Wärmepumpe durch die JAZ teilt und diesen Wert dann mit den jährlichen Heizstunden multipliziert.

Solarrechner: Lohnt sich eine PV-Anlage für euch? Hier könnt ihr eure Ersparnis berechnen!

Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren: Solarstrom thermisch speichern und Eigenverbrauch optimieren

Wenn der Strom zum Antrieb der Wärmepumpe zum Großteil aus eurer eigenen Solaranlage kommt, könnt ihr kostengünstig und CO₂-neutral heizen.

Für die persönliche Energiewende kann es gar nicht genug Solarstrom im Haushalt sein. Der Sunny Home Manager 2.0 verteilt den Strom vom Dach automatisch – je nachdem, wo ihr ihn gerade braucht: Geschirr oder Wäsche waschen, eine Wärmepumpe einbinden oder das Elektroauto laden.

Dafür koppelt ihr im SMA Energy System Home die Wärmepumpe mit der Photovoltaikanlage auf dem Dach und nutzt die Wärmepumpe als thermischen Speicher. Als Schnittstelle zwischen der PV-Anlage und der Wärmepumpe übernimmt der Sunny Home Manager 2.0 die intelligente Steuerung des Solarstroms. Anhand von Online-Wettervorhersagen und der individuellen Verbrauchsanalyse eures Haushalts erstellt er entsprechende Ertragsprognosen und weiß genau, wann der richtige Zeitpunkt ist, um den thermischen Speicher zu füllen. Die Wärme zum Heizen und für die Warmwasserversorgung kann dann nach Bedarf zunächst aus dem Speicher entnommen werden – die Wärmepumpe hat Pause und benötigt keinen Strom aus dem öffentlichen Netz. Ohne auf Komfort oder Versorgungssicherheit zu verzichten, spart ihr so kräftig bei den Energiekosten. Und ihr gestaltet die Energiewende noch aktiver mit. Denn jede Kilowattstunde Strom, die ihr nicht aus dem öffentlichen Netz beziehen müsst, entlastet eure Haushaltskasse und schützt das Klima.

Wärmepumpen intelligent managen

Wärmepumpen sind aus mehreren Gründen besonders gut für die Einbindung ins intelligente Energiemanagement geeignet:

• Hoher Energiebedarf von täglich zwischen 3 kWh bis 5 kWh Energie
• Sie ist täglich bzw. an festen Tagen in Betrieb
• Zeitlich flexible Steuerung möglich

Gut zu wissen: Auch ein Heizstab für einen Warmwasserspeicher ist mit einem täglichen Energiebedarf zwischen 2 kWh bis 3 kWh gut für die Steuerung im Energiemanagement geeignet (siehe auch „Alternative Heizlösungen“)

Im Winter heizen, im Sommer kühlen

Einige Wärmepumpen können auch kühlen. Insbesondere im Sommer lohnt sich das, weil dann ohnehin meist viel Solarstrom zur Verfügung steht. Dabei sollten die Heizkreise allerdings nicht zu sehr runtergekühlt werden, da sich sonst Kondenswasser an den Heizflächen und Rohrleitungen bilden kann.

Aktiv oder passiv kühlen?

Sole/Wasser-Wärmepumpen können nur passiv kühlen: Die Umwälzpumpen für den Sole- und Heizkreis sind dabei aktiv, der Verdichter ist außer Betrieb. Ein Wärmetauscher führt Sole und Heizwasser aneinander vorbei, das Heizwasser gibt die über die Heizflächen aufgenommene Raumwärme an die kältere Sole ab. Die Kühlleistung ist dabei abhängig vom Wärmeverteilsystem.

Luft/Wasser-Wärmepumpen können nur aktiv kühlen: Der Verdichter ist in Betrieb, ein Ventil ändert die Fließrichtung des Kältemittels. Im Verflüssiger auf der Heizungsseite wird das Kältemittel verdampft und kühlt das Heizungswasser. Die aufgenommene Wärme wird im Verdampfer an der eigentlichen Wärmequelle abgegeben, indem es dort kondensiert.

Gut zu wissen: Eine geologische Bewertung stellt sicher, dass die eingetragene Wärme abgeführt werden kann und der Boden nicht austrocknet.

Ist die Wärmepumpe ins intelligente Energiemanagement eingebunden, bezieht der Verdichter den Strom automatisch aus der PV-Anlage.

Wie kommunizieren PV-Anlage und Wärmepumpe?

Für die Kommunikation zwischen der PV-Anlage, Sunny Home Manager 2.0 und der Wärmepumpe stehen je nach Wärmepumpen-Hersteller verschiedene Schnittstellen zur Verfügung.

