Warmwasser mit Photovoltaik – warm duschen mit der Kraft der Sonne

Inhalt

• Mit Photovoltaik Warmwasser erzeugen: Worauf es ankommt
• Warmwasser mit Photovoltaik – Wie funktioniert das?
• PV-Strom für Durchlauferhitzer und Boiler
• Warmwasser mit Photovoltaik: Kosten und Einsparungen
• Vorteile und Nachteile von Photovoltaik für Warmwasser
• Kann man Photovoltaik für Warmwasser nachrüsten?
• Hybridmodule: Photovoltaik und Warmwasser in einem
• Angebote für Photovoltaik mit Warmwasser vergleichen und rund 22 % sparen
• FAQ

Photovoltaikanlagen gewinnen Strom aus der Sonne, können aber nicht direkt Wasser aufwärmen. Das geht nur indirekt: Indem der Sonnenstrom ein strombetriebenes Gerät in Gang setzt, das das kann. Das geht zum Beispiel über diese drei Möglichkeiten:

☛ Heizstab: Wie ein Tauchsieder erwärmt der Heizstab mithilfe des Solarstroms das Wasser im Warmwasserspeicher. Das kann dann zum Duschen oder zur Unterstützung der Heizung genutzt werden.

☛ Durchlauferhitzer: Der elektrische Durchlauferhitzer erhitzt auf Abruf sofort das Wasser. Das passiert direkt dort, wo es gebraucht wird, zum Beispiel an der Spüle in der Küche. 

☛ Boiler: Mithilfe von Strom heizt er eine größere Menge an Warmwasser vor und dann bewahrt es auf, bis es gebraucht wird. 

☛ Brauchwasserwärmepumpe: Diese Wärmepumpe ist nur für warmes Brauchwasser und nicht für die Heizung zuständig. Das warme Wasser stellt sie mithilfe von eigenem Solarstrom besonders günstig her.

☛ Der Heizstab ist die einfachste Lösung. Moderne Warmwasserspeicher sind in der Regel ab Werk mit einer Anbringevorrichtung ausgestattet. Es gibt Heizstäbe in verschiedenen Ausführungen. 

☛ Die einfachsten Modelle werden manuell ein- und ausgeschaltet. Solche Heizstäbe lassen sich als Einstiegsmodell werten – einfach um zu testen, ob diese Art der Warmwasserversorgung zum eigenen Haushalt passt. Es gibt manuell steuerbare Heizstäbe auch mit stufenweiser händischer Regelung. Manuelle Heizstäbe sind aber, vor allem mit einer PV-Anlage und deren schwankendem Stromertrag, ungeeignet.

☛ Ein automatisch regelbarer PV-Heizstab arbeitet mit einem Energiemanager zusammen. Haben Sie einen Überschuss an Solarstrom, aktiviert der Energiemanager den Heizstab. Und wenn im Winter einmal die Solarenergie nicht ausreicht, um genügend Warmwasser zu erzeugen, steuert der Energiemanager den konventionellen Wärmeerzeuger an, damit er für warmes Wasser sorgt. So wird der Energieverbrauch der Heizungsanlage so sparsam wie möglich gesteuert.

Durchlauferhitzer sind direkt dort installiert, wo warmes oder heißes Wasser gezapft wird, also im Bad oder in der Küche. Die elektrisch betriebenen Systeme erwärmen das Wasser, wenn es gebraucht wird. In diesem Moment brauchen Sie besonders viel Strom, so genannte “Verbrauchsspitzen” entstehen. Es ist fast unmöglich, genau dann so viel Solarstrom bereitzustellen. Ein Stromspeicher kann hier Abhilfe schaffen. 

Anders sieht es bei Wasserboilern mit integriertem Speicher aus. Hier läuft die Warmwasserbereitung stetiger ab, sodass der Strom aus der Photovoltaikanlage kontinuierlich genutzt wird. Das bedeutet: Ein Boiler mit integriertem Speicher ist besser für den effizienten Betrieb mit einer Photovoltaik-Anlage geeignet als ein Durchlauferhitzer. 

