PV-Anlage mit Wärmepumpe betreiben: So wird’s ein Erfolg

Wärmepumpen entziehen der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser Energie, um damit Gebäude zu beheizen. Diese Methode ist deutlich umweltfreundlicher und nachhaltiger als Gas- oder Ölheizungen, da sie lediglich Strom benötigt und keine fossilen Brennstoffe verbraucht. Bei Verwendung von Ökostrom werden die CO₂-Emissionen stark reduziert. Zudem arbeiten Wärmepumpen wesentlich effizienter als konventionelle Heizsysteme. In Kombination mit einer PV-Anlage ergänzen sich die Vorteile beider Anlagen optimal.

Wärmepumpe mit PV-Anlage koppeln: Überaus sinnvoll

Photovoltaikanlagen nutzen Sonnenenergie, um sauberen Strom zu erzeugen. Das macht sie zu einer umweltfreundlichen Alternative zu fossilen Energiequellen. Für viele Hausbesitzer*innen bieten PV-Anlagen die Möglichkeit, ihre Energieversorgung selbst in die Hand zu nehmen und unabhängiger von externen Versorgern zu werden, Stichwort: „autarkes Haus“. Die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik maximiert die Vorteile beider Technologien:

• Höherer Eigenverbrauch von PV-Strom: Wärmepumpen ermöglichen es, einen größeren Anteil des erzeugten Solarstroms direkt zu nutzen. Das ist finanziell vorteilhafter als die Einspeisung ins öffentliche Netz.
• Geringere Betriebskosten: Durch die Nutzung von selbst erzeugtem Solarstrom für den Betrieb der Wärmepumpe können Sie die laufenden Energiekosten deutlich senken und Geld sparen.
• Zukunftssichere Energielösung: Mit der Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe sind Sie besser gegen volatile Energiepreise gewappnet.
• Umweltschonend und nachhaltig: Solarenergie ist emissionsfrei und nahezu unbegrenzt verfügbar.
• Vorbereitung auf künftige Vorschriften: Egal, ob Solarpflicht oder mögliche Verbote von Gas- oder Ölheizungen – mit einer PV-basierten Energie- und Wärmelösung sind Sie bestens auf kommende gesetzliche Anforderungen vorbereitet.

PV-Anlage mit Wärmepumpe kombinieren: Was beachten?

Eine PV-Anlage und eine Wärmepumpenheizung fast jedes Einfamilienhaus. Allerdings ist zu bedenken, dass der jährliche Stromverbrauch durch den Einsatz einer elektrischen Wärmepumpe auf das Doppelte bis Dreifache des bisherigen Haushaltsstrombedarfs ansteigen kann.[1] Damit Ihre Energieversorgung optimal funktioniert, sollten Sie folgende Punkte beachten:

• Dachfläche: Ausreichend Dachfläche ist notwendig, um eine PV-Anlage zu installieren, die sowohl den Strombedarf des Haushalts als auch der Wärmepumpe abdeckt. Empfehlenswert ist eine Anlage mit einer Modulleistung von mindestens 10 – 12 Kilowatt.
• Energetischer Zustand des Hauses: Wärmepumpen arbeiten am effizientesten in gut gedämmten Häusern. Bei älteren, möglicherweise schlechter gedämmten Gebäuden muss die Anlage größer dimensioniert werden. Das erhöht den Stromverbrauch. Hier ist eine Beratung vorab in jedem Fall sinnvoll, um sinnvolle Energieeffizienz-Maßnahmen zu identifizieren.
• Heizsystem: Fußbodenheizungen oder Niedrigtemperatur-Heizkörper eignen sich besonders gut, da sie mit niedrigen Vorlauftemperaturen effizient arbeiten. Moderne Wärmepumpen können auch mit konventionellen Heizkörpern betrieben werden, ohne dass die Effizienz groß leidet.
• Stromspeicher: Ein Stromspeicher kann die Kombination aus PV-Anlage und Wärmepumpe optimieren, indem er tagsüber erzeugten Solarstrom speichert und abends oder an bewölkten Tagen verfügbar macht. Ein passender Stromspeicher könnte eine Kapazität aufweisen, die dem 1 bis 1,5-fachen Leistungswert der PV-Anlage entspricht. Für eine PV-Anlage mit einer Leistung von 10 kW wäre dies z.B. eine geeignete Speichergröße von 10-15 kWh.

