Wärmepumpe mit Photovoltaik Erfahrungen: Ertrag, Verbrauch und Speicher
- Photovoltaik mit Wärmepumpe Erfahrungen: Lohnt sich das?
- Wärmepumpe mit Photovoltaik Erfahrungen Winter: Praxiswerte
- Batteriespeicher und Warmwasserspeicher richtig nutzen
- Energiemanagement: PV, Speicher und Wärmepumpe abstimmen
- Praxistipps für die Kombination aus PV und Wärmepumpe
- Smarte Speicher für PV und Wärmepumpe
- Fazit: Wärmepumpe mit Photovoltaik Erfahrungen im Überblick
- FAQ
Im Sommer liefert das Dach reichlich Strom, doch die Heizung steht fast still. Im Winter kehrt sich das Verhältnis um, der Heizbedarf steigt, und die Photovoltaikanlage liefert am wenigsten. Wer nach Wärmepumpe mit Photovoltaik Erfahrungen sucht, will wissen, was von der Kombination im kalten Alltag übrig bleibt.
Trotz dieser Gegenläufigkeit kann sich die Kombination lohnen, denn jede selbst erzeugte Kilowattstunde senkt den Netzbezug. Praxiswerte aus Feldtests und Messreihen sagen dazu mehr als Herstellerangaben, die oft Idealbedingungen unterstellen.
Der Beitrag behandelt saisonale Praxiswerte, den Winterertrag, Batterie- und Warmwasserspeicher, Energiemanagement, Praxistipps und smarte Speicher. Dasselbe Prinzip, Solarstrom vom Tag in den Abend zu verschieben, steckt übrigens auch in einem Balkonkraftwerk mit Speicher, nur im kleineren Maßstab.
Photovoltaik mit Wärmepumpe Erfahrungen: Lohnt sich das?
Eine Photovoltaikanlage erhöht den Eigenverbrauch, senkt den Netzbezug und damit die Heizkosten. Wie stark der Effekt ausfällt, hängt zuerst von der Effizienz der Wärmepumpe ab. Das Fraunhofer ISE hat im Feldtest »WP-QS im Bestand« 77 Anlagen in Bestandsgebäuden vermessen, 61 davon Luft/Wasser-Geräte. Laut Pressemitteilung des Instituts lag deren Jahresarbeitszahl im Mittel bei 3,4, am schlechtesten Standort bei 2,6 und am besten bei 4,9. Erdwärmeanlagen kamen im Mittel auf 4,3.
Eine Jahresarbeitszahl von 3,4 heißt, dass aus einer Kilowattstunde Strom im Schnitt 3,4 Kilowattstunden Wärme entstehen. Die Spanne von 2,6 bis 4,9 zeigt, dass Anlagen derselben Bauart sehr unterschiedlich abschneiden. Je effizienter die Wärmepumpe läuft, desto weniger Solarstrom muss fürs Heizen bereitstehen.
Für die Solarseite liefert die HTW Berlin Simulationsergebnisse. Bei 10 kWp und ohne Batterie erreichten Einfamilienhäuser mit Wärmepumpe laut Tjaden et al. einen Autarkiegrad von 20 bis 33 Prozent, mit einem 6-kWh-Speicher waren es 40 bis 58 Prozent. Das sind Rechenwerte für einen Standort, aber sie bieten eine brauchbare Orientierung für die Frage, wie viel Strom die Anlage über das Jahr selbst deckt.
Wärmepumpe mit Photovoltaik Erfahrungen Winter: Praxiswerte
Heizbedarf und Solarertrag laufen über das Jahr gegeneinander. Wann das Dach viel liefert, braucht das Haus wenig Wärme, und umgekehrt. Ein Beispielhaus macht das sichtbar, die Annahmen stehen offen auf dem Tisch.
