Warmwasser mit Photovoltaik: Möglichkeiten, Kosten, Wirtschaftlichkeit

Wenn Sonnenenergie für die Warmwasseraufbereitung genutzt werden soll, denkt man zuerst an Solarthermie. Doch auch Photovoltaik kann Warmwasser für den Haushalt erzeugen. In diesem Ratgeber erfahren Sie, welche Optionen es dafür gibt und was sie kosten. 

Kann ich mit Strom aus Photovoltaik Warmwasser erzeugen?

Sie können mit Solarstrom Warmwasser aufbereiten. In diesem Fall wird die Warmwasseraufbereitung elektrisch und nicht von der Heizungsanlage übernommen. Damit entlasten Sie Ihren Wärmeerzeuger und reduzieren die Energiekosten. 

Was sind die Vorteile von Warmwasser mit Photovoltaik?

Die Aufbereitung von Warmwasser mit Photovoltaik hat viele Vorteile:

• Sie nutzen PV-Überschüsse zum Eigenverbrauch, anstatt diese ins öffentliche Stromnetz für eine geringere Einspeisevergütung einzuspeisen;
• Sie senken Ihre Stromkosten durch den höheren Eigenverbrauch;
• Sie sind unabhängiger von Stromversorgern, da sie mehr vom selbst erzeugten Solarstrom verbrauchen;
• Sie erlangen Preisstabilität, da sie weniger von den Strompreisschwankungen betroffen sind;
• Sie senken Ihre Energiekosten für die Warmwasseraufbereitung
• Sie können die Heizungsanlage im Sommer komplett ausschalten, was ihre Lebensdauer verlängert;
• Sie reduzieren Ihre CO₂-Emissionen.

Wie funktioniert die Warmwassererzeugung mit Photovoltaik?

Bei der Warmwassererzeugung mit Photovoltaik wird überschüssiger Solarstrom zum Erwärmen des Trinkwassers genutzt. Das heißt, das Warmwasser wird elektrisch erzeugt. Manche Haushalte nutzen bereits diese Art der Warmwasserbereitung mittels Heizstab oder Durchlauferhitzer. Sie würden diese Verbraucher dann mit Solarstrom statt Netzbezug versorgen. Weitere Optionen sind die Brauchwasser-Wärmepumpe oder Hybridmodule.

Warmwasser mit Photovoltaik und PV-Heizstab

Erzeugen Sie Warmwasser mit einem PV-Heizstab, dann nutzen Sie überschüssigen PV-Strom, um diesen zu erhitzen. Der Heizstab ist in einen Warmwasserbehälter eingebaut und wärmt das Wasser im Speicher direkt auf, ähnlich wie ein Tauchsieder. Dabei wird das Trinkwasser tagsüber erwärmt und auf der gewünschten Temperatur gehalten. 

Ein PV-Heizstab ist besonders bei hohem Warmwasserverbrauch von Vorteil. Zudem können Sie diesen einfach und mühelos nachrüsten. Sie benötigen lediglich Platz zur Aufstellung des Speichers und einen elektrischen Anschluss. Mit einem Heizstab erhöhen Sie Ihren Eigenverbrauchsanteil und senken sowohl Strom- als auch Wärmekosten. Der Preis für einen PV-Heizstab liegt bei 2.000 bis 3.000 € - inklusive Warmwasserspeicher und Montage.

Warmwasser mit Photovoltaik und Wärmepumpe

Durch die Kombination einer PV-Anlage mit einer Wärmepumpe können Sie den Solarstrom zum Betrieb der Wärmepumpe nutzen. Brauchwasser-Wärmepumpen sind ideal für die elektrische Warmwasserbereitung. Sie nutzen Umweltenergie und Strom zur Erwärmung des Trinkwassers. In der Wärmepumpe ist ein Speicher für 200 bis 300 Liter Warmwasser integriert, wodurch es über mehrere Stunden warm bleibt.

Die Wärmepumpe bezieht 75% ihrer Energie aus der Umwelt. Bei richtiger Auslegung reichen die PV-Überschüsse für eine ganzjährige Warmwasserbereitung. Ein erhöhter Bedarf wird durch einen im Warmwasserspeicher eingebauten Heizstab gedeckt.

Eine Warmwasser-Wärmepumpe hat viele Vorteile. Sie ist langlebig und kann mehrere Wärmequellen nutzen, zum Beispiel Umluft oder Außenluft. Die Installation ist einfach und Sie reduzieren Ihre Energiekosten erheblich, da die Wärmepumpe großteils kostenlose Energie verwendet. Allerdings kann sie bis zu 3.500 € kosten und muss jährlich gewartet werden.

Heizstäbe und Brauchwasser-Wärmepumpen eignen sich nur, wenn Sie über ein zentrales Wasserversorgungssystem verfügen. Ansonsten benötigen Sie einen Durchlauferhitzer oder Boiler.