☛ Wichtig: Wer einen Boiler nutzt, muss auf die Hygiene achten. Um der Gefahr durch Keime oder Legionellen zu entgehen, ist es vor allem in Mehrfamilienhäusern mit zentralen Warmwasseranlagen notwendig, den Boiler auf mehr als 65 Grad Celsius zu erhitzen. Hierfür gibt es eine sogenannte Legionellenschaltung, die regelmäßig anspringt. Das braucht sehr viel Energie. Soll diese durch Solarstrom gedeckt werden, ist es daher sinnvoll, das Erhitzen mittags zu starten. Denn dann gibt es den meisten Sonnenstrom und oft mehr Strom, als man braucht. Mit solch geschickter Planung erhöht sich dann auch gleich die Eigenverbrauchsquote. Das spart bares Geld.

Wichtig ist bei einem PV-betriebenen Boiler außerdem, dass seine Größe und Auslegung  zum individuellen Warmwasserbedarf passt. Ist die Familie klein, ist ein kleinerer integrierter Speicher angebracht. In diesem Fall kann die PV-Anlage einen prozentual höheren Anteil zur Warmwassererzeugung beisteuern. Die Planung ist aber für jeden Haushalt und für jedes Gebäude individuell. Ein Heizungsfachbetrieb unterstützt Sie daher im Vorfeld bei der korrekten Planung und Berechnung.

Wenn Sie Ihre Photovoltaikanlage in die Warmwasserbereitung einbinden, bedeutet das hohe Einsparungen bei den Stromkosten. Allerdings gibt es verschiedene Optionen der Einbindung. Im Folgenden finden Sie die Wichtigsten im Vergleich.

☛ Diese Anschaffungskosten entstehen bei den verschiedenen Varianten der Warmwasserbereitung mithilfe von Photovoltaik-Strom:

• Warmwasserspeicher 300l: ca. 2.000 Euro
• Photovoltaik-Kosten für eine Anlage mit 10 kWp: ca. 15.000 Euro. Sie erzeugt etwa 10.000 kWh Strom pro Jahr.
• Stromspeicher mit 10 kWh Speicherkapazität: ca. 4.500 Euro. Er erhöht den Eigenverbrauch auf 80 %, also 8 kWh.
  • Warmwasserspeicher, PV-Anlage und Stromspeicher kosten zusammen 21.500 Euro.

Hinzu kommen je nach gewähltem System die folgenden Kosten:

• a) Photovoltaik mit Heizstab und Energiemanager: ca. 200 Euro + ca. 1.000 Euro = 1.200 Euro
• b) Wasserboiler mit integriertem Speicher (300 l) und Energiemanager: ca. 1.000 Euro + ca. 1.000 Euro = 2.000 Euro
• c) Warmwasser-Wärmepumpe mit Energiemanager: ca. 2.000 Euro + 1.000 Euro = 3.000 Euro

☛ Variante a)

Warmwasserspeicher, PV-Anlage mit Stromspeicher, Heizstab mit Energiemanager

• Die Anschaffungskosten betragen 20.700 Euro.
• Der Stromverbrauch für einen 3 kW-Heizstab pro Jahr berechnet sich folgendermaßen:
• Um Brauchwasser zum Duschen etc. um 50 Grad zu erwärmen, sind 0,058 kWh Strom pro Liter notwendig. 
• Um den Warmwassertank mit 300 Litern Fassungsvermögen zu erwärmen, sind also 300 l x 0,058 kWh = 7,4 kWh notwendig. Eine kWh Strom kostet, Stand September 2024, etwa 36 Cent. Eine Erwärmung des ganzen Tanks kostet also rund 2,70 Euro.
• Vier Personen benötigen pro Tag etwa 160 Liter Warmwasser. Das sind im Jahr 58.400 Liter. Das macht rund 193 Füllungen des Warmwassertanks, also rund 520 Euro pro Jahr ohne PV-Anlage.
• Mit PV-Anlage und Speicher sind etwa 80 Prozent des Strombedarfs durch Solarstrom gedeckt. Es bleiben in dem Fall also noch jährliche Stromkosten von rund 104 Euro, denn die jährliche Ersparnis mit PV-Strom beträgt 416 Euro bei der Warmwassererzeugung mit Heizstab.

