Hauseigentümer, die schon länger eine Photovoltaikanlage ihr Eigen nennen, konnten früher über die Einspeisevergütung mit ihrem selbst erzeugten Strom gutes Geld verdienen. Die höchsten Erlöse gab es mit 57,4 Cent pro Kilowattstunde (kWh) im Jahr 2004. Seitdem ist der Wert kontinuierlich gefallen. Gleichzeitig sind die Preise der öffentlichen Versorger massiv gestiegen.
Trotzdem lohnt sich eine Investition in eine PV-Anlage immer noch. Wenn Sie bis jetzt einen Pkw mit Verbrennermotor fahren, wird in nicht allzu ferner Zukunft ein Elektroauto vor Ihrer Tür stehen, das Sie über die eigene Wallbox und mit Photovoltaik deutlich günstiger aufladen können als an öffentlichen „Zapfsäulen“.
Deshalb liegt der größte Nutzen einer PV-Anlage heute darin, die gewonnene Energie möglichst vollständig selbst zu verbrauchen. Die technische Entwicklung macht es möglich. Wenn Sie beispielsweise einen Stromspeicher zukaufen, lässt sich die Energie zwischenspeichern und nachts abrufen. Batteriespeicher lassen sich mittlerweile zu erschwinglichen Preisen nachrüsten.
Sie können Ihre Photovoltaik-Anlage aber auch mit einem Heizstab nachrüsten. Dann versorgen Sie nicht nur Ihre Haushaltsgeräte und eine eventuell vorhandene Wallbox für Elektrofahrzeuge mit Strom, sondern heizen auch Ihr Brauchwasser im Warmwasserspeicher mit Hilfe der Photovoltaikanlage auf. Wir möchten Sie mit diesem Beitrag informieren, wie das Nachrüsten funktioniert und ob sich die Kombination für Sie auszahlt.
Warum lohnt sich die Verbindung von Heizstab und Photovoltaik?
Neben dem Betrieb Ihrer Haushaltsgeräte und einer Wallbox ist die Warmwasseraufbereitung eine attraktive Alternative. Damit nutzen Sie noch mehr selbst erzeugten Solarstrom für den eigenen Bedarf. Das funktioniert allerdings nicht wie bei der Solarthermie.
Solarthermie nutzt die Energie der Sonne direkt, um Wasser aufzuheizen. Regelbare, in den Warmwasserspeicher eingesetzte Heizstäbe – zum Teil auch als Heizpatronen bezeichnet – können Sie direkt mit der Photovoltaikanlage verbinden. Diese liefert dann den Strom für den Heizstab. Das ist deutlich kostengünstiger, als wenn Sie die benötigte Energie von Ihrem öffentlichen Versorger beziehen.
Wie funktioniert die Kombination aus Heizstab und Photovoltaik?
Heizstäbe nachrüsten ist eine preiswerte und relativ unkomplizierte Angelegenheit. PV-Heizstäbe ermöglichen es, die elektrische Energie einer Photovoltaikanlage in thermische Energie umzuwandeln. Sie heizen damit das Wasser im Pufferspeicher auf und können es für die Heizung oder für die Dusche nutzen.
Moderne Warmwasserspeicher lassen sich von einem Fachbetrieb leicht mit einem Heizelement nachrüsten. Die Kosten für diese Komponente bewegen sich zwischen 500 und 1.000 Euro für geregelte Varianten. Ungeregelte Modelle sind deutlich günstiger. Dazu weiter unten mehr. Das wird Ihr Budget nicht sprengen, denn die PV-Anlage mit einem Heizstab nachrüsten amortisiert sich recht schnell.
Im Prinzip funktioniert das Gerät wie ein herkömmlicher Tauchsieder, Wasserkocher oder eine Poolheizung. Sein zentrales Element ist der sogenannte Heizwendel. Der Strom aus der Photovoltaikanlage heizt diesen auf, und der Heizwendel wiederum erwärmt dann das Wasser im Pufferspeicher. Je nachdem, welchen Speicher Sie wählen, können Sie das aufgeheizte Wasser für die Heizung oder im Haushalt zum Duschen oder Baden nutzen.
Nach dem Motto „Power to Heat“ weisen viele moderne Warmwasserspeicher bereits eine Vorrichtung für den Einbau und das Nachrüsten eines Heizstabes auf. Dafür besitzen sie an ihrer Unterseite einen Anschluss. In diesen wird der Heizstab eingesetzt oder eingeschraubt. Achten Sie bei der Anschaffung und beim Nachrüsten auf die Anschlussart – Flansch oder Gewinde – und die Eintauchlänge sowie die Leistungsstufe des Stabes, damit alles miteinander kompatibel ist.
Gut zu wissen: Bei Wärmepumpen ist der Heizstab häufig bereits vorhanden
Wenn Sie die Anschaffung einer Wärmepumpe für ein Ein- oder Mehrfamilienhaus planen, ist ein Heizstab normalerweise im Lieferumfang enthalten. Er springt ein, wenn die Wärmepumpe den akuten Bedarf nicht decken kann. Im Sommer können Sie die Pumpe ausschalten. Das erhöht ihre Lebensdauer. Noch ist eine direkte Kopplung von Wärmepumpen-Heizstäben mit der PV-Anlage erst für die Zukunft vorgesehen.
