Heizungsunterstützung durch Solar und Wärmepumpe: Hybride Lösungen für maximale Effizienz

Die Heizungsunterstützung durch Solarenergie ist ein bewährtes Konzept, das in Zeiten steigender Energiepreise und verschärfter Klimaziele an Bedeutung gewinnt. Ob über Solarthermie, die direkt Wärme liefert, oder über Photovoltaik in Kombination mit einer Wärmepumpe – die Sonne kann einen erheblichen Beitrag zur Beheizung von Gebäuden leisten. Dieser Beitrag erklärt die verschiedenen Konzepte und ihre Vor- und Nachteile.

Solarthermische Heizungsunterstützung ist das klassische Konzept zur solaren Wärmeerzeugung. Große Kollektorflächen – typischerweise 10 bis 15 Quadratmeter für ein Einfamilienhaus – erwärmen ein Wärmeträgermedium, das die Wärme an einen Pufferspeicher abgibt. Von dort wird die Wärme bei Bedarf für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung genutzt. In der Übergangszeit im Frühling und Herbst kann die Solarthermie einen erheblichen Teil des Heizbedarfs decken, während im Winter die konventionelle Heizung den Hauptanteil übernimmt.

Die Dimensionierung einer Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung muss sorgfältig erfolgen. Ein zu kleiner Speicher kann die erzeugte Wärme nicht aufnehmen, ein zu großer Speicher erhöht die Kosten unverhältnismäßig. Als Faustregel gilt ein Speichervolumen von 50 bis 80 Litern pro Quadratmeter Kollektorfläche. Der Pufferspeicher sollte gut schichtend arbeiten, um die unterschiedlichen Temperaturniveaus für Heizung und Warmwasser optimal zu bedienen.

Moderne Combi-Speicher vereinen die Funktionen eines Pufferspeichers für die Heizung und eines Warmwasserspeichers in einem Gerät. Sie ermöglichen eine platzsparende Installation und reduzieren die Wärmeverluste gegenüber separaten Speichern. Die Integration der Solarthermie in den Combi-Speicher erfolgt über interne Wärmetauscher, die die Solarwärme in die passende Speicherschicht einbringen.

Die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe ist eine zunehmend beliebte Alternative zur Solarthermie. Hierbei treibt der Solarstrom eine Wärmepumpe an, die der Umgebung Wärme entzieht und auf ein für die Heizung nutzbares Niveau bringt. Der große Vorteil: Eine Wärmepumpe erzeugt aus einer Kilowattstunde Strom drei bis fünf Kilowattstunden Wärme. In Kombination mit Photovoltaik entsteht so eine besonders effiziente und klimafreundliche Heizungslösung.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist die zentrale Kennzahl für die Effizienz einer Wärmepumpe. Sie gibt an, wie viel Wärme pro eingesetzter Kilowattstunde Strom im Jahresdurchschnitt erzeugt wird. Luft-Wasser-Wärmepumpen erreichen JAZ von 3 bis 4, Sole-Wasser-Wärmepumpen von 4 bis 5. In Verbindung mit einer gut dimensionierten Photovoltaikanlage können so 50 bis 70 Prozent des Wärmepumpenstroms solar gedeckt werden.

Ein intelligentes Energiemanagement ist entscheidend für die optimale Nutzung der Kombination aus PV und Wärmepumpe. Moderne Systeme nutzen Wetterprognosen und Lastvorhersagen, um die Wärmepumpe bevorzugt dann laufen zu lassen, wenn die Photovoltaikanlage viel Strom erzeugt. Der Pufferspeicher wird als thermischer Energiespeicher genutzt: Das Gebäude wird bei Sonnenschein etwas stärker beheizt, sodass die gespeicherte Wärme abends und nachts genutzt werden kann.