Heizen mit Photovoltaik und Heizstab – so funktioniert’s!
Eine eigene Photovoltaikanlage auf dem Dach liefert nicht nur Strom für die Elektrogeräte im Haushalt. Sie lässt sich auch zum Erwärmen von Brauchwasser einsetzen. Dafür muss man einfach in den Pufferspeicher einen Heizstab einsetzen, der anschließend mit der PV-Anlage verbunden wird. Die Kopplung von Heizstab und PV-Anlage ist eine vergleichsweise günstige Möglichkeit, über Solarenergie Wärme zu erzeugen und so den Eigenverbrauch zu steigern. Das Funktionsprinzip kennen Sie aus Ihrer Küche.
Wann lohnt sich ein Heizstab in Verbindung mit einer PV-Anlage?
Die Einspeisevergütung für Photovoltaikanlagen nimmt immer weiter ab. Im Januar 2022 lag sie für Anlagen mit einer Leistung von 1–10 kWp bei 6,83 Cent pro kWh, sechs Monate später waren es nur noch 6,23 Cent pro kWh. Zum Vergleich: Im Januar 2018 lag der Vergütungssatz noch bei 12,2 Cent pro kWh und fiel damit doppelt so hoch aus. In dem Spektrum von 1 – 10 kWp bewegen sich viele Bestandsanlagen auf Einfamilienhäusern. Vor allem ihre Eigentümer merken gerade, dass sich mit der Einspeisevergütung immer weniger Geld verdienen lässt. Daher wird der Eigenverbrauch des selbst produzierten Solarstroms immer attraktiver.
Um Ihre PV-Anlage wirtschaftlich optimal zu nutzen, sollten Sie also möglichst viel Ihres Stromes selbst verbrauchen. Dazu können Sie beispielsweise einen Stromspeicher nutzen, der überschüssigen Strom zwischenspeichert. Auch eine Wallbox, mit der Sie Ihr Elektroauto schnell und bequem zuhause laden, lässt sich mit der PV-Anlage koppeln.
Eine dritte Möglichkeit besteht darin, Heizstab und Photovoltaik für die Warmwasseraufbereitung zu nutzen. Dabei geht es nicht um Solarthermie – sie nutzt die Sonnenenergie direkt, um Wasser zu erwärmen. Nein, die Rede ist von regelbaren Heizstäben, die in einen Pufferspeicher – für Brauch-oder Trinkwasser – eingesetzt werden und ebenfalls direkt mit Ihrer PV-Anlage verbunden sind.
Optimale Steuerung durch Energiemanagementsystem
Besonders effizient ist die Kombination aus PV-Anlage und Heizstab, wenn die Regelung durch ein intelligentes Energiemanagementsystem übernommen wird. Das System überwacht, wie viel Strom die PV-Anlage produziert, wie hoch der Stromverbrauch des Haushalts ist und wie viel zusätzlicher Netzstrom benötigt wird. Die jeweiligen Energieflüsse werden dann optimal aufeinander abgestimmt.
Zudem können Sie über Ihr Energiemanagementsystem konfigurieren, wofür Sie Ihren lokalen PV-Überschuss einsetzen möchten und die Reihenfolge der Verbraucher*innen priorisieren. Ein denkbares Setup wäre: (1) Heimspeicher laden, (2) E-Auto über Wallbox laden, (3) Heizstab verwenden. Sie können (idealerweise) auch Schwellenwerte und „ergänzenden Netzbezug“ individuell einstellen. Hat beispielsweise Ihr Heizstab eine Mindestleistung von 2 kW, könnten Sie festlegen, dass er ab einem PV-Überschuss von 1,5 kW eingeschaltet wird, wenn Sie 25 % ergänzenden Netzstrom akzeptieren.
Abhängig vom Aufbau gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, den Heizstab in Ihr häusliches Energienetz einzubinden. Dabei kommt es immer auf Ihr individuelles Setup an, weshalb pauschale Empfehlungen sehr schwer sind. Wenn der Heizstab direkt am Wechselrichter hängt, ist zum Beispiel eine Regelung nur möglich, wenn die Leitungsflüsse über den Hausanschlusspunkt bekannt sind. Bei Anlagen mit Energiemanagementsystem und Heimspeicher kann man mithilfe des Heizstabs theoretisch auch Energie aus dem Batterie- in den Wasserspeicher „umladen“. In der Praxis ist das aber meist nicht sinnvoll.