Das Haus hat 150 Quadratmeter, einen Wärmebedarf von 15.000 Kilowattstunden für die Heizung und 3.000 für das Warmwasser. Mit der Jahresarbeitszahl 3,4 aus dem Feldtest ergibt das rund 5.300 Kilowattstunden Strom im Jahr. Die Photovoltaikanlage hat 10 kWp, ist nach Süden ausgerichtet und 35 Grad geneigt, nach co2online liegt der ideale Bereich bei 30 bis 35 Grad. Als Jahresertrag gelten 1.055 Kilowattstunden je kWp, der Richtwert für Berlin, das sind 10.550 Kilowattstunden. Wie sich Ertrag und Wärmebedarf auf die Monate verteilen, ist eine Modellannahme für einen typischen Verlauf in Deutschland und kein Messwert. Für den eigenen Standort sollte man den Monatsverlauf vor der Planung mit dem PVGIS-Rechner der EU-Kommission prüfen.
Beispielhaus im Jahresverlauf (Modellrechnung)
Monat | Solarertrag (kWh) | Strombedarf Wärmepumpe (kWh) | Ertrag im Verhältnis zum Bedarf |
Januar | 300 | 910 | 32 % |
Februar | 510 | 740 | 69 % |
März | 900 | 650 | über 100 % |
April | 1.210 | 430 | über 100 % |
Mai | 1.370 | 210 | über 100 % |
Juni | 1.370 | 100 | über 100 % |
Juli | 1.420 | 70 | über 100 % |
August | 1.270 | 70 | über 100 % |
September | 1.000 | 180 | über 100 % |
Oktober | 650 | 430 | über 100 % |
November | 320 | 690 | 46 % |
Dezember | 230 | 820 | 28 % |
Jahr | 10.550 | 5.300 | rund 200 % |
Rechnerisch erzeugt die Anlage über das Jahr doppelt so viel Strom, wie die Wärmepumpe braucht. Im Dezember deckt der Ertrag bilanziell nur 28 Prozent des Bedarfs, im Januar 32 Prozent und im November 46 Prozent. Bilanziell heißt dabei, dass Monatssummen verglichen werden. Erzeugung und Verbrauch fallen aber selten zur selben Stunde an, deshalb liegt der tatsächlich nutzbare Anteil darunter. Das passt zu den Hinweisen der Verbraucherzentrale, dass Photovoltaik den Strombedarf einer Wärmepumpe im Winter nicht allein deckt.
Wie viel Strom liefert eine PV-Anlage im Winter?
Im Beispiel kommen von Dezember bis Februar rund 1.040 Kilowattstunden zusammen, knapp 10 Prozent des Jahresertrags. Im Dezember sind es im Schnitt 7,5 Kilowattstunden am Tag. An einem klaren Dezembertag mit Südausrichtung und optimaler Neigung rechnet co2online mit Stundenwerten von bis zu 0,25 Kilowattstunden je kWp, summiert sind das rund 1,2 Kilowattstunden je kWp, bei 10 kWp also etwa 12 Kilowattstunden. Trübe Tage bleiben deutlich darunter.
Ausrichtung und Standort verschieben die Werte. Südwest oder Südost kosten laut co2online 5 bis 10 Prozent Ertrag, Ost oder West 15 bis 20 Prozent, und München bringt im Schnitt 20 bis 30 Prozent mehr als Kiel. Verschattung nennt co2online einen echten Ertragskiller, im Winter wirkt sie stark, weil die Sonne tief steht und schon ein Nachbarhaus oder ein Schornstein lange Schatten wirft. Auch Schnee auf den Modulen kann den Ertrag zeitweise blockieren.
Als realistischer Deckungsanteil im Winter gelten deshalb nicht die 100 Prozent aus dem Prospekt. Im Beispiel liegt die Obergrenze im Dezember und Januar bei rund 30 Prozent, und davon wird nur der Teil direkt oder über einen Speicher genutzt, der zur passenden Zeit anfällt.
Batteriespeicher und Warmwasserspeicher richtig nutzen
Beide Speicher haben unterschiedliche Aufgaben. Der Batteriespeicher hält Strom vor, der Warmwasserspeicher hält Wärme vor. Zusammen glätten sie den Tag, ersetzen aber nicht die fehlende Sonne im Dezember.
