Wärmepumpe mit Photovoltaik: Wie viel das Dach wirklich deckt, Monat für Monat, und wie beide zusammenarbeiten
Wärmepumpe und Photovoltaik gehören aus einem einfachen Grund zusammen: Die Maschine verbraucht Strom und das Dach erzeugt ihn. Aber geheizt wird im Winter, wenn das Dach weniger erzeugt, und am Abend, wenn keine Sonne da ist. Wer die Nullrechnung verspricht, überspringt diesen Punkt. Hier sind die echten Zahlen, Monat für Monat, und die drei Wege, beide zusammenarbeiten zu lassen.
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Wie viel ein Dach erzeugt, Monat für Monat
Nehmen wir eine 6-kWp-Anlage, die häufigste Größe auf einem Haus. In Padua erzeugt sie mit richtiger Neigung und Ausrichtung etwa 8.000 kWh im Jahr (PVGIS-Daten der Forschungsstelle der Europäischen Kommission). Aber nicht gleichmäßig: 919 kWh im Juli und 391 im Dezember, weniger als die Hälfte. In Bozen sind die Zahlen fast gleich, in Rom ist der Dezember 514 wert. Im Hochwinter liefert ein 6-kWp-Dach in der Poebene im Schnitt 13 kWh am Tag, und zwar zwischen zehn Uhr morgens und drei Uhr nachmittags.
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Wie viel die Wärmepumpe verlangt, und wann
Die Verbräuche haben wir im Tipp zum Verbrauch aufgereiht: Eine Kita SP 10, HP-Keymark-zertifiziert, verbraucht in einem Jahr mittleren europäischen Klimas 2.999 kWh mit Fußbodenheizung und 3.881 mit Heizkörpern, fast alles zwischen November und März. An einem Tag mit +7 °C verlangt sie etwa 14 kWh, bei +2 °C etwa 20. Neben den 13 kWh am Tag, die das Dach im Dezember macht, ist der Punkt sofort klar: Im Winter deckt das Dach einen Teil der Heizung, nicht alles. Übers ganze Jahr ändert sich die Rechnung, denn im Frühling, im Herbst und für das Warmwasser im Sommer erzeugt das Dach weit mehr, als die Wärmepumpe verlangt.
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Das eigentliche Problem sind die Stunden, nicht die kWh
Die Sonne erzeugt mittags; das Haus verlangt Wärme vor allem abends und nachts. Ohne etwas zu verschieben ist der Dachstrom, den die Wärmepumpe wirklich nutzt, ein Bruchteil des Erzeugten, der Rest geht für wenig ins Netz. Um die Arbeit in die Sonnenstunden zu verlegen, gibt es drei mögliche Speicher. Die Batterie: Sie funktioniert, kostet aber zehn- bis zwanzigtausend Euro. Das Wasser: Der Warmwasserspeicher wird mittags mit der Sonne erwärmt, und das Warmwasser ist abends da. Die Wände des Hauses: Das tut der Energieoptimierer von HCC, der in den Sonnenstunden etwas über den Sollwert heizt, die Wärme in Wände und Estriche legt und sie abends zurückgeben lässt. Das bringt ein bis zwei COP-Punkte über die Saison und wird nicht gekauft: Es ist das Haus.
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Wie viele kW Photovoltaik für eine Wärmepumpe
Die magische Zahl gibt es nicht, aber die Rechnung geht in drei Schritten.
- Beginnen Sie mit dem Stromverbrauch des Hauses ohne Wärmepumpe: In Italien liegt der typische Haushalt um 2.700 kWh im Jahr.
- Dazu die Wärmepumpe: für ein Haus, das heute 1.200 Kubikmeter Gas verbrennt, 2.400-2.600 kWh mit Heizkörpern, 1.800-1.900 mit Fußbodenheizung (die Rechnung steht im Tipp zum Verbrauch). Insgesamt 4.500-5.300 kWh im Jahr.
- Ein 6-kWp-Dach erzeugt 8.000: Auf dem Papier deckt es alles. Aber die Jahresbilanz ist kein Eigenverbrauch: Ohne Speicher nutzt das Haus direkt einen Teil dessen, was es erzeugt, den Rest tauscht es mit dem Netz. Mit Speicher und Optimierer steigt der genutzte Anteil; mit Batterie steigt er weiter.
- Es hat keinen Sinn, das Dach zu vergrößern, um den Januar zu decken: Im Dezember würde eine doppelte Anlage 26 kWh am Tag machen statt 13 und den Rest des Jahres Strom ans Netz verschenken. Besser 6 kWp nach dem Verbrauch ausgelegt und ein guter Speicher.
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Im Winter hilft die Sonne zweimal
In den Sonnenstunden ist die Außenluft wärmer, und die Wärmepumpe arbeitet besser: Die SP 10 hat bei Teillast einen COP von 7,64 bei +7 °C und COP 3,59 bei -7 °C. Wenn das Dach erzeugt, erzeugt die Maschine Wärme mit weniger Strom. Der Energieoptimierer nutzt genau dieses Zusammentreffen: Er lässt die Wärmepumpe in den Stunden arbeiten, in denen die Sonne scheint und die Luft mild ist, und lässt die Maschine nachts ruhen, wenn der COP schlechter und das Dach aus ist.
