Wie funktioniert Heizen mit Sonnenstrom? Welche Vorteile hat das, welche Nachteile? Und lohnt sich das Heizen mit PV, also der Eigenverbrauch, tatsächlich gegenüber einer Einspeisung überschüssiger Energie ins Netz? Fragen über Fragen, die hier beantwortet werden sollen.
Wie funktioniert Heizen mit Photovoltaik?
Ganz einfach: Die Photovoltaik-Anlage auf dem Dach produziert Sonnenstrom. Der wird von denen, die unter diesem Dach leben, genutzt. Und zwar für all das, wozu man im Alltag so Strom nutzen kann: zum Staubsaugen, zum Wäschewaschen und Bügeln, zum Kochen, zum Haare föhnen, zum Fernsehen, zum Playstationspielen, zum Telefonieren und und und … Dank einer Elektroheizung kann man mit dem Solarstrom auch die Bude wärmen oder per Heizstab die Wärmeenergie in einem Kombispeicher einleiten. Damit wäre man unabhängig von einer Zentralheizung. Quasi autark. Wenn das nicht ökologisch ist! Doch rechnet sich das Ganze auch?
Wann fährt die Photovoltaik-Anlage am meisten ein?
Typisch für eine Photovoltaik-Anlage in unseren Breiten ist, dass sie in der Heizperiode, also in den Monaten Oktober bis März / April, weniger einfährt, als in den sonnenintensiven Sommermonaten. Hier wird der Anteil der PV in den Wintermonaten auf 30 Prozent des Jahresertrags geschätzt. Außerdem typisch: Die Photovoltaik-Anlage liefert dann den meisten Strom, wenn die Sonne scheint, also tagsüber. Doch die meisten Menschen sind dann gar nicht zu Hause, sondern in Kita, Schule und Büro. Erst gegen Abend, wenn alle zu Hause eintrudeln, werden die Heizungen aufgedreht. Man bräuchte also auf jeden Fall einen Speicher, um den Strom des Tages / Sommers für den Abend und die Nacht / den Winter vorrätig zu halten. Ohne in die Materie der Stromspeicher einzutauchen, sei an dieser Stelle nur geschrieben, dass man in Sachen Speichertechnik wohl auf der Schwelle der Wirtschaftlichkeit stehe.
Selbstversorgung statt Einspeisung und Netzabnahme?
Besucher der diesjährigen Messe „Intersolar Europe“, die im Juni in München stattfand, berichteten, dass das Thema Heizen mit Photovoltaik bei vielen PV-Firmen eine Rolle spiele – und bei den Verbrauchern großes Interesse erzeuge. Doch geht die Rechnung tatsächlich auf, die viele im Kopf haben: Angesichts der niedrigen Einspeisetarife ist es besser, den Strom selbst zu verbrauchen, als teur(re)en aus dem Netz zu beziehen? Auf den ersten Blick mag sich das rechnen. Doch was kommt unter dem Strich raus, wenn man alle Kosten und anfallende Steuern berücksichtigt?
Valentin-Simulation ergibt: Strom einzuspeisen ist lohnenswerter als Strom per Heizstab zu verheizen
Einer, der sich sowohl in der Photovoltaik als auch der Solarthermie bestens auskennt, ist Dr.-Ing. Gerhard Valentin, seines Zeichens Gründer und Geschäftsführer der gleichnamigen Softwareschmiede Valentin Software GmbH in Berlin. Sein Unternehmen hat die beiden Simulationsprogramme PV*SOL und T*SOL entwickelt. Dr. Valentin hat im Mai auf dem Solarwärme-Symposium in Bad Staffelstein (wir berichteten darüber) eine Vollkostenrechnung aufgemacht.
Der Solarexperte simulierte laut der Juli-Ausgabe der „Solarthemen“ (Nr. 451, vom 2.7.2015, S. 8-9) mit seiner Software „den typischen Fall eines Einfamilienhauses mit solargeeigneter, aber begrenzter Dachfläche“. Ziel der Simulation sei demnach gewesen, die Vollkosten beim Heizen mit Photovoltaik zu vergleichen zwischen
- einem reinen PV-Dach mit der Option, überschüssigen Solarstrom in einen Speicher zu leiten
- und einer Kombi aus kleinerer PV-Anlage und Solarthermie-Anlage, die die Raumheizung unterstützen sollte.
Somit schuf Dr. Valentin drei Simulationsumgebungen mit gleichem Verbrauch von Wärme und Strom – und gleichem Wetter. Als Notfallversorgung (Backup-Wärmeerzeuger) diente in allen drei Häusern wie im Referenzhaus ohne Solaranlage eine Brennwert-Heizung. Außerdem berücksichtigte die Simulation einen üblichen Speicherverlust:
- Für Fall 1 gab‘s neben der 3,8-kW-PV-Anlage 8,4 Quadratmeter Solarthermie-Kollektoren aufs Dach.