Batteriespeicher: Solarstrom in den Abend verschieben
Der Speicher nimmt Mittagsüberschüsse auf und gibt sie am Abend und in der Nacht ab. In der HTW-Simulation hob ein 6-kWh-Speicher den Autarkiegrad bei 10 kWp von 20 bis 33 auf 40 bis 58 Prozent, der Batteriespeicher hatte dort den größten Einfluss aller untersuchten Maßnahmen. Mehr zur Auslegung steht im Beitrag über einen Batteriespeicher mit 5 kWh.
Im tiefen Winter stößt er an Grenzen. Im Beispiel braucht die Wärmepumpe im Dezember rund 26,5 Kilowattstunden am Tag, die Anlage liefert im Schnitt 7,5. Ein Speicher mit 5 Kilowattstunden füllt sich an trüben Tagen gar nicht, und an guten Tagen ist er am Abend schnell leer. Der Netzbezug bleibt in den Monaten November bis Januar der größte Posten. Im Frühjahr und Herbst, wenn der Ertrag über dem Bedarf liegt, arbeitet der Speicher dagegen fast jeden Tag.
Warmwasserspeicher als thermischer Puffer
Der Warmwasserspeicher nimmt Wärme auf, wenn Solarstrom da ist. Tagsüber erwärmt die Wärmepumpe das Wasser, am Abend und Morgen wird es genutzt. Mit eigenem Solarstrom wird die Warmwasserbereitung laut Verbraucherzentrale oft unschlagbar günstig. Als Faustregel nennt sie etwa 50 Liter Speichervolumen je Person, also rund 200 Liter für vier Personen, größere Speicher erhöhen die Verluste.
Im Beispiel sind es 3.000 Kilowattstunden Wärme im Jahr, bei der Jahresarbeitszahl 3,4 rund 880 Kilowattstunden Strom oder 2,4 Kilowattstunden am Tag. Diese Menge passt selbst im Dezember in die Mittagsstunden, an einem sonnigen Tag sogar mit Reserve. Die Pufferwirkung glättet außerdem die Laufzeiten, die Wärmepumpe schaltet seltener ein und aus. Die HTW-Simulation bestätigt den Nutzen, denn eine Ansteuerung nach SG-Ready steigerte den Autarkiegrad ohne Batterie um 7 bis 9 Prozentpunkte. Zu beachten ist die Legionellenvorsorge, das Wasser muss zeitweise auf mindestens 60 °C kommen.
Energiemanagement: PV, Speicher und Wärmepumpe abstimmen
Ein Energiemanagementsystem erfasst die Energieflüsse im Haushalt und entscheidet, wann die Batterie lädt und wann flexible Verbraucher wie die Wärmepumpe Strom ziehen. Nach der Verbraucherzentrale werden Verbrauch und Erzeugung unter anderem anhand von Wetterdaten prognostiziert. Kündigt sich ein sonniger Tag an, kann das System den Warmwasserspeicher auf den Mittag legen, statt ihn nachts mit Netzstrom aufzuheizen.
Die Verbraucherzentrale nennt für neuere Systeme einen Vorteil von etwa 20 bis 30 Cent je Kilowattstunde, die man selbst nutzt statt einspeist. Die Anschaffung kann bei Einbindung von Photovoltaik, Speicher und Wärmepumpe schnell über 1.000 Euro kosten, bei manchen Anbietern kommen monatliche Cloud-Gebühren im zweistelligen Bereich hinzu.
Daneben gilt für Wärmepumpen eine Regel des Netzbetreibers. Nach der Bundesnetzagentur müssen sich steuerbare Verbrauchseinrichtungen mit mehr als 4,2 kW Anschlussleistung seit dem 1. Januar 2024 dimmen lassen, dazu zählen Wärmepumpen. Der Netzbetreiber darf bei Überlastung zeitweise auf 4,2 kW begrenzen, diese Mindestleistung muss immer zur Verfügung stehen. Im Gegenzug gibt es eine Netzentgeltreduzierung.
