Heizstäbe können die Eigenverbrauchsquote erhöhen

Solarstrom wird auch für Warmwasser interessant

PV soll künftig vermehrt für Warmwasser sorgen. © P. Grund-Ludwig

Die Debatte um die Nutzung von Strom zur Warmwasserzeugung erhält durch den höheren Anteil Erneuerbarer am Strommix neue Nahrung.

Mit Strom Wärme zu erzeugen, gilt als wenig wirtschaftlich. Doch inzwischen gibt es Anlagen, die per Heizstab überschüssigen Strom aus Photovoltaik-Anlagen zur Erhitzung von Wasserspeichern verwenden und damit den Eigenstromverbrauch erhöhen. Aber macht das Sinn?

Dirk Mobers von der EnergieAgentur.NRW in Wuppertal ist skeptisch. "Da muss man sich die Wirtschaftlichkeit genau anschauen", so der Leiter des Themenfeldes "Energieeffizientes und Solares Bauen". "In der Vergangenheit hat das überhaupt keinen Sinn gemacht, weil die Einspeisevergütung so hoch war, dass das nicht interessant war. Jetzt ist sie zwar gesunken, aber die Frage bleibt, ob ich es mir gönnen möchte, meinen Strom selbst zu nutzen. Wenn ich Strom in Wärme umwandle, muss ich mir überlegen, wie teuer wäre die Wärme, wenn ich sie anders selbst produzieren würde."

Einspeisevergütung ist lukrativer als Wärmeerzeugung

Wer den überschüssigen Strom ins Netz einspeist, erhält dafür 12 Cent an Einspeisevergütung. Umgekehrt koste eine Kilowattstunde Wärme - beispielsweise bei einer Gasheizung - etwa 8 bis 10 Cent die Kilowattstunde. Mobers: "Das heißt, es ist im Moment immer noch günstiger, den Strom einzuspeisen und die Einspeisevergütung zu nehmen, und die Warmwasserbereitung selbst über den Gaskessel zu betreiben." Zum selben Ergebnis gelangt auch Martin Brandis, Energieexperte der Verbraucherzentrale in Berlin. "Mit dieser Form der Stromnutzung kommen Sie nicht auf Ihre Kosten. Als Verbraucher stehen Sie finanziell besser da, wenn Sie den Strom, den Sie nicht nutzen, einspeisen."

Technisch allerdings sei eine solche Anlage "sinnvoll, ohne Frage", auch beim Blick auf den Wirkungsgrad. "Der ist in der Regel ganz ordentlich, weil Sie wenig Wärmeverluste haben", so der Experte. In der Regel gebe es für einen normalen Haushalt im Einfamilienhaus einen 100 bis 200 Liter großen Warmwasserspeicher, der mit einer Wärmedämmung ummantelt sei. In diesen sei der Heizstab wie eine Art Tauchsieder eingebaut, der dann elektrisch das Wasser aufheize.

Wirkungsgrad ist bei PV-Nutzung hoch

Brandis geht davon aus, dass solche Anlagen über eine gute Dämmung verfügen und der Wirkungsgrad mehr als 90 Prozent betrage - und damit deutlich höher sei als bei einer zentral beheizten Warmwasseranlage über Gas und Öl.

Doch unabhängig von allen finanziellen und technischen Erwägungen zählt nach Ansicht der Energieberater gerade bei Photovoltaik-Anlagen eine andere Komponente bei den Verbrauchern: die emotionale. "Den meisten Verbrauchern geht es in diesem Zusammenhang ja gar nicht darum, auf ihre Kosten zu kommen, sondern eine ganz starke Motivation liegt darin, einen möglichst hohen Anteil seines Stroms selbst zu erzeugen. Das ist das wesentlich stärkere Motiv", so Brandis.

Eigenproduktion ist eine Frage der persönlichen Einstellung

Eine Einschätzung, die auch Dirk Mobers von der EnergieAgentur.NRW teilt: "Wenn man Warmwasser aus Photovoltaik erzeugen will, ist das vor allem eine Frage der persönlichen Einstellung. Das heißt, ich verzichte dann auf zwei Cent der Wirtschaftlichkeit, habe aber ein gutes Gewissen, weil ich meine regenerative Energie selbst herstelle und im Haus behalte. Und manche Verbraucher sagen sich: Wenn ich schon eine Photovoltaik-Anlage habe, dann möchte ich den Strom auch für meine Energiebedürfnisse verwenden."

