Luftwärmepumpe mit Photovoltaik: Die perfekte Kombination für maximale Effizienz

Die Kombination einer Luftwärmepumpe mit Photovoltaik ist eine der effizientesten Strategien, um Heizkosten zu senken und den ökologischen Fußabdruck eines Gebäudes zu minimieren. Beide Technologien ergänzen sich optimal: Die PV-Anlage liefert den Strom, den die Wärmepumpe benötigt, um aus Umgebungsluft behagliche Raumwärme zu erzeugen. In diesem ausführlichen Artikel erfahren Sie alles, was Sie über diese zukunftsweisende Kombination wissen müssen.

Das Funktionsprinzip ist bestechend einfach: Eine Luftwärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme und gibt diese auf einem höheren Temperaturniveau an das Heizsystem des Gebäudes ab. Für diesen Prozess benötigt sie elektrische Energie, die im Idealfall von der hauseigenen Photovoltaikanlage geliefert wird. Der Clou dabei: Aus einer Kilowattstunde Strom erzeugt die Wärmepumpe drei bis fünf Kilowattstunden Wärme. Wenn dieser Strom von der PV-Anlage kommt, wird die Wärme praktisch kostenlos erzeugt.

Die Leistungszahl einer Luftwärmepumpe, ausgedrückt als COP (Coefficient of Performance), variiert je nach Außentemperatur. Bei milden Temperaturen um 7 Grad Celsius erreichen moderne Geräte COP-Werte von 4 bis 5. Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt sinkt der COP auf etwa 3, und bei sehr kalten Temperaturen unter minus 10 Grad auf etwa 2 bis 2,5. Die Jahresarbeitszahl (JAZ), die den Durchschnittswert über das gesamte Jahr angibt, liegt bei modernen Luftwärmepumpen typischerweise zwischen 3,0 und 4,0.

Für die optimale Dimensionierung der Luftwärmepumpe mit Photovoltaik müssen beide Systeme aufeinander abgestimmt werden. Die Heizlast des Gebäudes bestimmt die erforderliche Leistung der Wärmepumpe. Bei einem gut gedämmten Einfamilienhaus liegt der Heizwärmebedarf bei etwa 50 bis 80 kWh pro Quadratmeter und Jahr. Für eine Wohnfläche von 150 Quadratmetern ergibt sich ein Heizwärmebedarf von 7.500 bis 12.000 kWh, was bei einer JAZ von 3,5 einem Stromverbrauch der Wärmepumpe von 2.100 bis 3.400 kWh entspricht.

Die PV-Anlage sollte so dimensioniert werden, dass sie möglichst viel des Wärmepumpenstroms selbst erzeugen kann. Eine Anlage mit 10 kWp produziert in Deutschland etwa 9.000 bis 10.000 kWh pro Jahr. Davon können je nach Jahreszeit und Gleichzeitigkeit von Erzeugung und Verbrauch etwa 30 bis 50 Prozent direkt für die Wärmepumpe genutzt werden. Ein Batteriespeicher kann diesen Anteil weiter erhöhen, indem er tagsüber erzeugten Solarstrom für den abendlichen oder nächtlichen Wärmepumpenbetrieb zwischenspeichert.

Ein intelligentes Energiemanagementsystem ist der Schlüssel zur optimalen Zusammenarbeit von Luftwärmepumpe und Photovoltaik. Es überwacht die aktuelle Solarproduktion, den Ladezustand des Batteriespeichers und den Wärmebedarf des Gebäudes und steuert die Wärmepumpe so, dass sie bevorzugt dann läuft, wenn Solarstrom verfügbar ist. Viele moderne Wärmepumpen verfügen über einen SG-Ready-Eingang, über den sie ein Signal vom Energiemanagementsystem empfangen können.