Solarstrom für Heizung

Sonnenenergie für die Heizung

Inwiefern funktioniert das Heizen mit Solarstrom? Mit welchen Heizsystemen kann PV-Strom geliefert werden? Die Funktionsweise einer Photovoltaikheizung, Vor- und Nachteile auf einen Blick.

Heiztechniken mit Photovoltaik

¿Wie läuft das Erwärmen mit Solarstrom ab? Mit welchen Heizsystemen kann PV-Elektrizität geliefert werden? Ist sich das Erwärmen mit Fotovoltaik lohnenswert? Sonnenwärme bedeutet, dass das Warm- und Heizwasser ganz oder zum Teil mit Elektrizität aus der eigenen Photovoltaikanlage beheizt wird. Abhängig vom Grünanteil des PV-Heizstroms ist die CO2-Bilanz der eigenen Heizung unterschiedlich.

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Doch auch der tägliche Verlauf von Wärmenachfrage und Stromerzeugung aus der Photovoltaik stimmt nicht sehr gut überein: Eine Solarstromanlage mit ihren Modulen produziert Solarstrom exakt dann, wenn die Sonneneinstrahlung erfolgt. Das warme Wasser dagegen wird am Morgen zum Baden verwendet und am Abend wird die Wanne in vielen Häusern befüllt. Unterschiede gibt es auch bei der Heizung mit Photovoltaik, vor allem im Winter:

Am Tag regulieren die Arbeiter die Heizung und in der Nacht regelt jeder sie. Dementsprechend sind die Stromerzeugungs- und Verbrauchszeiten (für den unmittelbaren Energieverbrauch und für Heißwasser- und wärmeerzeugende Elektrogeräte) nicht immer auf der gleichen "Wellenlänge". Damit ein großer Teil des Wärmebedarfs durch Fotovoltaik gedeckt werden kann, muss der von der Solarsystem generierte Solarstrom bis zum Konsum oder Wärmebedarf zwischengelagert werden.

Die Zwischenspeicherung kann entweder unmittelbar durch einen elektrischen Speicher (Batterien, Akkus) oder - nachdem der elektrische Energiebedarf in Wärme umgesetzt wurde - in einem Puffersumpf durchgeführt werden. Diejenigen, die sich mit der Heizung mit Photovoltaik beschäftigen, dürfen den Parlamentarier nicht ignorieren. Laut EWärmeG und Energieverordnung ist es zurzeit nicht erlaubt, ein bestehendes Gebäude mit konventioneller Wärmeschutztechnik nur mit Elektrizität zu erwärmen, da diese zum Teil auch aus dem Stromnetz gewonnen werden muss.

Bei der Beheizung mit Fotovoltaik wird ein Teil der Sonnenenergie als Energie für die folgenden 4 elektrischen Heizungstechnologien genutzt: eine Elektro-Zentralheizung (z.B. Wärmepumpe), mehrere Elektroheizungen, die Raum für Raum installiert werden (z.B. Nachtspeicherheizungen und Infrarot-Heizungen), nur um einen Teil des Wärmebedarfs durch z.B. eine Warmwasser-Wärmepumpe zu gedecken. Eine exotisch und umweltfreundliche Variante zum Erwärmen mit Fotovoltaik ist die WP.

Je nach Grösse des Puffers kann die erzeugte Abwärme auch längerer und weniger verlustfrei gespeichert werden als in einer nächtlichen Speicherheizung. Für die Verbindung zwischen der Photovoltaikanlage und einer Wärmepumpenheizanlage stehen auf dem Strommarkt bereits mehrere technologische Kommunikationsmöglichkeiten zur Verfügung. Auf der Wärmepumpenseite ist das Funktionsprinzip für die meisten Hersteller gleich.

Das " SG Ready Input " (SG = Smart Grid) fungiert als Interface für die WP, so dass sie auf einen Überfluss an Solarstrom mitwirken kann. Das optimale Dimensionsverhältnis von WP und PV-Anlage, um einen größtmöglichen Anstieg des Eigenverbrauchs von Photovoltaikstrom durch die WP zu erreichen, kann nicht allgemein abgeschätzt werden, da andere Größen wie der Wärmeleistungsbedarf der WP und der daraus resultierende Strombedarf der WP sowie das Nutzungsverhalten des Haushaltsstroms je nach Einsatzsituation einzeln bewertet werden müssen.

Warmwasserwärmepumpen sind eine unkomplizierte und effektive Methode, um mindestens die Warmwasserbereitung mit Solarstrom zu betreiben. Der Anschluss einer eigenen Photovoltaikanlage zur Steigerung des Eigenbedarfs und vor allem die umweltfreundliche Erwärmung des Brauchwassers über die WP wird oft ab Werk mit einem potenzialfreien Schalteingang versehen. Diese produzieren Energie aus Elektrizität. Photovoltaische Heizung dagegen führt dazu, dass sich selbst ein Stromverbrauch wie ein Nachtspeicher auszahlen kann.

Eine gezielte Wahl davon ist wichtig: So kann beispielsweise die Einstrom-Infrarotheizung eine vernünftige Applikation für das Erwärmen mit Photovoltaik sein. Die zweiwertige Heizung mit Photovoltaik erfolgt über einen Heizkörper, der das Betriebswasser oder das Betriebs- und Heizwasser aufheizt. Je nach Größe des Haushalts oder seinem Heißwasserbedarf und nach Abrechnung des gleichzeitig im Haus konsumierten Sonnenstroms liegt die Solarabdeckung für die Warmwasserbereitung oft bei 80 vH.

Heizsysteme, die von einem Thermostab zur Unterstützung der Trinkwassererwärmung getragen werden, und Heizsysteme können oft einen noch höheren Teil der Solarstromerträge für Heizzwecke ausnutzen. Es ist zu berücksichtigen, dass die Stromaufnahme des Heizelements einstellbar ist, um die Stromaufnahme an die aktuelle überschüssige Solarleistung anzupass. Denn der Solarstromüberschuss ist oft geringer als die Heizleistung von ca. 2 bis 5 kW.

Weshalb ist das Erwärmen mit Photovoltaik so lohnend? Zunächst wurden PV-Anlagen ausschliesslich zur Erzeugung von Solarstrom, zur Einspeisung in das Stromnetz und zur Verteilung einer Vergütung eingesetzt. Dank niedrigerer Solarmodulpreise wird die Photovoltaikanlage als System für den privaten Verbrauch immer wichtiger. Weil die fossilen Brennstoffe weiter mit ständig ansteigenden Beschaffungskosten belastet sein werden und gleichzeitig die Produktionskosten für PV-Strom sinken werden, ist gerade die Elektroheizung mit Photovoltaik eine der finanzwirtschaftlich interessan-test.....

Bei der direkten elektrischen Photovoltaik-Heizung mittels eines Heizstabes sind die Wärmeerzeugungskosten noch geringer als bei der zusätzlichen Heizung mit Solarthermieanlagen. Vergleiche direkte Angebote für PV-Systeme & Speicher kostenfrei! "Das Thema Heiztechnik mit Photovoltaik" wurde zuletzt am 18.10.2017 aufgegriffen.

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