Wärmepumpe & PV: Grünen Strom vom Dach selbst nutzen
Mit einer Wärmepumpe erschließt man sich eine unerschöpfliche Energiequelle auf dem eigenen Grundstück. Damit gewinnen Bauherren ein hohes Maß an Unabhängigkeit von den fossilen Energieträgern.
Wärmepumpen und PV-Anlagen sind ein kongeniales Dreamteam: Ein flexibles Wärmepumpensystem kann den selbst produzierten Ökostrom in Form von Wärme speichern, die es in Trinkwarmwasser- und Pufferspeichern sowie im Gebäude selber einlagert. Die Wärme steht anschließend ohne Komfortverluste für die Bewohner bereit. Dieses „Power to Heat“-Prinzip ist besonders effizient, da Wärmepumpen durch die Nutzung regenerativer Umweltwärme mit einer Einheit Strom als Antriebsenergie 3 bis 4 Einheiten Wärme erzeugen.
Das Verfahren eignet sich für Hausbesitzer, die den Eigenverbrauch ihrer Solaranlage erhöhen wollen: 30 bis 50 Prozent des benötigten Stroms für den Betrieb der Wärmepumpe können so durchschnittlich selber produziert und direkt verbraucht werden. Eine auf den Eigenverbrauch optimierte Photovoltaik/ Wärmepumpen-Kombination erreicht – ganz ohne teure Batteriespeicher – eine Eigenverbrauchsquote von bis zu 70 Prozent.
Beispiele aus der Praxis: EFH in Kassel; Altbau 1960; Neubau 2015
PV-T & Wärmepumpe
Ein PVT-Kollektor nutzt die Sonnenenergie gleich doppelt. Das an der Moduloberfläche angebrachte Photovoltaikmodul (PV) wandelt die Solarstrahlung in Strom um. Der auf der Rückseite angebrauchte Wärmetauscher verwendet die thermische (T) Energie die in der Außenluft enthalten ist als Wärmequelle für die Wärmepumpe. Ähnlich wie bei einer Solarthermieanlage wird die Wärme über zwei diffusionsdicht gedämmte Leitungen in den Technikraum befördert.
Bei einem PVT-Kollektor wird also kein zusätzlicher Platz auf dem Grundstück benötigt. Würde man den Wärmetauscher ausrollen, wäre dieser ca. acht Mal so groß wie das Modul selbst. Aufgrund der großen Fläche ist auch ein Wärmeentzug bei Minusgraden möglich, sodass neben der angeschlossenen Wärmepumpe kein zusätzlicher Wärmeerzeuger notwendig ist. Lediglich die Dachfläche muss groß genug sein. Somit ist er eine ideale Ergänzung zu bewährten Quellen von Wärmepumpen. Die Wechselwirkung zwischen PV- und T-Modul ruft einen zusätzlichen Vorteil hervor. Aufgrund des Wärmeentzugs auf der Modulrückseite bei Wärmepumpenbetrieb wird das gesamte Modul abgekühlt, was wiederum die Effizienz der Stromproduktion erhöht. Auch ohne Wärmepumpenbetrieb bleiben PVT-Kollektoren im Vergleich zu marktüblichen Solartkollektoren kühler, was PV-Modul und Wärmeträgerflüssigkeit schont.
Beispiele aus der Praxis:
PVT und Wärmepumpe im saarländischen Mehrfamilienhaus
KfW-40+-Standard mit Wärmepumpe und PVT
Solarenergie unterstützt Wärmepumpe im Massivhaus
FAQ
Ist PVT das Gleiche wie Solarthermie?
Nein, PVT und Solarthermie sind nicht dasselbe. Solarthermie nutzt zur Erwärmung des Brauchwassers oder zur Heizungsunterstützung ausschließlich die Wärme aus der Sonnenstrahlung. PVT-Module hingegen kombinieren Photovoltaik und Wärmepumpentechnologie: Sie erzeugen Strom aus Sonnenlicht und nutzen zu 80 % die Umgebungsluft zur Wärmegewinnung. Dadurch arbeiten PVT-Module auch nachts und im Winter, wodurch Sie in Kombination mit einer (PVT-)Wärmepumpe das Haus ganzjährig ohne weitere Wärmeerzeuger beheizen. Im technischen Aufbau liegt der große Unterschied im Lamellenwärmetauscher der PVT-Module, der durch die große Fläche zu jeder Tages- und Jahreszeit ausreichend Energie für den jeweiligen Wärmebedarf aufnimmt.
Überhitzen die PVT-Module im Sommer, wenn nicht geheizt wird?
Nein, ein PVT-Modul überhitzt im Sommer nicht. Ganz im Gegenteil: Sobald die Temperatur des Moduls die Außentemperatur übersteigt, gibt der Lamellenwärmetauscher die Wärme effizient an die Umgebungsluft ab – ähnlich wie ein passiver Kühlkörper. Dadurch bleibt die Temperatur des PVT-Moduls in der Praxis etwa 20–25 K niedriger als bei herkömmlichen PV-Modulen.
Heizt ein PVT-System auch im Winter zuverlässig?
Bei der Kombination aus PVT-Modulen und PVT-Wärmepumpe lässt sich auch bei Minustemperaturen und Schnee auf den Modulen ausreichend Wärmeenergie gewinnen. Denn das Gylkol-Gemisch in den Leitungen der PVT-Module ist kälter als die Umgebungsluft. So wandert die Wärme nach dem physikalischen Prinzip von “warm” zu “kalt”.