Wenn Sie bereits eine Photovoltaikanlage besitzen und diese mit einer Wärmepumpenheizung ergänzen möchten, stellen Sie sicher, dass die bestehende Anlage groß genug ist. Gegebenenfalls können Sie die Anlage durch zusätzliche PV-Module und einen (größeren) Stromspeicher erweitern, um den erhöhten Strombedarf der Wärmepumpe zu decken.

Eine weitere Möglichkeit (auch ergänzend zu den anderen Maßnahmen) stellt die Speicherung des Stroms in einer „Strom-Cloud“ dar. Bei Lösungen wie der SENEC.Cloud handelt es sich um einen Stromvertrag, den Sie mit einem Anbieter schließen. Der im Sommer erzeugte Stromüberschuss wird ins Netz eingespeist und die Menge mit einem virtuellen Guthabenkonto verrechnet. Im Winter, wenn der Strombedarf steigt, können Sie das gespeicherte Guthaben abrufen. Dabei nutzen Sie – physikalisch gesehen – nicht den selbst erzeugten Solarstrom (der kann nicht gespeichert werden), sondern beziehen Ökostrom aus dem Netz, den Ihr Cloud-Anbieter zur Verfügung stellt.

Für eine PV-Anlage, die Haushaltsstrom und den Bedarf der Wärmepumpe abdeckt, benötigt man ausreichend Dachfläche und mindestens 10 bis 12 kWp Leistung.

Wärmepumpe und PV-Anlage installieren: Kosten & Förderung

Ein Stromspeicher kann neben einer Photovoltaikanlage und einer Wärmepumpe Bestandteil einer effizienten und nachhaltigen Heizlösung sein. Der Speicher speichert den tagsüber erzeugten Solarstrom und stellt ihn abends sowie an Schlechtwettertagen zur Verfügung. Die Gesamtkosten für eine solche Komplettlösung hängen von mehreren Faktoren ab, vor allem der Größe der PV-Anlage, der Kapazität des Stromspeichers und der Leistung der Wärmepumpe.

Komponenten und deren Kosten:

• Photovoltaikanlage: Die Kosten für eine PV-Anlage hängen von ihrer Größe ab. Eine 10- bis 12-kWp-Anlage kostet in der Regel zwischen 12.000 und 18.000 Euro. Dies beinhaltet die Module, den Wechselrichter und die Installation.
• Wärmepumpe: Die Preise für Wärmepumpen variieren je nach Art, Leistung und Hersteller. Für ein Einfamilienhaus mit 100 m² Wohnfläche liegen die Kosten für eine effiziente Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Peripherie und Installation ungefähr zwischen 25.000 und 30.000 Euro.
• Stromspeicher: Die Kosten für einen Stromspeicher richten sich nach der Kapazität. Ein Speicher mit einer Kapazität von 10 bis 15 kWh kostet zwischen 4.000 und 10.000 Euro. Dies schließt die Installation und das nötige Zubehör ein.
• Zusätzliche Kosten: Zusätzlich fallen Kosten für die Integration der Systeme, Steuerungstechnik und eventuell notwendige bauliche Anpassungen an. Diese können zwischen 1.000 und 5.000 Euro liegen.

Verfügbare Förderungen für Wärmepumpen und PV-Anlagen

Seit 2024 profitieren Sie von verschiedenen Zuschüssen und Krediten für Wärmepumpen und Photovoltaik-Anlagen:

Für Wärmepumpen erstattet die KfW mindestens 30 Prozent der Investitionskosten. Diese dürfen höchstens 30.000 Euro betragen, der Grund-Zuschuss beträgt maximal 9.000 Euro. Wärmepumpen, die Umweltwärme aus Grundwasser, Erdreich oder Abwasser nutzen oder mit natürlichen Kältemitteln arbeiten, erhalten zusätzlich einen Effizienzbonus von 5 Prozent. Insgesamt können Sie mit weiteren Boni bis zu 70 Prozent der Kosten erstattet bekommen, also bis zu 21.000 Euro.

