Das Idee klingt toll: die Solaranlage produziert den Strom und wird effizient mit der Wärmepumpe zum Heizen genutzt. Wie gut funktioniert das?
Größe der Photovoltaikanlage
Um es vorweg zu nehmen: eine Photovoltaikanlage müsste ein vielfaches größer sein, als es auf einem normalen Wohnhaus möglich ist, damit dies wirklich funktioniert. In den Herbst- und Frühlingsmonaten ist aber zumindest eine Unterstützung der Wärmepumpe mit Solarstrom möglich. Bei unserem Haus würde der aktuelle Jahresertrag von ca. 10,5kWp nicht ausreichen, selbst wenn dieser immer genau dann erzeugt würde, wenn die Wärmepumpe dies benötigt.
Solarertrag im Winter
Schauen wir uns die absoluten Stromerzeugungswerte und Verbrauchswerte einer Wärmepumpe an sieht das erstmal positiv aus. Eine Solaranlage mit ca. 10kWp und damit ca. 10.000kWh erwartbarer Ertrag (kann durch Standort und Ausrichtung abweichen) würde selbst für einen Altbau mit angenommenen 30.000kWh Wärmebedarf ausreichen, wenn die Wärmepumpe einen SCOP von 3-4 erreicht.
Schauen wir uns das ganze genauer an, dann wird allerdings schnell klar: im Sommer erzeugen wir viel mehr Strom als benötigt, im Winter haben wir so wenig Strom, dass es selbst ohne Wärmepumpe nicht ausreicht.
Die hellen Stunden in den Wintermonaten sind deutlich kürzer. Außerdem ist der Winkel der Sonne zur Erde deutlich kleiner, was auch Einfluss auf den Ertrag hat. Am optimalsten ist es, wenn die Sonne im 90° Winkel auf die Solarmodule auftrifft. Dies führt zu einem deutlich niedrigeren Ertrag im Winter.
Bei unserer 10kWp Anlage sind im Winter an guten Tagen vielleicht 10kWh Ertrag aus der Photovoltaikanlage zu erwarten. Dies reicht kaum für unseren normalen Stromverbrauch in unserem Haushalt für einen Wintertag aus – ohne Berücksichtigung von Wärmebedarf einer Heizung.
Wir haben zwar noch weitere Dachflächen, mit denen wir vielleicht insgesamt 30kWp erreichen würden. Aber selbst dies würde nicht ausreichen, um die Wärmepumpe an kalten Dezembertagen nennenswert zu unterstützen.
Ich bin aktuell noch in der genauen Auswertung des Brennstoffverbrauchs des letzten Winters um daraus einmal für den schlechtesten Tag die Größe der Photovoltaikanlage abzuschätzen. Ich schätze das es bei unserem Haus mit ca. 25.000kWh Gasverbrauch für Heizung pro Jahr eine Solaranlage mit ca. 50kWp bis 100kWp bedarf um damit die Wärmepumpe auch im Winter versorgen zu können. Über das Tool PVGIS kann der erwartete Ertrag für die eigene Anlage bis auf den Tag abgeschätzt werden um dies mit dem benötigte Strom der Wärmepumpe abzugleichen.
Strom aus dem Sommer nicht für den Winter speicherbar
Aufgrund der niedrigen Solar-Erträge im Winter und überschüssigen Erträge im Sommer wäre es naheliegend den Strom im Sommer zu speichern und dann im Winter zu nutzen.
Viele Solaranlagen werden inzwischen mit Speichersystemen verkauft. Wir haben uns zwar auch für einen Speicher entschieden, rein wirtschaftlich betrachtet verschlechtern diese aber in den meisten Fällen den Gewinn einer Photovoltaikanlage. Dies ist auch bei uns der Fall. Unser Akku hat 7,7kWh Kapazität. Dies reicht wie weiter oben bereits beschrieben nicht einmal für unseren Stromverbrauch für einen Tag aus. Er dient lediglich der Deckung der Grundlast in der Nacht und um etwas unabhängiger vom Stromnetz zu sein. Um Solarstrom aus dem Sommer für den Winter zu nutzen ist dies gänzlich ungeeignet.
Ökologisch halte ich persönlich die Speicher auch für fragwürdig. Die Lithium-Eisenphosphat (LiFePo4) Akkus benötigen viele Rohstoffe, können schwierig recycelt werden und das Speichern ist immer mit Verlusten verbunden. Umweltfreundlicher wäre es also nicht einzuspeichern, sondern den Strom zum Zeitpunkt der Erzeugung anderen zum Verbrauch zur Verfügung zu stellen. Somit könnte im Sommer Kohle-, Gas- und Atomstrom eingespart werden.
Eine andere Interessante Lösung sind Wasserstoffspeicher. Diese lohnen sich aber im Privathaushalt aufgrund der hohen Kosten aus meiner Sicht ebenfalls nicht. Weiteres dazu kannst du in meinem Beitrag https://sthome.de/stromspeicher-wasserstoff-photovoltaikanlage/ lesen.
