Nachhaltig heizen

Wenn Mieterstrom die Wärmepumpe versorgt

Strom aus Photovoltaikanlagen vom eige­nen Dach ermög­licht es in Immobilien sau­be­ren Strom zu nut­zen und Strom aus fos­si­len Kraftwerken zu ver­mei­den. Doch noch immer haben Heizungsanlagen einen grö­ße­ren Einfluss auf die CO2-Emissionen als der Strombedarf. Sie nut­zen zu gro­ßen Teilen noch immer fos­si­le Energien, wie Erdöl oder Gas. Klimafreundlicher sind hin­ge­gen Wärmepumpen, die Umgebungswärme aus der Luft, dem Boden oder dem Grundwasser nut­zen und ihn als Raumwärme abge­ben. Ideal für das Klima ist es, die Wärmepumpen mit sau­be­rem Strom von der Photovoltaikanlage zu betrei­ben. Warum das wich­tig ist, wie Wärmepumpen funk­tio­nie­ren und die Vorteile die­ser Technologie zei­gen wir in die­sem Artikel.

  1. Heizung hat bedeu­ten­den Anteil am Energieverbrauch im Haushalt
  2. Wärmepumpen gehö­ren zu den erneu­er­ba­ren Heizungstechnologien
  3. Sektorenkopplung: Strom aus der Photovoltaikanlage für die Heizung nutzen
  4. Wärmepumpen mit Solarstrom im KfW40 plus
  5. Sauberer Strom für eine nach­hal­ti­ge Wärmewende

1. Heizung hat bedeutenden Anteil am Energieverbrauch im Haushalt

Photovoltaikanlagen für Mieterstrom auf den Dächern der Häuser sor­gen für eine kli­ma­freund­li­che Stromversorgung. Sie redu­zie­ren den Bedarf an Strom aus ande­ren Kraftwerken und ver­mei­den damit CO2-Emissionen um bis zu 627 g CO2 pro Kilowattstunde (Quelle: Umweltbundesamt). Aber mehr als zwei Drittel des Endenergieverbrauchs in pri­va­ten Haushalten wird allei­ne für die Heizung benö­tigt. Rund 16 Prozent ver­braucht die Warmwasserbereitung.

Damit hat der Solarstrom nur Einfluss auf die Emissionen von rund 17 Prozent des Energieverbrauchs im Haushalt. Doch auch bei dem ver­blei­ben­den Energiebedarf ist es not­wen­dig erneu­er­ba­re Energien ein­zu­set­zen, um die Treibhausgasemissionen zu redu­zie­ren. Nur dann gelingt es einen kli­ma­neu­tra­len Gebäudebestand bis 2050 zu erreichen.

Viele Mehrfamilienhäuser wer­den heute noch mit Erdgas und Heizöl beheizt. Das betrifft im Gebäudebestand noch rund drei Viertel aller Wohngebäude. Hinzu kommt, dass diese Heizungen mit einem durch­schnitt­li­chen Alter von 17,8 Jahren meist völ­lig ver­al­tet sind. So tra­gen sie maß­geb­lich zu den Emissionen im Gebäudesektor bei.

2. Wärmepumpen gehö­ren zu den erneu­er­ba­ren Heizungstechnologien

Zu den Heizungstechnologien, die beson­ders kli­ma­freund­lich sind, gehört die Wärmepumpe. Ihr Vorteil ist, dass sie aus einer Kilowattstunde Strom das drei- bis vier­fa­che an Wärmeenergie erzeu­gen kann. Im Optimalfall liegt die Effizienz sogar noch höher. Sie ermög­licht damit eine äußerst effi­zi­en­te Nutzung des Stroms. Besonders öko­lo­gisch ist es, wenn sie den Strom aus erneu­er­ba­ren Energien als Antriebsenergie ver­wen­det, wie bei­spiels­wei­se von einer Photovoltaikanlage auf dem Dach des Hauses.

Wärmepumpen nut­zen erneu­er­ba­re Wärmequellen und wer­den daher als erneu­er­ba­re Heizungstechnologie ein­ge­stuft. Sie ent­zie­hen die Umgebungswärme aus der Luft, aus dem ober­flä­chen­na­hen Erdreich und aus dem Grundwasser.

Das Funktionsprinzip der Wärmepumpe ken­nen wir alle vom Kühlschrank. Dieser ent­zieht dem Inhalt die Wärme und gibt sie nach außen ab. Bei der Wärmepumpe läuft der Prozess anders herum ab. Sie ent­zieht den Wärmequellen die Wärme und gibt sie für die Heizung oder das Brauchwasser wie­der ab. Dies funk­tio­niert über ein aus­ge­feil­tes System von kom­pri­mier­ten und ent­spann­ten Gasen in einem geschlos­se­nen System.

Um die Wärme nutz­bar zu machen, wird die gewon­ne­ne Umweltenergie in einem Wärmetauscher, dem Verdampfer, auf ein Kältemittel über­tra­gen. Dadurch ver­dampft das Kältemittel. In einem wei­te­ren Schritt gelangt der Dampf in einen Verdichter. Durch die­sen Schritt steigt die Temperatur des gas­för­mi­gen Kältemittels wei­ter an. Als Nächstes kommt das Kältemittel in einen wei­te­ren Wärmetauscher, dort kon­den­siert es und gibt damit seine Wärme wie­der ab. Diese Wärme kann nun im Heizkreis genutzt wer­den. Das ver­flüs­sig­te Kältemittel gelangt zurück zum Verdampfer. Dort beginnt der Prozess wie­der von vorne.