☛ Variante b):

PV-Anlage mit Stromspeicher, Wasserboiler mit integriertem Warmwasserspeicher (300 l)

• die Anschaffungskosten betragen etwa 23.700 Euro
• Ein elektrischer Wasserboiler verbraucht mehr Strom als ein Heizstab, weil er das warme Wasser ständig bereithält. Daher kommt der Bereitschaftsenergieverbrauch hinzu, die Stromkosten steigen. 
• Der Stromverbrauch für einen elektrischen Wasserboiler mit integriertem Speicher berechnet sich folgendermaßen:
• Ein Elektroboiler mit 300 l Speicher verbraucht pro Tag etwa 12,3 kWh. Das sind pro Jahr rund 4.490 kWh. 
• Die Stromkosten für Warmwasser liegen mit Wasserboiler also bei etwa 1.616 Euro.
• Kommt für die Warmwasserbereitung auch hier Photovoltaik mit Stromspeicher zum Einsatz, lassen sich 80 Prozent einsparen. Die Kosten liegen noch bei 323 Euro.

☛ Variante c):

PV-Anlage, Speicher, Warmwasser-Wärmepumpe:

• Die Anschaffungskosten betragen etwa 24.700 Euro

So sieht der Stromverbrauch einer Warmwasser-Wärmepumpe aus:

• Eine Warmwasser-Wärmepumpe hat eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4. Das bedeutet, sie erzeugt aus 1 kWh zugeführtem Strom 4 kWh Heizenergie. 
• Ein 4-Personen-Haushalt benötigt für seinen jährlichen Warmwasserbedarf etwa 2.190 kWh Strom. Bei einem Strompreis von etwa 36 Cent pro Kilowattstunde sind das jährliche Kosten von 788 Euro. 
• Mit einer PV-Anlage und Speicher wird es günstiger: 80 Prozent des Verbrauchs sind gedeckt, es bleiben Kosten von 158 Euro.
• Mit einer Warmwasser-Wärmepumpe ist der Verbrauch viel effizienter, denn die Wärmepumpe benötigt im Jahr nur 547,5 kWh, um den Gesamtbedarf von 2.190 kWh zu decken. Das sind dann etwa 197,1 Euro.
• Auch für eine Wärmepumpe mit Photovoltaik wird es günstiger: Die Stromkosten für Warmwasser liegen in der Kombination bei nur noch etwa 40 Euro pro Jahr.

Ja. Und das ist auf mehrere Arten möglich. 

☛ Wenn Sie bereits Solarmodule auf dem Dach haben, benötigen Sie einen Warmwasser-Speicher, der über eine Anbringungsmöglichkeit für einen Heizstab verfügt. Das ist bei aktuellen Speichern üblicherweise der Fall. 

☛ Eine andere Option ist, das gesamte System nachzurüsten. Für die Warmwassererzeugung von zwei Personen genügen, je nach Bedarf, bereits zwei PV-Module, also etwa 800 Watt Leistung. Das ist die klassische Größe von einem Balkonkraftwerk. Nun können Sie den Strom der kostengünstigen Stecker-PV-Anlage nutzen, um zum Beispiel mithilfe eines Heizstabs Warmwasser herzustellen. 

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Bei mehr Personen im Haushalt ergibt sich ein höherer Strombedarf.

Warmes Wasser und Strom in einem direkt vom eigenen Dach: Das geht! Denn die Kombimodule aus Photovoltaik und Solarthermie bieten sowohl Strom als auch Warmwasser mit der Kraft der Sonne. Eine andere Bezeichnung für den Hybridkollektor ist Photothermiekollektor oder kurz “PVT-Kollektor”. 

Hybridkollektoren sind etwas dicker und schwerer als PV-Module, weil sie zwei Systeme kombinieren. So lässt sich auch eine kleinere Dachfläche optimal nutzen. Und Hausbesitzer müssen sich nicht mehr zwischen Photovoltaikanlagen und Solarthermieanlagen entscheiden – denn sie haben zwei Systeme in einem. Ein großer Vorteil ist dabei, dass sie sich gegenseitig unterstützen. Der Solarthermiekollektor ist unter den Solarzellen angeordnet. So absorbiert er die Wärme, die im PV-Modul erzeugt wird, und nutzt sie, um Wasser zu erwärmen. Dabei sorgt er zugleich für die Kühlung des photoelektrischen Systems. Das wird dadurch etwa 10 Prozent leistungsfähiger als bei Modulen ohne thermisches Element. Denn die verlieren an Leistungsfähigkeit, wenn sie im Sommer zu heiß werden.

Sie können sich vorstellen, künftig Ihren Warmwasserbedarf mithilfe Ihrer Photovoltaikanlage zu decken? Dann brauchen Sie einen Fachhandwerksbetrieb, der Sie dabei unterstützt – von der Planung bis zur Ausführung.

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