Der Experte hat an einem Beispiel nachgerechnet, was die Warmwasseraufbereitung aus einer PV-Anlage unterm Strich "kostet": Er geht davon aus, dass eine übliche 10-kWp-Anlage im Jahr rund 8.500 Kilowattstunden im Jahr leistet. Bei einem Vier-Personen-Haushalt mit einem Warmwasserbedarf von rund 3.000 Kilowattstunden pro Jahr, die dann komplett über die PV-Anlage erzeugt würden, wären es ungefähr 60 Euro "Verlust" für den Verbraucher, die er sich nicht als Einspeisevergütung auszahlen lassen würde. "Das kann man sicherlich mal machen, dafür, dass man den Strom selbst nutzt", meint Mobers.

Aus anderen Gründen steht er dieser Variante dennoch kritisch gegenüber: "Ich bin skeptisch, wenn man aus wertvollem Strom Wärme macht", gibt er zu. "Strom ist unser höchstwertiger Energieträger, den wir haben. Deshalb bin ich eigentlich ein Freund davon, lieber über Einspeisung ins Netz den anderen Verbrauchern Strom als Strom zur Verfügung zu stellen, damit sie auch hochwertige Anwendungen bedienen können."

Primärenergiefaktor macht Wärme aus Strom attraktiver

Auch bei der Verbraucherzentrale ist dies ein Thema. "Wir haben als Energieberater früher immer gesagt: Strom im Wärmemarkt, das wollen wir nicht haben, weil man viel leichter primärenergetisch Wärme erzeugen kann", sagt Energieexperte Martin Brandis. "Das war jedoch zu einer Zeit, als der Primärenergiefaktor für Strom bei 3, 0 lag." Das heißt, man benötigte 3 Kilowattstunden Primärenergie für eine Kilowattstunde Wärme und kam deshalb zu dem Ergebnis, dass es sinnvoller sei, direkt über Primärenergie zu heizen. "Das wird jedoch mehr und mehr anders", so Brandis.

In der Energieeinsparverordnung EnEV 2014 liege der Primärenergiefaktor für Strom aufgrund des gestiegenen Anteils erneuerbarer Energien aktuell bei 1,8. Brandis: "Von daher dürfen wir Strom im Wärmemarkt etwas anders bewerten, und auch Solarstromwarmwasseranlagen sind perspektivisch zunehmend interessant."

Auch wenn es sich seiner Ansicht nach hier noch um eine "kleine Nische" handle, weil die meisten Haushalte über eine klassische Öl- oder Gasheizung verfügten, in denen ein zentraler Warmwasserspeicher integriert ist, und eine Nachrüstung mit einem Heizstab oft gar nicht möglich sei. "Deshalb wird die Technik 'Warmwasser aus PV' im Moment wenig genutzt", so die Bilanz des Energieexperten, "aber es gibt Perspektiven, die sagen: Es werden mehr, und es Gründe, die dafür sprechen."

Eigenverbrauch lässt sich auch über Batteriespeicher erhöhen

Dem Bundesverband Solarwirtschaft in Berlin liegen bislang keine statistischen Erhebungen zur Nutzung von Solarstrom für die Warmwasserbereitung vor. "Als Verband haben wir diese Anwendung bislang nicht aktiv beworben", sagt Hauptgeschäftsführer Carsten Körnig auf Anfrage. Das dürfte für den Verband auch ein Problem sein, da er auch die Hersteller von Solarthermieanlagen vertritt.

"Um die Eigenverbrauchsquoten bei eigenen Solarstromanlagen zu erhöhen, bietet sich in der Regel die Anschaffung und fachgerechte Auslegung von Batteriespeichern an, deren Preise in den letzten Jahren ebenfalls massiv gesunken sind." Sie ermöglichten es, die Verfügbarkeit des selbst erzeugten Solarstroms von Wetter und Tageszeit zu entkoppeln und diesen bedarfsgerecht bereitzustellen.

Prinzipiell habe sich seiner Auskunft nach für die Warmwasserbereitung die Installation einer Solarthermie-Anlage bewährt. Sie lasse sich mit jeder vorhandenen Heizungsanlage kombinieren und könne - je nach Größe der Anlage und des Wärmespeichers - auch zur Unterstützung der Raumheizung eingesetzt werden. In den Sommermonaten könne sie den konventionellen Heizkessel vollständig ersetzen. "Solarthermie ist ausgereift, zuverlässig und äußerst langlebig", wirbt der Hauptgeschäftsführer für diese Technik. In Deutschland seien bereits mehr als zwei Millionen Solarthermie-Anlagen installiert. "Auch die Speicherung von Überschussenergie aus PV-Anlagen in Wärmespeichern kann in bestimmten Fällen sinnvoll sein, zum Beispiel, wenn in Bestandsgebäuden bereits elektrische Warmwasserbereiter verfügbar sind", so Körnig.  Katja Sponholz