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Im Sommer geht die Rechnung von selbst auf
Das Kühlen ist der perfekte Fall: Es ist heiß, wenn die Sonne scheint, also wenn das Dach erzeugt. Dieselbe SP 10 mit Fußboden oder Gebläsekonvektoren bei 18 °C Wasser hat einen EER von 5,43: Jede kWh vom Dach wird zu mehr als fünf kWh Kälte. In denselben Stunden wird das Warmwasser erwärmt. Im Sommer nutzt ein Haus mit Photovoltaik und Wärmepumpe fast nur den Strom vom Dach.
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Und in der Halle
In der Halle kehrt sich das Bild zugunsten der Photovoltaik um: Gearbeitet wird tagsüber, Maschinen und Klimatisierung verbrauchen, wenn das Dach erzeugt, und das Dach ist groß. Als Größenordnung braucht es 500-600 Quadratmeter Dach je 100 kWp, wie wir auf der Seite zur Industrie-Photovoltaik erklären. De Castelli in Crocetta del Montello hat 10 Kita Air Cold mit 40 kW, 400 kW insgesamt, eingebunden in die neue Photovoltaikanlage des Betriebs: Die Luft-Luft-Geräte heizen und kühlen die Halle mit dem Strom vom Dach. Wie viele kW eine Halle braucht, steht im Tipp zu Hallen.
Eine Studie von RSE (Ricerca sul Sistema Energetico, Italien) an 78 italienischen Gebäudetypen bestätigt es: Wärmepumpe und Photovoltaik zusammen können mehr als 70 % der nicht erneuerbaren Primärenergie einsparen.
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Was man den Anbieter fragen sollte
- Ob die Regelung die Arbeit der Wärmepumpe in die Sonnenstunden verlegen kann oder nur dem Thermostat folgt.
- Ob sie die Wände als Speicher nutzt: Ohne Batterie ist das der einzige kostenlose Weg, Mittagsstrom am Abend zu nutzen.
- Ob die Maschine erzeugte und verbrauchte kWh am Display zählt: Unsere tun das, und nur so sieht man, wie viel vom Dach wirklich in der Heizung landet.
- Beides zusammen auszulegen, nach dem echten Verbrauch und nicht nach Quadratmetern Dach.
- Welche Förderung gilt: nationale Förderung für den Ersatz des Kessels durch eine Wärmepumpe und die geltenden Vergünstigungen für Photovoltaik.
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Häufige Fragen
Wie viele kW Photovoltaik braucht eine Wärmepumpe?
Für ein Einfamilienhaus meist 6 kWp: In Padua erzeugen sie 8.000 kWh im Jahr gegenüber 4.500-5.300 Gesamtverbrauch von Haus plus Wärmepumpe. Mehr braucht es nicht: Im Winter deckt man ohnehin nicht alles, und im Sommer würde man Strom ans Netz verschenken.
Funktioniert die Wärmepumpe mit Photovoltaik auch im Winter und nachts?
Ja, wie immer: Nachts und an trüben Tagen nimmt sie den Strom aus dem Netz. Das Dach deckt einen Teil der Winterheizung und fast den ganzen Rest des Jahres.
Braucht es eine Batterie?
Sie ist nicht Pflicht. Eine Batterie kostet zehn- bis zwanzigtausend Euro; Warmwasserspeicher und Energieoptimierer verlegen einen Teil der Arbeit in die Sonnenstunden, ohne sie zu kaufen.
Wie viel erzeugt eine 6-kW-Anlage im Dezember?
In Padua 391 kWh im Monat, etwa 13 kWh am Tag, gegenüber 919 im Juli. In Rom 514 (PVGIS-Daten).
Wie viel spart man?
Das hängt davon ab, wie viel Dachstrom das Haus wirklich nutzt. Die ehrliche Rechnung macht man mit dem Verbrauch des Vorjahres und dem Eigenverbrauchsanteil; die Maschine zeigt ihn am Display, erzeugte und verbrauchte kWh.
Und in einer Halle?
Dort zahlt sich Photovoltaik am meisten aus: Verbraucht wird tagsüber, wenn das Dach erzeugt, und das Dach ist groß. Es braucht 500-600 Quadratmeter Dach je 100 kWp.
Siehe auch: Hybridheizung und Hybrid-Wärmepumpe: Was sie wirklich sind, und warum wir sie nicht bauen · Warmwasser-Wärmepumpe: Brauchwasserwärmepumpe oder die Heizungswärmepumpe · Wärmepumpe kühlen: mit Fußbodenkühlung oder Gebläsekonvektoren, wie effizient und was man braucht · Wärmepumpe 230V oder 400V: einphasig oder Drehstrom, und welcher Anschluss nötig ist
Alle Technik-Tipps stehen auf der Seite der Reihe. Der nächste in zwei Wochen.