Übrigens: Achten Sie bei der Installation einer Wärmepumpe auf genügenden Abstand zu Ihrer Grundstücksgrenze, um Ärger mit den Nachbarn zu vermeiden.
Photovoltaik und Heizstäbe – geregelte und ungeregelte Modelle
Wenn Sie Ihre Photovoltaik-Anlage mit einem Heizstab nachrüsten wollen, haben Sie die Wahl zwischen geregelten und ungeregelten Modellen. Ungeregelte Heizstäbe kennen nur zwei Zustände, und zwar an oder aus. Sie arbeiten entweder gar nicht oder nur unter Volllast. Das heißt in der Praxis: Reicht der Photovoltaik-Strom nicht aus, weil gerade alle anderen Geräte im Haushalt Energie benötigen, bleibt der Heizstab kalt. Dann muss Strom aus dem Netz den Ausfall kompensieren.
Entscheiden Sie sich besser für eine Kombination aus geregeltem Stab und PV-Anlage. Bei den gängigen geregelten Aggregaten können Sie zum Beispiel Stufen von 200 W, 500 W oder 1.000 W einstellen. Je mehr Stufen der Heizstab hat, desto genauer lässt sich seine Leistung regulieren. Sie können also die gewünschte Wärmeerzeugung und den zur Verfügung stehenden Energieüberschuss besser aufeinander abstimmen.
Heizstäbe verrichten auch dann ihre Arbeit, wenn nur ein Teil der Maximalleistung zur Verfügung steht. Die optimale Lösung bieten Heizstäbe, die Sie stufenlos regeln können. Geregelte Modelle können sich außerdem automatisch an die Intensität der Sonneneinstrahlung anpassen und sichern das Aggregat zusätzlich gegen eine Überhitzung ab.
Unterscheidung zwischen AC- und DC-Photovoltaik-Heizstäben
AC-gekoppelte Systeme wandeln den Gleichstrom der Photovoltaik-Anlage in Wechselstrom um. Dies geschieht mit Hilfe eines Wechselrichters. Die erzeugte Energie dient vorrangig dem Betrieb Ihrer Haushaltsgeräte und – falls vorhanden – Ihrer Wallbox für das E-Mobil. Überschüssigen Strom können Sie gegen eine Vergütung ins öffentliche Netz einspeisen.
Für DC-gekoppelte Systeme benötigen Sie keinen Wechselrichter, denn Heizstäbe arbeiten mit Gleichstrom. Dieser gelangt direkt von der Photovoltaik-Anlage in das Aggregat. DC-Systeme eignen sich allerdings nicht, wenn Sie andere Stromverbraucher mit PV-Energie versorgen wollen.
Mehr Effizienz durch ein Energiemanagementsystem
Sie wünschen noch mehr Effizienz? Dann sollten Sie sich gleich für ein intelligentes Energiemanagementsystem entscheiden, wenn Sie Ihre Photovoltaik-Anlage mit einem Heizstab nachrüsten. Solche Systeme überwachen genau, wie viel Energie die Photovoltaik erzeugt, wie viel der Haushalt benötigt und ob zusätzlicher Strom aus dem öffentlichen Netz erforderlich ist.
Intelligente Energiemanagementsysteme stimmen nicht nur die jeweils notwendigen Energieflüsse optimal aufeinander ab. Sie erlauben auch eine individuelle Konfiguration. Sie können zum Beispiel definieren, für welche Geräte Sie Ihren Photovoltaik einsetzen möchten oder die Reihenfolge der Endverbraucher festlegen.
Ein Beispiel für ein mögliches Szenario:
- Den heimischen Stromspeicher aufladen.
- Das E-Mobil vor der Tür über die Wallbox „auftanken“.
- Den Heizstab aktivieren.
Ein weiteres Beispiel zeigt, wie Sie idealerweise auch Schwellenwerte und einen Netzbezug als Ergänzung einstellen können: Ihr Heizstab hat eine Mindestleistung von 2 kW. Sie bestimmen, dass er ab einem Stromüberschuss von 1,5 kW in Betrieb geht. Gleichzeitig akzeptieren Sie den Bezug von ergänzendem Netzstrom in einem Umfang von 25 Prozent.
Abhängig von Ihrem individuellen Setup gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie Sie einen Heizstab in Ihr heimisches Energienetz einbinden können. Deshalb sind pauschale Empfehlungen an dieser Stelle nicht angebracht.
Hängt der Heizstab direkt am Wechselrichter der Photovoltaikanlage, ist eine Regelung nur machbar, wenn Sie den Leitungsfluss über den Hausanschlusspunkt kennen. Bei Anlagen mit Speicher und Energiemanagementsystem können Sie mit Hilfe des Heizstabes theoretisch sogar Energie aus dem Batterie in den Warmwasserspeicher transferieren. Das ist praktisch jedoch meist nicht sehr sinnvoll.