Solarstrom erzeugen und optimal verbrauchen
Basis für das SMA Energy System Home ist die PV-Anlage mit den SMA Wechselrichtern Sunny Boy, Sunny Tripower oder dem SMA Hybrid-Wechselrichter Sunny Tripower Smart Energy.

Intelligentes Energiemanagement
Die intelligente Schnittstelle zwischen der PV-Anlage und den elektrischen oder thermischen Verbrauchern ist der Sunny Home Manager 2.0. Er steuert die Energieflüsse prognosebasiert und selbstlernend nach den Vorgaben der Anwender automatisch.

Mit Solarstrom heizen
Die Wärmepumpe empfängt über die Schnittstellen SG Ready, EEBUS oder SEMP Ein- und Ausschaltbefehle vom Sunny Home Manager 2.0.

Energieflüsse visualisieren
Über das Online-Portal SUNNY PORTAL und die SMA Energy App habt ihr euer Energiesystem jederzeit im Blick und erkennt Unregelmäßigkeiten schnell.

Eigenverbrauch optimieren und Unabhängigkeit erhöhen

Photovoltaikanlage und Wärmepumpe passen gut zusammen: Die PV-Anlage auf dem Dach produziert kostengünstigen Solarstrom für den Betrieb der Wärmepumpe…

Wieviel Solarstrom aus der Photovoltaikanlage die Wärmepumpe nutzen kann, hängt unter anderem von diesen Faktoren ab:

• Größe und Ausrichtung der PV-Anlage
• Ist das Gebäude gedämmt bzw. steht evtl. eine thermische Sanierung der Gebäudehülle an?
• Größe der Heizfläche
• Wärmeverteilsystem (Heizkörper, Fußbodenheizungen/Wandheizungen) und Heizverhalten

Tipp: Ein kostenloser Wärmespeicher ist übrigens das Gebäude selbst. Wenn ihr die Raumtemperatur um einige Grad erhöht, könnt ihr große Mengen Energie speichern. Dann heizen sich z.B. Innenwände, Decken, Böden und Möbel auf und speichern die Wärme, diese wird dann nach und nach wieder abgegeben, so dass die Wärmepumpe nicht gleich aktiv werden muss.

• Pufferspeicher vorhanden?
• Wärmepumpe: Art (z.B. Luft/Wasser-Wärmepumpen, Sole/Wasser-Wärmepumpen, Wasser/Wasser-Wärmepumpen), Modell und Größe
• Einbindung der Wärmepumpe ins Energiemanagement?

Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe planen und Fördermöglichkeiten prüfen

… und der Strombedarf der Wärmepumpe wiederum erhöht den Eigenverbrauch des Solarstroms im Haushalt – und steigert so die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage.

Ihr habt jetzt einige Möglichkeiten für die Einbindung einer Wärmepumpe ins Energiesystem kennengelernt und wollt wissen, welche Wärmepumpe denn jetzt die Richtige ist? Vielleicht ahnt ihr es schon: Eine wirkliche Standardlösung gibt es nicht. Denn jedes Gebäude ist unterschiedlich, ebenso der Energiebedarf und das Nutzerverhalten. In Zeiten steigender Energiekosten sollte das Ziel immer sein, die Energieversorgung im Eigenheim möglichst effizient zu gestalten und im Sinne der globalen Energiewende einen hohen Autarkiegrad zu erreichen. Umso wichtiger ist, dass ihr dabei kompetent beraten seid und euer Energiesystem anschließende professionell geplant und realisiert werden kann. Es lohnt sich immer, vorab die Fördermöglichkeiten zu prüfen. In Deutschland unterstützt die Bundesregierung die „Sanierung von Gebäuden, die dauerhaft Energiekosten einsparen und damit das Klima schützen“ mit der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG).

Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik ist ideal, um das Eigenheim klima- und ressourcenschonend zu heizen:

• Die Eigenversorgung mit PV-Strom steigern
• Energiekosten nachhaltig senken
• Energieunabhängigkeit erhöhen und Klima schützen

Für Eigenheimbesitzer

Ihr wollt wissen, welche Wärmepumpen von eurem PV-Strom profitieren und welche Verbraucher ihr sonst noch mit Sonnenstrom betreiben könnt?

Hier findet ihr eine Übersicht mit den zum Sunny Home Manager 2.0 kompatiblen Geräten.

Für PV-Fachhandwerker

Dieses Dokument unterstützt Sie bei der Planung eines SMA Energy System Home mit intelligentem Energiemanagement zur Eigenverbrauchsoptimierung.

Hier geht’s zum Planungsleitfaden