3. Sektorenkopplung: Strom aus der Photovoltaikanlage für die Heizung nutzen

Es gibt eine Reihe von Chancen den Solarstrom für die Sektorenkopplung mit Heizungen in Gebäuden zu nut­zen. Wer mög­lichst viel Strom vom Dach selbst nut­zen möch­te, kann die­sen als Antriebsenergie für eine Wärmepumpe nut­zen. So lässt sich der Bedarf an ande­ren Energieträgern, wie fos­si­le Energien, ver­rin­gern. Die Sektorenkopplung ist damit ein wei­te­rer Beitrag der Photovoltaikanlage zur Reduzierung der CO2-Emissionen.

Insbesondere für die Trinkwassererwärmung eig­net sich der Einsatz von Wärmepumpen, da der Energiebedarf für die Erwärmung des Trinkwassers über das Jahr hin­weg kon­stant ist und ein wei­te­rer Betrieb der Heizung im Sommer damit nicht not­wen­dig ist. Brauchwasser-Wärmepumpen nut­zen in der Regel die Raumluft oder die Außenluft als Wärmequelle.

Für die Heizung pas­sen Angebot an Solarstrom und Bedarf an Wärme nicht direkt zusam­men. In der Heizperiode ist das Angebot an Solarstrom am gerings­ten und wird vor allem für den elek­tri­schen Energiebedarf benötigt.

Dennoch hat der Einsatz einer Wärmepumpe mit Solarstrom eini­ge Vorteile:

  • Die Wärmepumpe kann über­schüs­si­gen Strom der Photovoltaikanlage ver­wen­den, um Wärme zu erzeugen.
  • Nicht nutz­ba­re Wärme lässt sich in einem Pufferspeicher für den spä­te­ren Bedarf spei­chern. Auch das Haus kann als Speicher die­nen, eine Temperaturerhöhung um ein Grad mer­ken die Bewohner*innen nicht.
  • Wärmepumpen redu­zie­ren zusätz­lich CO2-Emissionen im Wärmesektor. Somit unter­stützt die Photovoltaikanlage auch die Wärmewende.

Das Energiemanagement im Haus, z.B. im Wechselrichter, hat die Möglichkeit eine Wärmepumpe bei einem Angebot von Solarstrom fle­xi­bel ein­zu­schal­ten. Dies geschieht über eine ent­spre­chen­de Schnittstelle, SG-Ready. Sie ist bei vie­len Wärmepumpen bereits ein­ge­baut. SG-Ready steht für eine mög­li­che Fernsteuerung in einem intel­li­gen­ten Stromnetz, auch bekannt als Smart Grid, um Stromüberschüsse im Netz durch ein Lastmanagement aus­glei­chen zu können.

Für Heizungen mit erneu­er­ba­ren Energien erhal­ten Bauherren, dazu gehö­ren auch Kommunen und Unternehmen, eine Förderung der BAFA in Höhe von 35 Prozent der för­der­fä­hi­gen Kosten. Dies gilt für den Neubau und den Austausch von Heizungsanlagen im Bestand. Da Wärmepumpen einen Beitrag leis­ten, einen Effizienzhaus-Standard zu errei­chen, ist auf die­sem Weg eben­falls eine Förderung der sau­be­ren Heizung möglich.

4. Wärmepumpen mit Solarstrom im KfW40 plus

Der Einsatz einer Wärmepumpe in einem moder­nen, effi­zi­en­ten Wohngebäude hat einen wei­te­ren, wich­ti­gen Vorteil. Sie leis­tet einen deut­li­chen Beitrag zur Reduzierung des Primärenergiebedarfs und hilft somit dabei, die Anforderung an die Energieeffizienz, wie an ein KfW Effizienzhaus, zu errei­chen. Daher ist die Wärmepumpe heute die belieb­tes­te Heizungsart im Neubau.

In einem Mehrfamilienhaus als KfW Effizienzhaus 40 plus kom­men die umwelt­freund­li­chen Technologien, Photovoltaikanlage und Wärmepumpe, häu­fig gemein­sam zum Einsatz. Dort ist es damit auch mög­lich den Solarstrom für die Wärmepumpe zu nut­zen. Der Stromzähler für die Wärmepumpe kann ver­gleich­bar zu einer Wohnung betrach­tet wer­den — mit der Wärmepumpe als Stromkunde des Mieterstromanbieters. Ein Projekt in die­ser Art hat SOLARIMO im ers­ten Halbjahr 2020 in einem Mehrparteienhaus in Straubing umgesetzt.

5. Sauberer Strom für eine nachhaltige Wärmewende

Die Nutzung von Strom aus der Photovoltaikanlage im Gebäude kann einen deut­li­chen Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen leis­ten. Weitere Einsparungen bei den Emissionen kön­nen durch Wärmepumpen für Raumheizung und Warmwasserbereitung erreicht wer­den. Solarstrom als Antriebsenergie für die Wärmepumpen ermög­licht durch den höhe­ren Eigenverbrauch somit einen dop­pel­ten Nutzen. Sauberer Strom für eine sau­be­re Wärmewende.

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Erfahrender Energieblogger mit hohem Interesse, die Energiewende mit inno­va­ti­ven Technologien und Geschäftsmodellen vor­an­zu­brin­gen. Experte für Gebäudeenergie mit dem Hintergrund als Dipl.-Ing.(FH) Bauphysik.

Andreas KühlEhemaliger Content-Creator bei SOLARIMOEnergynet-Portal für Energieeffizienz und erneu­er­ba­re Energien

Zuletzt bear­bei­tet: 28.07.2020

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