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Kommentare (8)

  1. Thomas Venhorst am 06.12.2016
    Hier fehlt leider der Hinweis auf den durchaus sinnvolleren Einsatz einer Trinkwasser- Wärmepumpe.
  2. Andy am 06.12.2016
    Ich denke man könnte nicht nur Warmwasser sondern in der Übergangszeit auch Heizen mit einer Wärmepumpe mit Solarstrom betrieben.
  3. Dipl. Ing. Axel Creifelds am 13.12.2016
    Solarstrom ist wirtschaftlich am Besten nutzbar in der Kombi WP + PVA.
    Schließlich \"veredelt\" eine WP PV Strom um den Faktor 3...5, je nach Quelle und Anlagenkonfiguration.
    Insbesondere, wenn Aspekte Kühlung und E-Mobilität zusätzlich mitbetrachtet werden.
    Der Eigenverbrauch einer PVA tendiert dabei gegen 100%.

    PVA mit einem Verbrennungswärmeerzeuger zu kombinieren, ist wirtschaftlich selten sinnvoll.
  4. Ernst Stahlberger am 13.12.2016
    Photothermie versus Photovoltaik
    Praxiserfahrungen:
    Thermie Voltaik

    Sommer 90°C Wasser viel zu heiß Reststrom einspeisbar

    Winter Außentemperatur abhängig nicht abhängig,wenn
    wenig bis kein Ertrag Sonne dann Strom
    Baukosten niedriger höher(Preisesinken)
    1 Gewerk 2 Gewerke
    Dachfläche kleiner größer


    Ich gebe Photovoltaik den Vorzug.
  5. Tobias Bucher am 14.12.2016
    Ich habe auf meinem Dach eine thermische Solaranlage und eine PV-Anlage nebeneinander. Sehr oft kann die thermische Solaranlage keine Wärme in den WW-Speicher bringen kann weil er voll aufgeheizt ist. In dieser Zeit könnte eine PV-Anlage immer noch Strom erzeugen. Wenn meine thermische Solaranlage mal den Geist aufgibt oder wieder eine größere Reparatur ansteht (zuletzt das Ausdehnungsgefäß) fliegt sie vom Dach und wird durch eine PV-Anlage mit Heizstab ersetzt. Meine PV-Anlage musste ich noch nie warten lassen die themische Anlage jedoch jedes Jahr. Das erzeugt über die Lebensdauer sehr viele Kosten.
  6. Rugby64 am 14.12.2016
    Solarthermische Anlagen machen nur mit einem stark überdimensionierten Wärmespeicher in Sonnenhäusern Sinn. Für das normale Einfamilienhaus ist PV Thermie mittlerweile günstiger. Eine Brauchwasserwärmepumpe benötigt einen passenden Aufstellort. Mit der Pumpe im Winter Außenluft zu ziehen ist nicht sinnvoll. Gleichstromsysteme mit Heizstab sind inzwischen sehr günstig und eine Alternative.
  7. Dipl.Ing. Andreas Wagner am 15.12.2016
    Sonnenkollektoren sind bei größerem Wamrmwasserbedarf u. Heizungsunterstützung sinnvoll. Bei kleinerem Bedarf bis ca. 4 Personen ist die solar elektrische Warmwasserbereitung (PV speist nur den WW-Speicher)ökonomischer wg. halbierter Montagezeit (siehe \"Sonne Wind Wärme\" Ausgabe 10/2016).
    Auch im Mehrfamilienhaus kann so dezentral solar Warmwasser erzeugt werden. So wird das Legionellenproblem von zentralen Zirkulationsleitungen eliminiert.
    Rein theoretisch ist die Warmwasserwärmepumpe plus PV effizienter. In der Realität jedoch nicht, da die Warmwasser WP mit der ständig variierenden Solarleistung nicht umgehen kann.
  8. E Müller am 17.12.2016
    Alles schön und gut, doch was für Möglichkeiten haben PV-Altanlagenbetreiber, bei denen die (rel. hohe) Einspeisevergütung in ein paar Jahren zu Ende ist? Batteriespeicher bei einer alten PV-Anlage macht m.M. wenig Sinn. Ein Elektrofahrzeug habe ich auch (noch) nicht, also was bleibt anderes, als den PV-Strom dann in den WW-Pufferspeicher zu heizen!?

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