Durchlauferhitzer und Boiler mit integriertem Speicher

Durchlauferhitzer und Boiler mit integriertem Speicher kommen nur bei dezentralen Trinkwassernetzen zum Einsatz. Anstatt der vorrätigen Warmwasseraufbereitung erzeugen sie warmes Wasser nur bei Bedarf. Das heißt, dieser Warmwassererzeuger erwärmt das Trinkwasser nur, wenn Sie den Wasserhahn aufdrehen. Beim Boiler ist ein kleiner Speicher eingebaut, der nur ein geringen Volumen an Warmwasser speichert.

Diese Geräte befinden sich in der Regel unter dem Spülbecken, dem Waschbecken oder in der Dusche. Sie werden normalerweise an eine Steckdose angeschlossen.

Durchlauferhitzer und Boiler sind in Kombination mit Photovoltaik nicht die beste Lösung. Zum einen können Sie nur dann Warmwasser erzeugen, wenn PV-Überschuss vorhanden ist. Zum anderen entsteht eine Diskrepanz bei hohen Spitzenbedarfen, etwa wenn Sie mehr Strom für die Warmwasserbereitung benötigen als die PV-Anlage gerade produziert. Infolgedessen erfüllt die Solaranlage nicht die Anforderungen dieser Geräte.

Für einen effizienten Betrieb zur Warmwassererzeugung mit Photovoltaik müssen Sie einen Stromspeicher in die PV-Anlage einbinden. Dieser speichert den Solarstrom, wodurch Sie Warmwasser auch außerhalb der Stromerzeugungszeiten aufbereiten können. Somit ist eine kontinuierliche und zuverlässige Warmwasseraufbereitung möglich.

Hybridmodule

Eine weitere Möglichkeit sind Hybridmodule, auch PVT-Module genannt. Sie kombinieren Sonnenkollektoren und PV-Module, erzeugen also sowohl Strom als auch Wärme für die Warmwasserbereitung.

Solarzellen auf der Vorderseite wandeln Sonnenlicht in Solarstrom um. Bei der Stromerzeugung entsteht Wärme. Die Solarkollektoren auf der Rückseite nehmen mithilfe einer Solarflüssigkeit die Wärme auf. Die Wärme wird ferner an den Pufferspeicher weitergeleitet.

Diese Kombination lohnt sich nur, wenn ein hoher Warmwasserbedarf auch im Sommer besteht, zum Beispiel durch einen Pool. Ansonsten wird die Rückwärme nicht abgeführt, was zur Leistungseinbußen bei der Stromerzeugung führt. Hybridmodule sind fast doppelt so teuer wie Solarkollektoren und PV-Module. Zudem benötigen Sie ein zusätzliches Rohrnetz für den solarthermischen Teil der Solaranlage. 

Was kostet Warmwasser mit Photovoltaik?

Warmwasser mit Photovoltaik kostet etwa 3.500 €. Der Preis für einen PV-Heizstab mit einem Warmwasserspeicher beträgt 2.000 bis 3.000 €. Eine Brauchwasser-Wärmepumpe kostet rund 3.500 €. Bei allen anderen Arten hängen die Kosten von der Anzahl an Geräten ab.

Lohnt sich PV mit Warmwasser?

PV mit Warmwasser lohnt sich aufgrund des hohen Eigenverbrauchs. Aktuellen sparen Sie mindestens 20 Cent pro Kilowattstunde, die Sie selbst verbrauchen. Während die Stromgestehungskosten für Photovoltaik zwischen 5 und 11 Ct/kWh betragen, kostet ein kWh Netzbezug um die 30 Ct/kWh. 

Folgende Beispielrechnung verdeutlicht, wie sehr sich PV mit Warmwasser lohnt. Sie sparen dadurch über die Hälfte mehr an Stromkosten als bei einer PV-Anlage ohne Warmwasseraufbereitung.

Kann ich Photovoltaik für Warmwasser nachrüsten?

Sie können Photovoltaik für Warmwasser problemlos nachrüsten. Für die Warmwasserbereitung reichen 2 bis 8 PV-Module, je nach Warmwasserverbrauch und Verbrauchsverhalten. Wenn Sie die PV-Anlage für die Warmwasserbereitung erweitern, benötigen Sie möglicherweise einen zweiten Wechselrichter. Sofern nicht vorhanden, empfehlen wir ebenfalls die Nachrüstung eines PV-Speichers.

Bei kleineren Dächern können Sie sich für Warmwasser-Solar mit Solarthermie entscheiden. Diese Solaranlagen benötigen weniger Installationsfläche.

Solarthermie: die Alternative zu Warmwasser mit Photovoltaik

Eine solarthermische Anlage erwärmt Warmwasser direkt. Sie ist effizient und benötigt im Vergleich weniger Dachfläche. Selbst eine kleine Dachfläche von bis zu zehn Quadratmetern ist für die meisten Einfamilienhäuser ausreichend. Allerdings müssen Sie statt dünner Solarkabel ein komplettes Rohrnetz verlegen, damit Sie die Wärmeenergie zum Warmwasserspeicher transportieren.

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