Praxistipps für die Kombination aus PV und Wärmepumpe
Wenige Stellschrauben bringen den größten Effekt, und sie kosten meist wenig.
Warmwasser tagsüber erwärmen. Das Zeitfenster zwischen 11 und 15 Uhr liefert im Winter den meisten Solarstrom. Wer die Warmwasserbereitung dorthin legt, nutzt im Beispiel täglich 2,4 Kilowattstunden direkt.
Überschuss für den Abend speichern. Ein Batteriespeicher verschiebt die Mittagsspitze in die Abendstunden, wenn der Haushalt und die Wärmepumpe am meisten brauchen.
Die Leistung ausreichend dimensionieren. Plant man eine Photovoltaikanlage für eine Wärmepumpe, lohnt sich ein größeres Dach, denn die Verbraucherzentrale rät beim Warmwasser ausdrücklich dazu, die Anlage größer auszulegen. Im Beispiel erzeugen 10 kWp im Dezember 230 Kilowattstunden, mit 15 kWp wären es rechnerisch 345.
Die Anlage im Winter pflegen. Verschattung durch neue Äste oder Aufbauten sollte man früh erkennen. Schnee entfernt man nur, wenn das gefahrlos vom Boden aus möglich ist, sonst taut er meist von selbst.
Günstige Netzzeiten nutzen. Seit dem 1. Januar 2025 müssen alle Stromanbieter dynamische Tarife anbieten, so die Verbraucherzentrale. Mit einem solchen Tarif kann der Speicher in günstigen Stunden nachladen, soweit der Vertrag es erlaubt. Mehr zur Technik steht im Beitrag zur Wärmepumpe mit Photovoltaik.
Smarte Speicher für PV und Wärmepumpe
Wer Solarstrom für die Wärmepumpe nutzen will, braucht einen Speicher, der mit dem Bedarf wächst und sich einfach steuern lässt. Hier setzt EcoFlow mit seiner STREAM Serie an.
Erweiterbar und per App steuerbar: Das zählt
Der Strombedarf einer Wärmepumpe wächst mit dem Haus, etwa bei einer Sanierung, einem Elektroauto oder einem zusätzlichen Verbraucher. Ein Speicher sollte deshalb in Stufen erweiterbar sein, damit man nicht gleich für den größten Bedarf kauft. Die App zeigt, wie viel Strom das Dach liefert, wie viel in die Batterie fließt und wann der Netzbezug einsetzt.
Der Winterertrag aus den Praxiswerten setzt den Maßstab. Im Dezember liefert die Anlage im Beispiel nur 7,5 Kilowattstunden am Tag, ein sehr großer Speicher wäre dann kaum gefüllt. Sinnvoll ist eine Größe, die zum tatsächlichen Überschuss passt, und die Möglichkeit, später ein Modul zu ergänzen. Hinzu kommt die Betriebstemperatur, denn ein Speicher in Garage oder Keller soll auch bei Frost arbeiten.
STREAM 5000 und STREAM AC 5000 im Einsatz
Beide Speicher der STREAM Serie arbeiten bei -20 °C bis 55 °C, was im Winter zählt, wenn die Kälte den Betriebsort erreicht. Sie sind für bis zu 10.000 Zyklen ausgelegt, bieten 10 Jahre Garantie und werden per App gesteuert.
Der STREAM 5000 ist für die Erstinstallation von Solaranlage und Speicher gedacht. Er fasst 5,024 kWh, erweiterbar bis 90 kWh, der PV-Eingang liegt bei 5.000 W. Am Wechselstromausgang liefert er netzunabhängig 3.000 W, netzgekoppelt 800 bis 3.000 W. Im Beispiel entspricht die Kapazität etwa 19 Prozent des Dezember-Tagesbedarfs der Wärmepumpe von 26,5 Kilowattstunden. Der PV-Eingang deckt die Hälfte der 10 kWp des Beispielhauses ab, wie die Anlage aufgeteilt wird, klärt man mit dem Installateur.
