Rainer Körner: “Stromspeicher sind für eine Wärmenutzung nicht interessant”

Dienstag, 19. Juni 2018 | Autor: Joachim Berner

Rainer Körner Rainer Körner Die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe hat sich zu einem beliebten Heizsystem entwickelt. Doch um damit wirklich mit Solarstrom heizen zu können, gilt es einige Dinge zu beachten. Wo das Problem liegt, erklärt Rainer Körner, 2. Vorsitzender des Sonnenhaus-Instituts.

Herr Körner, Als umweltfreundliches Heizsystem beworben, gehen Hausbesitzer davon aus, dass sie mit Solarstrom heizen. Hält die Lösung, was sie verspricht?
In den meisten Fällen nicht. Aber der Reihe nach. Mit Wärmepumpen lassen sich relativ leicht die Vorgaben der Energieeinsparverordnung und kostengünstig die KfW-Förderrichtlinien erfüllen. Das hat dazu geführt, dass Wärmepumpen immer beliebter wurden und in vielen Gebäuden zum Einsatz kommen. Interessant wurde die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe aber erst 2012. Vorher war die Einspeisevergütung für Solarstrom noch so hoch, dass es nicht wirtschaftlich war, den eigenen Strom selbst zu verbrauchen.

Wo liegt das Problem?
Wenn die Sonne scheint, verbraucht ein gut gedämmtes Haus wenig bis gar keine Energie. Durch große, nach Süden ausgerichtete Fensterflächen, wie sie heute meistens eingebaut werden, erwärmen sich Wohnräume sogar. Die Wärmepumpe wird dann natürlich nicht benötigt – außer für ein bisschen Warmwasserbereitung –, obwohl eigener Strom vom Dach ausreichend zur Verfügung steht. Sie muss erst dann wieder Wärme produzieren, wenn die Sonne untergeht und es draußen kälter wird. Dann muss sie aber mit Kraftwerksstrom betrieben werden, was sich weder ökologisch noch wirtschaftlich sinnvoll darstellt. Ein weiterer Punkt ist, dass immer noch wenige Wärmepumpensysteme am Markt sind, die eine tatsächlich solarstromgeregelte Funktion sowie eine effiziente Wärmeverteilung und Wärmespeicherung ermöglichen.

Können Speicher eine Lösung sein, damit mehr Solarstrom verbraucht wird?
Es ist zwischen Wärme- und Stromspeicher zu unterscheiden. Stromspeicher sind für den Haushaltsstrom interessant, aber nicht für eine Wärmenutzung. Ein Wärmespeicher ist wesentlich günstiger, bietet unendlich viele Lade- und Entladezyklen. Er ist daher alternativlos. Die üblichen Stromspeichergrößen von sechs bis zehn Kilowattstunden reichen im Winter gerade mal, um den Haushaltsstrom vom Abend bis über die Nacht zu decken. An die Verwendung für eine Wärmepumpe ist somit nicht zu denken, wenn man bedenkt, dass eine Wärmepumpe bei einer Anforderung alleine schon zwei Kilowatt Strom pro Stunde benötigen würde. Die marktüblichen Wärmespeicher für PV-Wärmepumpen-Systeme sind allerdings bei Standard-Anlagen oft zu klein dimensioniert, zum Beispiel mit einem 100 Liter Pufferspeicher. Speichergrößen von 1.000 bis 2.900 Liter sind für ein Einfamilienhaus zu empfehlen. Sie lassen sich platzsparend in den meisten, auch nicht unterkellerten Häusern realisieren.

Auch Sonnenhäuser werden heute schon mit Photovoltaikanlage und Wärmepumpe gebaut. Was ist das Besondere daran?
Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen haben in den vergangenen Jahren eine starke Effizienzverbesserung verbuchen können. Das macht es interessant, diese Komponenten zu kombinieren. Wir vom Sonnenhaus-Institut haben schon vor über fünf Jahren praxistaugliche PV-Wärmepumpen-Systeme mit hohen solaren Deckungsanteilen, also über 50 Prozent, entwickelt und eingebaut.

Creativ-Manager Creativ-Manager Wie sieht die technische Lösung dafür aus?
Herkömmliche Wärmepumpensysteme werden nach dem Heizenergiebedarf ausgelegt und haben so gar nicht die Möglichkeit, überschüssige Energie in Wärme umzuwandeln. Die Wärmepumpen bei unseren Sonnenhaus-Systemen werden daher größer dimensioniert. Und ganz wichtig: Sie werden solarstromgeregelt eingesetzt und können daher, ähnlich wie ein thermischer Solarkollektor, fast ausschließlich mit eigener Solarenergie betrieben werden. Des Weiteren muss ein Energie-Management-System eingesetzt werden, mit dem die Energieströme für Haushaltsstrom, Heizenergie und Elektromobilität gesteuert, geregelt und verteilt werden können. Ein weiteres Augenmerk ist das Wärmeverteilsystem, das die Heizenergie im Haus effizient auf die Heizkreise verteilt und überschüssige Energie optimiert in den Speicher schichtet.

Welche Rolle spielt der Wärmespeicher?
Da eine Wärmepumpe nur einen geringen Temperaturhub hat, muss viel Heizungswasser mit einer hohen Durchflussgeschwindigkeit gepumpt werden, was eine schichtenweise Speicherung nicht einfach macht. Hierfür sind spezielle Wärmespeicher und ein effizientes Verteilsystem notwendig. Da es auf dem Markt keine passende Lösung gab, haben Mitglieder des Sonnenhaus-Instituts selbst eine übergeordnete Regelung für die Energieerzeugung, -verteilung und -speicherung entwickelt. Sie vereint alle oben beschriebenen Eigenschaften in einem Produkt. Dieser Creativ-Manager kommt schon seit mehreren Jahren in Sonnenhäusern mit Photovoltaik und Wärmepumpe zum Einsatz.

Es gibt Bauherren, die mit Solarthermie bauen wollen. Würden Sie ihnen raten, lieber mit Photovoltaik zu bauen oder wenigstens ein paar Solarstrommodule mit auf dem Dach zu installieren?
Ich rate, alle für eine Solarnutzung zur Verfügung stehenden Flächen zu nutzen. Wenn somit beim thermischen Sonnenhaus noch freie Flächen zur Verfügung stehen, sollten sie für Solarstrommodule genutzt werden. Bei der Auslegung einer Sonnenheizung muss zuerst geprüft werden, welche Flächen zum Beispiel auf dem Dach oder an der Fassade unter Berücksichtigung der Himmelsrichtung und Neigung für eine Solarnutzung zur Verfügung stehen und wie viele Kilowattstunden man zu welchem Zeitpunkt ernten kann. Dagegen stehen die Verbräuche für Heizung, Warmwasser, Haushaltsstrom und gegebenenfalls Elektromobilität. Danach versucht man, die Nachfrage so gut wie möglich mit den Erträgen zu decken. Das Schöne an der Auslegung einer Sonnenhaus-Heizung ist, dass die jeweiligen Möglichkeiten der solaren Energieerzeugung – Photovoltaik oder Solarthermie – und der gegebenenfalls gewünschten Zusatzheizung – Holz, Gas oder Wärmepumpe – mit den persönlichen Vorstellungen der Nutzer individuell abgestimmt und kombiniert werden können.

Das Interview hat das Sonnenhaus-Institut zur Verfügung gestellt. Es wurde von der Pelletshome-Redaktion bearbeitet.

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