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Solarthermie & Wärmepumpe: Geht das?

Giuliano Fuchs
29.05.2020 08:45:00

Solarthermie und Wärmepumpe: Eine clevere Kombination zur Senkung der Heizkosten

In modernen Heizsystemen ist die Wärmepumpe mittlerweile ein fester Bestandteil zur Reduzierung der Heizkosten geworden. Doch eine Kombination aus Solarthermie und Wärmepumpe, bei der die effiziente Pumpe zusätzlich durch die kostenlose Sonnenwärme unterstützt wird, kann die Heizkosten noch deutlicher senken.

Solaranlagen mit einer Wärmepumpe zu kombinieren, ist keine neue Idee – allerdings ist sie inzwischen durch eine ausgereifte Technik besonders effizient geworden. Die Kombinationslösung beider Anlagen ist durchaus sinnvoll, auch wenn sie zunächst relativ hohe Investitionen erfordert. Insbesondere in Anbetracht der steigenden Temperaturen durch den Klimawandel setzen immer mehr Hauseigentümer auf diese Ergänzung bei der Einbindung erneuerbarer Energien. Die Nutzung kostenloser Sonnenwärme leistet in Verbindung mit der hohen Effizienz der Wärmepumpentechnologie zudem einen ressourcenschonenden Beitrag zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes.

Gesamteffizienz und Kostenbilanz hängen allerdings stark vom jeweiligen Heizsystem ab. Speziell die Nachrüstung bestehender Heizsysteme ist relativ kostenaufwendig. Daher empfehlen Experten, die Vorzüge einer Solarthermie-Wärmepumpen-Kombination von Beginn an bei der Planung zu berücksichtigen. Wir möchten dir heute zeigen, wie die verschiedenen Systeme im Zusammenspiel funktionieren und welche Vorteile sie im Gegensatz zu konventionellen Heizungsanlagen aufweisen.

 

Darum wird die Solarthermie und die Wärmepumpe für Deutschland immer wichtiger

Der Umstieg auf erneuerbare Energien betrifft nicht nur die Stromerzeugung und große Wirtschaftsunternehmen. Da die Erzeugung von Heizwärme rund 70 Prozent des Endenergieverbrauchs privater Haushalte ausmacht und etwa der gleiche Prozentwert des CO2-Ausstoßes in Wohn- sowie Gewerbegebäuden durch das Heizen verursacht wird, ist neben der optimierten Gebäudedämmung die Umstellung auf effizientere Heizsysteme besonders wichtig.

Mehr als 15 Millionen Heizungsanlagen entsprechen in Deutschland nicht dem neuesten Stand der Technik. Viele davon könnten mit vergleichsweise geringen Kosten auf effizientere Systeme umgestellt werden. Ob sich die Kombination aus Solarthermie und Wärmepumpe lohnt, hängt dabei vom verwendeten Heizsystem ab. Da beide Technologien Wärme durch erneuerbare Energien erzeugen, nimmt ihre Bedeutung für den Klimaschutz in Deutschland stetig zu.

 

So funktionieren Solarthermie und Wärmepumpen

Oft wird pauschal von Solarenergie oder Sonnenenergie gesprochen, ohne zwischen Photovoltaik (also der Stromerzeugung durch Sonnenlicht) und der Solarthermie zu unterscheiden. Eine Solarthermieanlage wandelt die Sonneneinstrahlung in Wärme um und lässt sich bestens mit einer effizienten Wärmepumpe kombinieren. Das senkt nicht nur die Heizkosten enorm, sondern wirkt sich auch positiv auf die Umwelt- und Klimabilanz aus.

Wärmepumpen gibt es in verschiedenen Ausführungen

Bei der Wärmepumpe gibt es unterschiedliche Varianten. Für Gebäude kommen vor allem 3 Arten der Wärmepumpentechnologie zum Einsatz:

Die Anlagen unterscheiden sich sowohl beim Ertrag als auch beim Installationsaufwand:

  • Ganzjährig sehr stabile Wärmeerträge bietet die Sole-Wasser-Wärmepumpe, die die Erdwärme als Wärmequelle direkt nutzt.
  • Noch effektiver ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Sie saugt Grundwasser nach oben und entzieht ihm die Wärmeenergie. Anschließend fließt das Grundwasser wieder zurück.
  • Die Luft-Wasser-Wärmepumpe entnimmt hingegen der Umgebungsluft Wärme. Sie lässt sich am einfachsten installieren, bietet jedoch die geringste Effizienz.

Die Grundfunktion einer Wärmepumpe ist immer ähnlich: Damit die Wärme der Umgebung zum Aufheizen eines Gebäudes verwendet werden kann, muss ihr Temperaturniveau erhöht werden. In der Wärmepumpe wird, ähnlich wie in einem umgekehrten Kühlschrank, die Energie von einem flüssigen Kältemittel aufgenommen, welches dadurch seinen Aggregatzustand in gasförmig ändert. Mit einem Kompressor verflüssigt die Wärmepumpe das Gas wieder, um die Wärme an gewünschter Stelle abzugeben. Im Vergleich zur Wärmeausbeute muss etwa nur ein Fünftel an Energie in den Antrieb der Wärmepumpe gesteckt werden, was ihre hohe Effizienz aufzeigt.

 

Welche Kombinationen sind üblich?