Unser Team der GffD berät Sie gerne ausführlich, welche Systemeinstellungen und Szenarien für Ihren Bedarf am besten geeignet sind. Wir installieren für Sie auch die entsprechenden Schnittstellen zwischen Heizstab, Wechselrichter und Photovoltaik-Anlage.
Wir beraten Sie gerne unverbindlich:
GffD Gesellschaft für Bau und Energie mbH
Ansprechpartner: Frank Rogler
E-Mail: info@gffd.de
Tel.: 0331 23 70 23 20
Welche Leistung ein Heizstab für Ihren Pufferspeicher mitbringen sollte
Für diesen Aspekt gibt es eine einfache Faustregel: Der Stab sollte so klein wie möglich, jedoch so groß wie nötig sein. Letztendlich hängt die benötigte Leistung des Heizstabes (in Kilowatt) davon ab, wie groß Ihre Photovoltaik-Anlage und der angeschlossene Pufferspeicher sind.
Bei Photovoltaik-Anlagen mit einer Leistung bis 6 kWp und einem Pufferspeicher mit 250 Litern Fassungsvermögen genügt in der Regel eine Heizstableistung von 2 kW. Haben Sie eine größere Anlage, entscheiden Sie sich für 3 kW oder mehr. In diesem Punkt beraten wir Sie auf Wunsch ebenfalls.
Ein Vorteil der kleineren Heizstäbe bis 3 kW ist, dass sie mit einem Anschluss an eine normale Steckdose auskommen. Heizstäbe mit höherer Leistung erfordern einen mehrphasigen Anschluss und eine andere Absicherung als der übliche Haushaltsstromkreis.
Hierfür benötigen Sie nach den gesetzlichen Vorschriften in Deutschland einen Elektriker. Gleiches gilt für Heizstäbe, die direkt an eine Photovoltaik-Anlage angeschlossen werden sollen.
Fazit: Die Photovoltaik-Anlage mit einem Heizstab nachrüsten hat Vorteile
Bei der Frage, ob es sinnvoll ist, wenn Sie Ihre Photovoltaik-Anlage mit einem Heizstab nachrüsten und koppeln, gibt es einige Argumente zu bedenken. Im Winter liefert Ihre Photovoltaik relativ wenig Strom – gerade in der Zeit, in der Sie die meiste Wärme benötigen. Heizstäbe können auch mit einer optimalen Ausrichtung der PV-Anlage keine Heizung ersetzen, aber immerhin im Rahmen ihrer Leistungsfähigkeit ergänzen.
Wesentlich interessanter ist eine Kombination aus Photovoltaik-Anlage, Heizstab und Brauchwasser. Solche Systeme bieten vor allem bei kleineren PV-Anlagen bis 10kWp eine gute Basis, um den selbst erzeugten Solarstrom in Wärmeenergie zu transformieren. An sonnigen Tagen und natürlich im Sommer erwärmen Sie das Wasser im Pufferspeicher, um zu duschen und zu baden, und müssen ihren primären Wärmeerzeuger dafür nicht in Betrieb nehmen.
Einen Mehrwert erzielen Sie jedoch auch mit einer größeren Photovoltaik-Anlage mit mehr als 15 kWp. Deren Leistung müssen Sie wegen Erzeugerspitzen manchmal abregeln, wenn ein Speichern nicht möglich ist. In solchen Situationen springt der Heizstab ein und sorgt dafür, dass keine Energie verloren geht, sondern für die Warmwasserbereitung nutzbar ist.
Insgesamt überwiegen die Vorteile beim Nachrüsten eines Heizstabes. Falls Sie nur eine kleine Photovoltaik-Anlage besitzen und mit Solarstrom heizen möchten, ersparen Sie sich finanziellen Aufwand für andere Energieträger wie Erdgas oder Erdöl. Verfügen Sie über eine größere Anlage, können Sie Energie nutzen, die ansonsten verpuffen würde.
Das Nachrüsten mit Heizstäben ist unkompliziert, erfordert nur geringen Wartungsaufwand und kostet nicht die Welt. Außerdem leisten Sie einen wichtigen Beitrag gegen den Klimawandel und zur Schonung natürlicher Ressourcen – gewichtige Argumente für ein Nachrüsten Ihrer PV-Anlage.
Da die Preise für Netzstrom zum Teil starken Schwankungen ausgesetzt sind, möchten wir an dieser Stelle keine Beispielrechnung aufmachen. Nur so viel: Für die Erwärmung von Brauchwasser lohnt sich das Nachrüsten eines Heizstabes auf jeden Fall.
Unverbindliches Beratungsgespräch vereinbaren
Wir beraten Sie gerne in einem persönlichen Gespräch und an Hand aktueller Zahlen, wieviel Geld Sie einsparen können und wann sich der Heizstab amortisiert hat. Vereinbaren Sie dazu einfach einen Termin mit uns:
GffD Gesellschaft für Bau und Energie mbH
Ansprechpartner: Frank Rogler
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