- Für Fall 2 blieb die Solarthermie-Anlage weg.
- Auch Fall 3 kam ohne Solarthermie daher, dafür aber mit größerer PV-Anlage als Fall 1: 5 kW.
Fall 2 und 3 unterscheiden sich durch den Heizstab im Solarspeicher.
Dr. Gerhard Valentin verglich nun, was günstiger ist: Überschüssigen Strom, der im Haus nicht genutzt wurde, ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen, oder ihn via Heizstab selbst zu verbrauchen. Die Solarthemen zitieren Dr. Valentins Fazit bezüglich des Fallbeispiels mit PV und ohne Solarthermie: „Es ist auf jeden Fall sinnvoller, den PV-Strom einzuspeisen als ihn zu verheizen – und zwar sowohl ökonomisch wie ökologisch.“
Kombi aus PV und Solarthermie spart die meisten Kosten und CO2-Emissionen
Insgesamt rechne sich jedoch – bezogen auf die Höhe der Kosten als auch die der CO2-Emissionen – nach Valentins Simulationsrechnungen die Kombi aus PV und Solarthermie.
Warum sich das Heizen mit Photovoltaik nicht wirklich rechnet? Laut den Solarthemen vermutete Dr. Gerhard Valentin, dass wohl viele Endverbraucher beim Gegenrechnen verdrängten, „dass sie in der Regel nicht teuren Strom, sondern nur Gas oder Öl verdrängen, wenn sie Solarstrom in ihr Heizungssystem einspeisen“. Valentin hätte laut den Solarthemen zudem darauf verwiesen, dass der eingesparte Brennstoff gegen die Einspeisevergütung gerechnet werden müsse, auf die ein PV-Betreiber stattdessen verzichte.
Foto: stocksnapper / photocase.de
Entscheidend ist doch z. Bsp. bei der sommerlichen Brauchwassererwärmung ein Vergleich der Wärmegestehungskosten aus PV, verglichen mit Solarthermie. Ob da Herr Valentin auch den nicht einzuspeisenden Überschussstrom über der 70-Prozent-Marke berücksichtigt hat, wage ich zu bezweifeln.Wenn die kWh PV-Strom 11ct kostet und die solar erzeugte rechnerisch bei 7-8ct liegt, kommt es immer noch drauf an, ob man den sommerlichen Thermie-Überschuß überhaupt nutzen kann! Im Urlaub läuft der Einspeisezähler weiter, während die Solarthermieanlage evt “kocht”!
Diese Frage ist sicher nicht so leicht zu beantworten. Ich heize seit 14 Jahren mit einem Dachs ( Mini BHKW) ein Fünffamilienhaus, seit jetztem Herbst habe ich eine 9,9 kWp PV Anlage auf dem Dach. Diese speist zuerst ins Haus direkt ein und danach eine Heizpatrone, so daß kaum Energie eingespeist wird. meine Erdgaskosten für den Dachs sind auf ca. 60% gesunken. Nun rechne ich hin und her, ob ich noch eine Solarthermie dazunehmen soll, oder nicht, da die eingespeiste Energie ja auch Geld bringt. Der Wärmeverkauf an meine Mieter läuft zum Fernwärmepreis, so daß ich auf 10,5c/kWh komme. Habe ich jetzt eine Solarthermie verkürzen sich die Dachslaufzeiten weiter, ich spare Erdgas, habe aber abends, wenn der Dachs zur Zeit den Strom für das Haus nach Sonnenuntergang herstellt keinen Dachsstrom mehr. So hebt sich der “Gewinn” durch die Solarthermie wieder auf. Ich denke jeder muß für sich und ganz in Ruhe mit spitzem Bleistift nachrechnen, ob sich die Investition rechnet, oder nicht. Da zur Zeit ja sehr gut gefördert wird rechnet es sich für größere Verbrauchsmengen sicher eher, als fürs Einfamilienhaus.
Inzwischen sind wir ein Jahr weiter und es gibt die Stromcloud. Da stellt sich die Frage für mich neu: Vom Dach meines KFW 55-Hauses könnte ich rechnerisch wohl den Gesamtbedarf an Strom für alle elektrischen Verbraucher und eine elektrische Direktheizung (Wand oder Decke) jährlich erwirtschaften, über die cloud den zuvor im Sommer gespeicherten Strom während der Heizperiode zurückbekommen und wäre autark. Es könnte sich rechnen, berücksichtigt man die ersparten Investitionen in eine WW-Heizungsanlage mit Verteilnetz und die günstigeren Aufwendungen für die Wasserversorgung, da ich nur Kaltwasserleitungen und Durchlauferhitzer habe. Leider kann ich nicht beurteilen, ob sich ein solches Konzept schon? rechnet oder erst in ein paar Jahren? Gern hätte ich hierzu fachmännischen Rat
Das rechnet sich auf jeden Fall, siehe das Hybridhaus von GREG Energy. Hier wird zur Cloud zusätzlich mit einer Windströmungsturbine gearbeitet und der Endverbraucher ist zu 100% autark und spart dabei noch Geld.