Hängt am Dach schon eine Photovoltaikanlage ohne Speicher, ergänzt der STREAM AC 5000 sie. Er fasst ebenfalls 5,024 kWh, erweiterbar bis 90 kWh, liefert am Wechselstromausgang netzunabhängig 3.000 W, netzgekoppelt 800 bis 3.000 W und lässt sich mit minimaler Installation nachrüsten. Die Wärmepumpe des Beispiels zieht im Dezember im Schnitt rund 1,1 Kilowatt, der Speicher trägt sie damit rechnerisch etwa 4,5 Stunden, also den Abend.
Fazit: Wärmepumpe mit Photovoltaik Erfahrungen im Überblick
Die Kombination senkt die Heizkosten spürbar, im Winter deckt Solarstrom aber nur einen Teil des Bedarfs. Im Beispiel liegt die bilanzielle Obergrenze im Dezember bei 28 Prozent und im Januar bei 32 Prozent, über das Jahr erreichen Häuser dieses Typs laut HTW 20 bis 33 Prozent Autarkie ohne und 40 bis 58 Prozent mit Speicher.
Als Richtwert für 10 kWp bietet sich ein Speicher von 5 bis 6 Kilowattstunden an, wie ihn auch die HTW-Simulation nutzt. Mit dieser Größe lässt sich der Mittagsüberschuss von Frühjahr bis Herbst meist aufnehmen. Für Dezember und Januar plant man weiter mit einem Netzbezug von mindestens 70 Prozent.
FAQ
Lohnt sich eine Wärmepumpe mit Photovoltaik Erfahrungen Winter?
Ja, mit Einschränkung. Im Beispielhaus deckt der Solarertrag im Dezember bilanziell 28 Prozent des Wärmepumpenstroms, über das Jahr liegt der Ertrag bei rund dem Doppelten des Bedarfs. Die Heizkosten sinken also spürbar, im Winter bleibt der Netzbezug aber der größte Posten.
Wie viel Solarstrom steht im Winter für die Wärmepumpe zur Verfügung?
Im Beispiel mit 10 kWp liefert die Anlage im Dezember rund 230 Kilowattstunden, im Januar 300 und im Februar 510. Davon wird nur der Teil genutzt, der zeitgleich anfällt oder gespeichert wird. Ein Speicher wie der EcoFlow STREAM 5000 verschiebt den Mittagsstrom in den Abend.
Braucht man für Wärmepumpe und PV einen Batteriespeicher?
Zwingend ist er nicht. Ohne Batterie erreichten Häuser in der HTW-Simulation 20 bis 33 Prozent Autarkie, mit einem 6-kWh-Speicher 40 bis 58 Prozent. Ob sich die Anschaffung lohnt, hängt vom Strompreis und vom Tagesverlauf des Verbrauchs ab.
Wie lässt sich Warmwasser mit Solarstrom erwärmen?
Die Wärmepumpe lädt den Warmwasserspeicher tagsüber, entweder über ein Zeitprogramm oder über ein Energiemanagementsystem, das bei Überschuss ein Signal gibt. Die HTW-Simulation zeigt, dass eine Ansteuerung nach SG-Ready den Autarkiegrad ohne Batterie um 7 bis 9 Prozentpunkte steigerte. Legionellenvorsorge mit mindestens 60 °C bleibt Pflicht.
Kann ein Energiemanagementsystem die Wärmepumpe automatisch steuern?
Ja, die Verbraucherzentrale nennt Wärmepumpen als typische flexible Verbraucher, die ein System ansteuern kann. Man sollte vorab beim Hersteller prüfen, ob die Wärmepumpe dafür geeignet ist. Ein Speicher wie der EcoFlow STREAM AC 5000 lässt sich an eine bestehende Anlage anschließen und per App steuern.