Zusätzlich bietet die KfW einen Ergänzungskredit (KfW 358/359) von bis zu 120.000 Euro an, wenn Sie bereits eine Förderzusage haben und die Immobilie selbst bewohnen. Haushalte mit einem Jahreseinkommen unter 90.000 Euro erhalten zudem einen zinsvergünstigten Kredit.

Seit 2023 gelten zwei wichtige Bedingungen:

• Mindestens 65 % der Wohnfläche müssen mit erneuerbaren Energien beheizt werden.
• Die Wärmepumpe muss eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von mindestens 3,0 erreichen.

Für Photovoltaik-Anlagen gibt es zunächst eine Förderung in Form der Einspeisevergütung für überschüssigen Strom. Manche Bundesländer und Kommunen gewähren auch direkte Zuschüsse, diese Programme sind in der Höhe aber meist gedeckelt (und laufen wegen hoher Nachfrage schnell wieder aus). Insel-Anlagen, die ausschließlich der eigenen Stromversorgung dienen, werden nicht mehr gefördert, aber vorbereitende Maßnahmen können weiterhin anteilig gefördert werden.

Die KfW-Bank bietet auch zinsgünstige Darlehen für den Bau, die Erweiterung oder den Kauf von Photovoltaikanlagen auf Dächern, Fassaden oder Freiflächen an. Über das Programm „Erneuerbare Energien – Standard (270)“ können Förderkredite mit einer Mindestlaufzeit von zwei Jahren beantragt werden. Gefördert werden nicht nur die Kosten für die Anlage selbst, sondern auch die Planung, Projektierung und Installation – inklusive Batteriespeichern. Die genauen Konditionen werden von der Hausbank festgelegt und hängen vom Standort, den wirtschaftlichen Verhältnissen und den Sicherheiten ab.

Planen Sie eine Altbausanierung, können Sie über das Programm KfW 261 einen Kredit von bis zu 150.000 Euro erhalten und bis zu 45 Prozent der Kosten als Zuschuss (max. 67.500 Euro). Für Neubauten gibt es ebenfalls einen Kredit von bis zu 150.000 Euro (KfW 297/298), wenn Sie eine Wärmepumpe mit selbst erzeugtem PV-Strom betreiben und als „Klimafreundlicher Neubau“ eingestuft werden.

Wärmepumpe mit PV-Anlage: Amortisationszeit

Die Frage, wann sich die Kombination aus einer Photovoltaikanlage und einer Wärmepumpe finanziell lohnt, lässt sich nicht pauschal beantworten. Vielmehr hängt dies von einer Vielzahl individueller Faktoren ab, die je nach den spezifischen Gegebenheiten vor Ort variieren können. Wichtige Einflussgrößen sind die Größe und Ausrichtung der Dachfläche, der energetische Zustand des Hauses, die lokale Sonneneinstrahlung sowie der aktuelle und zukünftige Energiebedarf des Haushalts.

Zudem spielen die individuellen Investitionskosten und mögliche Zuschüsse eine wichtige Rolle – neben der Förderung für die Wärmepumpen ist dies auch die Höhe der Einspeisevergütung für die PV-Anlage.

Das folgende Beispiel dient zur Veranschaulichung und hat daher lediglich einen illustrativen Charakter. Es zeigt auf, wie sich die Investition in eine PV-Anlage und eine Wärmepumpe unter bestimmten Annahmen amortisieren kann.

Annahmen:

• Photovoltaikanlage: 10 kWp
• Jährliche Stromproduktion: ca. 10.000 kWh
• Strompreis: 30 Cent/kWh
• Eigenverbrauchsquote: 50 % (5.000 kWh selbst genutzt, 5.000 kWh eingespeist)
• Einspeisevergütung: 8,11 Cent/kWh
• Kosten der PV-Anlage: 15.000 Euro
• Kosten der Wärmepumpe: 25.000 Euro
• Kosten des Stromspeichers: 6.000 Euro
• Zusätzliche Kosten: 2.000 Euro
• Gesamtkosten ohne Förderung: 48.000 Euro

Förderung:

• Förderung für Wärmepumpe: 55 % der Kosten (30 % Basisförderung + 5 % Effizienzbonus für klimafreundliches Kältemittel + 20 % Klimageschwindigkeitsbonus für Einbau in 2024 oder 2025 für selbstnutzende Eigentümerinnen) – 55 % von 25.000 Euro = 13.750 Euro
• Selbst zu tragende Kosten für Wärmepumpe: 25.000 Euro – 13.750 Euro = 11.150 Euro