Hallo und vielen Dank für den informativen Artikel. Ich bin ein Befürworter der Solaranlagen. Mein Mann und ich entschieden uns schon vor langer Zeit, an unserem Haus eine Solaranlage zu installieren, um umweltschonen Strom zu erzeugen. Das zahlte sich aus. Wir konnten auch schon einiges an Geld sparen. VG Gabriele
Im allgemeinem Verbrauchen Elektroheizung mehr Strom als andere Heizsysteme. Jedoch bieten Elektroheizung mehr Vorteile und auch die Möglichkeit umweltfreundlich zu heizen. Dies beschreibt der Artikel sehr gut, denn einfach den eigene, erzeugten Strom für die Elektroheizung verwenden und schon spart man einmal Geld und entlastet die Umwelt. Dieses Thema wird auch interessant im Elektroheizung Test beschrieben.
Auf meinem Dach sind auch Solaranlagen verbaut. Wir nutzen sie im Sommer für das warme Wasser und geben den Rest an das Stromnetz ab. So kann man etwas Geld sparen und gleichzeitig Strom und Heizkosten. Im Winter wird die Heizung mit Öl befeuert.
Ja und nein. Was bei Gas/Öl/Kohle gerne vergessen wird, sind Bau- und Betriebskosten der Anlage, die ja erheblich sind, einschließlich Schornsteinfeger, auftretenden Defekten, Entsorgung u.s.w. Und natürlich die Arbeit, die man damit hat.
Bei uns war es der Fall eines Hauses, dass nur am Wochenende genutzt wird, was natürlich ein Sonderfall ist. Dort kann sich bereits eine E-Heizung sehr rentieren, weil die Anschaffung im einfachsten Fall aus zwei Heizkörpern zu je 25 Euro besteht.
Unsere Idee war, per Solarstrom die Nutzungszeit des Hauses in der Übergangszeit zu verlängern und außerdem eine Grundwärme (einschließlich Frostschutz) zu schaffen. Ich habe billigste polykristalline 100W-Solarpanele ohne Ständer aufs Dach “gelegt”, kein idealer Winkel, bei und etwa 22 Grad Neigung auf Dachpappe, das Ganze mit Stahlbändern ordentlich fixiert. Kabel, Schrauben u.s.w. habe ich bei eBay sehr preiswetr aus Restbeständen erhalten. Hier üpbrigens aufpassen, man sollte dicke Kabel nehmen, weil auch Kupfer einen Widerstand hat. Unten sind erst Sicherungen und dann mehrere PTC-Heizkörper. Fertig. Das kriegt man selber hin und hat bei mir mit gut 2,5KW Nennleistung realistisch etwa 3000 Euro gekostet. Eher darunter. Kauft man die Panele im Winter und passt beim Preis gut auf, kriegt man ein 100W-12V-Panel für unter 80 Euro. Aber zugegeben: Aufpassen und suchen muss man dafür.
Fakultativ ist die Nutzung der Energie im Sommer. Wir haben die Idee, uns den Einbau weiterer Fenster zu ersparen, indem wir LED-Leisten mit Spannungs-Boostern anbringen (die machen aus 2,5V…30V konstante 12V); das Zeug gibts mittlerweile auch für sehr wenige Euro). Die letzte Idee kam uns, weil wir ja schon Fenster haben und eigentlich tagsüber nur *mehr* Licht in dunkle Ecken kriegen wollen. Bei einem Test war der Effekt in einem recht düsteren Zimmer verblüffend – also die Mischung aus Tageslicht und LED. Das Zimmer wurde dadurch richtig freundlich, und weils einen nichts kostet, lässt man die weißen LED-Streifen einfach an.
Diese Gesamtbilanz ist unterm Strich sehr stimmig und hat den Wohlfühlwert außerordentlich gesteigert. An Öko und CO2 habe ich dabei nicht gedacht, die Idee und das Ziel war rein egoistisch. Es ist bloß so, dass bei mir vernünftiges Handeln und Öko bisweilen eine Schnittmenge bilden und ich weder mit Fanatikern noch mit Psychopathen etwas anfangen kann.
Wenn man so rechnet, wie ich hier, darf man nicht maximal effektiv denken. Am meisten kosten die letzten 5-10% Effizienz, und auf die habe ich bewusst verzichtet, zumal dann auch sehr schnell die Milchmädchenrechnungen anfangen. Und man muss auf Förderungen (wg. extrem preissteigernder Bedingungen) und Handwerker verzichten. Aber das Basteln macht dann halt auch Spaß.
Auf dem Dach immer an eins denken: Es gibt weit mehr Solartote als Kernkrafttote – das sind die Männer, die im Winter beim Schneefegen und bei anderen Gelegenheiten vom Dach fallen.