Wie viel kW sollte der Heizstab für meinen Pufferspeicher haben?
Wie viel kW der Heizstab tatsächlich benötigt, hängt davon ab, wie groß PV-Anlage und Pufferspeicher sind. Dabei gilt die Faustregel: Der Heizstab sollte so klein wie möglich, aber so groß wie nötig sein. Bei PV-Anlagen bis 6 kWp und einem Pufferspeicher von 250 L werden zum Beispiel eher Heizstäbe mit 2 kW Leistung verwendet, für größere Anlagen nimmt man 3 kW oder mehr.
Dazu kommt: Kleinere Heizstäbe bis 3 kW können an eine normale Steckdose angeschlossen werden. Heizstäbe mit mehr Leistung werden mehrphasig angeschlossen und erfordern eine andere Absicherung als ein Haushaltsstromkreis. Sie müssen in Deutschland durch einen Elektriker installiert werden. Es gibt außerdem auch Heizstäbe, die direkt an die PV-Anlage angeschlossen werden. Hier muss ebenfalls ein*e Fachmann*frau ran.
Fazit
- Wie sinnvoll ist die Kopplung von PV-Anlage und Heizstab?
Diese Frage stellt sich, wenn Sie beabsichtigen, den Heizstab zur Unterstützung der Heizung einzubauen. Hierbei ist wichtig zu beachten, dass PV-Anlagen häufig im Winter nur wenig Strom liefern – also genau dann, wenn man eigentlich die Wärme benötigt. Auch mit einer guten Ausrichtung der PV-Anlage kann der Heizstab die Heizung zwar nicht ersetzen, aber immerhin ergänzen.
Deutlich lohnenswerter ist daher die Kombination aus Heizstab, PV-Anlage und Brauchwasser. Gerade bei kleineren Anlagen bis 10 kWp bietet das System eine gute Möglichkeit, den Solarstrom in Wärmeenergie umzuwandeln. Im Sommer oder generell an sonnigen Tagen können Sie das Wasser zum Duschen, Baden oder Händewaschen mit dem Heizstab erwärmen und der primäre Wärmeerzeuger bleibt ausgeschaltet.
Auch wenn Sie eine größere PV-Anlage (über 15 kWp) besitzen, bietet ein Heizstab einen Mehrwert. Denn gerade bei diesen Anlagen kann es vorkommen, dass die Leistung wegen Erzeugerspitzen ab und an abgeregelt werden muss. Der Heizstab springt in diesem Fall ein, damit die zur Verfügung stehende Energie nicht einfach verloren geht, sondern stattdessen genutzt werden kann.
Dazu kommt, dass sich Heizstäbe schon bei einer Differenz von 25 Cent pro kWh zwischen dem Preis für den bezogenen Netzstrom und der Einspeisevergütung rentieren. Bei Anschaffungskosten von 1.000 Euro egalisieren sich die Ausgaben bereits bei Verbrauch bei 4.000 kWh. Und die sind schnell erreicht. Ein Beispiel: Um Brauchwasser um 50 Grad Celsius zu erwärmen (etwa von 5° C auf 55° C oder von 10° auf 60° C) benötigen Sie 0,058 kWh pro Liter. Vier Personen benötigen im Schnitt 160 L, das macht 9,3 kWh pro Tag bzw. 3.400 kWh im Jahr allein dafür.
Die Vorteile also liegen auf der Hand: Wenn Sie mit eigenem Solarstrom heizen, sinken bei kleinen PV-Anlagen die Kosten für andere Energieträger, z. B. Erdgas. Bei größeren Anlagen können Sie Energie nutzen, die bislang einfach verpufft wäre. Zudem verbrauchen Sie weniger klimaschädliche Ressourcen. Und auch die einfache Installation/Nachrüstung, der geringe Wartungsaufwand und die vergleichsweise geringen Kosten machen Heizstäbe auch für Post-EEG-Anlagen interessant.