Bei der Kombination von Solarenergie und Wärmepumpe haben sich 3 Hauptkombinationen durchgesetzt:

  1. In der ersten Variante kann die Wärmepumpe über eine direkte Einspeisung der Solarenergie in einen Solarspeicher unterstützt werden. Während im Winter die Heizleistung über den Pufferspeicher unterstützt wird, kommt im Sommer ein Brauchwasserspeicher zur Warmwasserbereitung zum Einsatz.
  2. Die zweite Kombination beinhaltet den Ersatz bzw. die Unterstützung der Wärmepumpen-Wärmequelle durch direkte Einspeisung von solarer Wärme, etwa in den im Boden eingelassenen Wärmetauscher.
  3. Sehr effizient, aber aufwendig, ist die Verwendung einer Photovoltaikanlage zur Stromversorgung der Wärmepumpe.

 

Die Wirtschaftlichkeit einer Solarthermie-Wärmepumpen-Kombination

Die Wirtschaftlichkeit hängt stets vom Vergleich des Energiebedarfs und der jeweiligen Investitionskosten ab. Zumeist wird die Solarthermie einzeln als Ergänzung von konventionellen Heizsystemen genutzt, also zur Gas- oder Ölheizung. Bei der Heizungsplanung müssen die Investitionskosten insgesamt betrachtet werden. solarthermie-waermepumpe-guide-ebook-download-net4energy

Wenn du dir eine Gas-Brennwertheizung einbaust, musst du mit circa 3.000 Euro rechnen. Ölheizungen sind oft teurer – nicht nur, weil die Heizölpreise das eigene Budget belasten, sondern auch, weil im Gegensatz zur Gasheizung ein Vorratstank benötigt wird.

Hinzu kommen die Investitionen für die Solaranlage (je nach Größe und Kapazität zwischen 2.500 und 10.000 Euro) und einen geeigneten Pufferspeicher. Letzterer dient der Zwischenspeicherung von Sonnenwärme. So steht auch in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung im Winter (und nachts) Energie zur Verfügung. Solche Pufferspeicher für Solaranlagen inklusive Wärmetauscher kosten 1.000 Euro aufwärts, können aber bei größerem Speichervolumen auch deutlich teurer werden.

Wärmepumpen und Solarthermie profitieren von kostenloser Energie

Reine Wärmepumpen übersteigen die Anschaffungskosten traditioneller Heizsysteme, da häufig noch Arbeiten im Erdreich und ein zusätzlicher Installationsaufwand hinzukommen. Aber auch ein einzelnes Wärmepumpensystem ist selten unter 5.000 Euro zu haben, nach oben sind je nach Variante und Ausstattung kaum Grenzen gesetzt. Die zusätzlichen Installations- und Erschließungskosten für die Anlage können den Preis problemlos auf 20.000 bis 30.000 Euro steigern.

Je nachdem, ob du die Solarthermie auch zur Heizungsunterstützung nutzt, kannst du zwischen 20 und 30 Prozent des kompletten Wärmebedarfs durch kostenlose Sonnenenergie decken. Große Anlagen, die über einen entsprechend dimensionierten Puffer verfügen, kommen sogar teilweise auf über 50 Prozent. Abgesehen von der technischen Wartung kommen bei der Solaranlage so gut wie keine laufenden Kosten hinzu.

Bei der Wärmepumpe reduzieren sich die Stromkosten bei Nutzung der Solarenergie für die Anhebung der Eingangstemperatur weiter. Ist zusätzlich eine Photovoltaikanlage verfügbar, kann der Strombedarf darüber weitgehend gedeckt werden.

Zudem kannst du von den Programmen des BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) profitieren, das sowohl bei Neubauten als auch bei der Nachrüstung in Bestandsimmobilien Fördergelder für die Solarthermie und Wärmepumpen zahlt. Hier gibt es seit 1. Januar 2020 einige Änderungen: So fallen etwa die bisherigen Bonusförderungen weg und werden durch eine Anteilsförderung ersetzt. Außerdem werden auch Wärmepumpen gefördert, die nur für Raumwärme und nicht zur Warmwasserbereitung einsetzbar sind. Besonders interessant ist hinsichtlich einer Umrüstung außerdem die neu eingeführte Austauschprämie für Ölheizungen und Anreize für Solarthermie bzw. Wärmepumpen.

Tipp: Wusstest du übrigens, dass es bei vielen Stromanbietern spezielle Wärmepumpen-Tarife gibt? Damit lassen sich die Stromkosten der ohnehin verbrauchsgünstigen Wärmepumpe auch bei externer Einspeisung durch den örtlichen Versorger auf etwa 300 Euro im Jahr begrenzen. Bedenke nämlich, dass herkömmliche Gas- und Ölkessel ebenfalls Strom für ihren Betrieb benötigen.

 

Die Solarthermie-Wärmepumpen-Kombination lohnt sich leider nicht für jeden

Die Kombination der effizienten Wärmepumpentechnologie mit einer Solaranlage ist hinsichtlich der Vorteile für Klima und Energieeffizienz sehr verlockend. Allerdings lohnt sie sich nicht für jedes Gebäude. Gerade bei der Nachrüstung und beim Ersatz einer herkömmlichen Heizung ist der Aufwand für Anschaffung und Installation sehr hoch. Die Nachrüstung konventioneller Heizsysteme durch Wärmepumpe oder Solarthermie lässt sich hingegen einzeln oft besser bewältigen als die komplette Umstellung auf die Kombination beider Technologien. Bei Neubauten oder Komplettsanierungen macht sich der zusätzliche Aufwand jedoch auf Dauer bezahlt, da die Heizkosten drastisch gesenkt werden und die laufenden Kosten im Vergleich zu konventionellen Heizungen geringer ausfallen. Vor allem die neu eingeführte Austauschprämie für Ölheizungen kann eine Umrüstung interessanter machen.

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