Gesamtkosten mit Förderung:

• Gesamtkosten: 15.000 Euro (PV-Anlage) + 11.150 Euro (Wärmepumpe) + 6.000 Euro (Stromspeicher) + 2.000 Euro (zusätzliche Kosten) = 34.150 Euro

Einsparungen und Einnahmen pro Jahr:

• Einsparungen durch Eigenverbrauch:
  • Eigenverbrauch: 5.000 kWh
  • Einsparung: 5.000 kWh * 30 Cent/kWh = 1.500 Euro
  • Einsparung beim Gasbezug: 17.000 kWh (4 Personen / 120 m²) x 8,6 Cent / kWh = 1.462 Euro
• Einnahmen durch Einspeisung:
  • Eingespeister Strom: 5.000 kWh
  • Einspeisevergütung: 5.000 kWh * 8,11 Cent/kWh = 405,50 Euro
• Gesamte jährliche Einsparungen und Einnahmen:
  • 1500 Euro (Einsparung Strom) + 1.462 Euro (Einsparung Gas) + 405,50 Euro (Einspeisevergütung) = 3.367,50 Euro

Ausgaben:

• Stromverbrauch Wärmepumpe pro Jahr: ca. 5.000 kWh
• Stromverbrauch Vier-Personen-Haushalt: ca. 4.000 kWh
• Insgesamt: ca. 9.000 kWh pro Jahr
• Eigenverbrauch PV-Anlage: 5.000 kWh pro Jahr
• Benötigter Strom aus Netz: 4.000 kWh pro Jahr
• Kosten: 4.000 kWh x 30 Cent/kWh = 1.200 Euro pro Jahr

Amortisationszeit:

• Gesamtkosten der Anlage mit Förderung: 34.150 Euro
• Jährliche Einsparungen und Einnahmen (insgesamt): 3.367,50 Euro – 1.200 Euro = 2.167,50 Euro
• Amortisationszeit: 34.150 Euro / 2.167,50Euro = ca. 15,75 Jahre

Unter Berücksichtigung der genannten Annahmen und der 55-%-Förderung für die Wärmepumpe würde sich die Investition in eine Photovoltaikanlage mit Wärmepumpe und Stromspeicher nach rund 16 Jahren amortisieren. Danach würden die Einsparungen bei den Energieausgaben direkt zu finanziellen Vorteilen führen. Zudem wirkt sich eine Erhöhung des selbst genutzten Stroms direkt zu einer Verkürzung der Amortisationszeit aus. Können Sie den Eigenverbrauch auf 80 % steigern, würde sich die Anlage bereits nach 8,5 Jahren rechnen – also rund 7 Jahre  früher.

Im Winter erzeugen Solaranlagen wenig bis gar keinen Strom. Um eine Wärmepumpe zu betreiben, benötigt man zusätzlichen Strom aus dem Netz oder eine gut abgestimmte Speicherlösung.

Wärmepumpe und PV-Anlage: Keine komplette Versorgung

Leider lässt sich die Wärmepumpe nicht das ganze Jahr über mit Strom aus der PV-Anlage versorgen. Der Grund liegt in der saisonalen Verteilung der Stromproduktion und des Heizbedarfs. Die Heizperiode erstreckt sich meist von Oktober bis April, wobei die Heizung vor allem in den Wintermonaten von November bis Februar fast durchgehend läuft. In dieser Zeit ist die Solarstrahlung jedoch gering, weshalb nur etwa 10 % der jährlichen Stromproduktion einer Photovoltaikanlage in diesen 4 Monaten erzeugt werden.

Demgegenüber steht eine hohe Stromproduktion in den Sommermonaten, wenn der Heizbedarf minimal ist. Um Ihre Wärmepumpe ganzjährig mit Solarstrom zu betreiben, empfiehlt sich daher zum einen ein Stromspeicher und zum anderen idealerweise eine Cloud-Lösung, um den im Sommer erzeugten Überschuss als Stromguthaben für später zu speichern.

[1] Quelle: https://senec.com/de/magazin/waermepumpe-mit-photovoltaik