Energiewende bei der Beheizung von Hallen
Grundsätzlich sind Photovoltaik-Anlagen für die Stromerzeugung, nicht hingegen für das Heizen ausgelegt. Angesichts steigender Preise bei fossilen Energieträgern, immer geringeren Anlagenkosten für PV-Anlagen und einer sinkenden Vergütung für die Stromerzeugung lohnt sich das Heizen mit Photovoltaik jedoch zunehmend. Dazu muss das Heizungssystem den erzeugten Strom zunächst in Wärme umwandeln. Nicht immer ist dies effizient, aus ökologischer Sicht jedoch in jedem Fall sinnvoll.
Mehr Eigennutzung bei sinkender Einspeisevergütung
Lohnte es sich in der Vergangenheit noch, möglichst viel selbst erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen und im Gegenzug eine Einspeisevergütung zu erhalten, ist es inzwischen sinnvoller, möglichst viel Solarstrom selbst zu verbrauchen. Da eine großzügig dimensionierte PV-Anlage mehr Strom erzeugt als benötigt wird, lässt sich dieser auch zum Betrieb einer Heizung abzweigen. Hilfreich ist hier eine Wärmepumpe, aber auch der Betrieb einer Elektroheizung oder der Einsatz eines Heizstabes sind möglich.
Effizienz von Wärmepumpen nutzen
Lässt sich eine kWh Solarstrom für etwa 10 Cent erzeugen und daraus 4-5 kWh Stunden Wärme gewinnen, kostet die Erzeugung von Heizenergie mit einer Wärmepumpe etwa 2-2,5 Cent je kWh Heizwärme – und damit nur rund ein Drittel der Kosten, die eine kWh Wärme mit einem Gaskessel kostet. Dabei liefert die PV-Anlage den Strom, der zum Betrieb der Wärmepumpe beziehungsweise dem Verdichtungsprozess erforderlich ist.
Bei der Zwischenschaltung eines Stromspeichers lässt sich die schwankende Stromproduktion zudem in den Abendstunden ausgleichen, sodass auch abends und nachts Strom für den Betrieb der Wärmepumpe zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes einer Wärmepumpe ist die höhere Deckung des Heizwärmebedarfs als mit einer reinen Elektroheizung.
Elektroheizung mit Solarstrom betreiben
Eine Elektroheizung wandelt Strom zu Wärme um, indem dieser durch einen elektrischen Leiter fließt, der mittels eines hohen Widerstands Wärme erzeugt. Diese wird entweder direkt an den Raum abgegeben oder in Medien wie Öl oder Schamottsteinen zwischengespeichert und über einen längeren Zeitraum abgegeben. Vorteile der Elektroheizung liegen in der einfachen und kostengünstigen Installation und der schnellen Erwärmung. Umgekehrt ist jedoch der Wirkungsgrad gering und die Energiekosten fallen insgesamt hoch aus.
In der Regel lohnt sich der Betrieb einer reinen Elektroheizung (z. B. Strahlungsheizung, Heizlüfter, Nachtspeicherheizung, elektrische Fußbodenheizung) über die PV-Anlage nicht, da eine kWh Strom deutlich teurer ist als eine kWh Wärme. Zudem benötigt die Heizung mehr Strom als eine PV-Anlage erzeugen kann, sodass weiterhin ein kostspieliger Zukauf von Strom nötig ist. Sinnvoll kann die Montage einer E-Strahlungsheizung allerdings in Räumlichkeiten sein, die nur temporär beheizt werden.
Pufferspeicher und Heizstab
In einem Pufferspeicher wird Wasser mittels einer Wärmepumpe oder einem Heizstab erhitzt und kann bei Bedarf zum Heizen genutzt werden. Das abgekühlte Wasser aus dem Heizkreislauf strömt in den Speicher zurück und wird dort erneut erhitzt. Die Energie zum Erwärmen des Wassers, das anschließend beispielsweise durch eine Fußbodenheizung fließt, stammt entweder aus einem konventionellen Heizkessel, einer Solarthermie-Anlage – oder aber aus eine strombetriebenen Heizstab. Der Wartungsaufwand ist dabei geringer als bei einer Solarthermie-Heizung, da es sich nicht um einen wassergeführten Kreislauf handelt und keine Pumpen, Rohre oder Wärmetauscher benötigt werden.
Nachteile des Heizens mit Solarstrom
Trotz aller Vorteile kann der Strom aus einer PV-Anlage den Heizstrombedarf auch bei einer großflächigen Dimensionierung nicht vollständig decken. Ein Grund dafür ist, dass die Anlage Strom nur dann erzeugt, wenn die Sonne scheint. Gerade im Winter, wenn der Heizbedarf am größten ist, steht die Sonne jedoch tief und die Anlage erzeugt deutlich weniger Strom als im Sommer. Hilfreich ist hier in jedem Fall ein Strom-Zwischenspeicher, der den Strom zu jeder Tages- und Nachtzeit verfügbar macht.
Eine Hybridheizung kombiniert außerdem verschiedene Heiztechnologien, um Heizwärme und Warmwasser aufzubereiten. Oft kommen hier Gas-Hybridheizungen oder Hybrid-Wärmepumpen zum Einsatz.
Vor- und Nachteile des Heizens mit Solarstrom
Vorteile | Nachteile |
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Alternative Solarthermie
Möchten Sie mit einer Solaranlage vorrangig die Heizung betreiben, bietet sich unter Umständen eine Solarthermie-Anlage anstelle einer PV-Anlage an, da diese über einen höheren Wirkungsgrad verfügt. Die Module werden ähnlich wie PV-Module auf dem Dach montiert, allerdings erwärmt ein Leitungssystem Wasser, das direkt zum Heizen genutzt wird, sodass nicht erst erzeugter Strom in Wärme umgewandelt zu werden braucht. Dabei ist die Montage aufwändiger und es wird zudem ein Wasserspeicher benötigt, um die Energie nutzbar zu machen.
PV-Anlage für die Hallenheizung nutzen
Auch wenn es nicht möglich ist, mit der PV-Anlage den kompletten Heizwärmebedarf zu decken, profitieren Sie von finanziellen und ökologischen Vorteilen. In jedem Fall verbessert der Solarstrom die CO2-Bilanz des Gebäudes. Der gleichzeitige Anstieg der Preise für Netzstrom bei sinkenden Anschaffungskosten für PV-Anlagen erweisen sich ebenfalls als gute Gründe für die Montage einer PV-Anlage – vor allem, seit die Effizienz von Elektroheizungen ansteigt und es gute Heizungen gibt, die – wie im Fall der Wärmepumpen – mit Stromunterstützung heizen. Ob sich die Anschaffung einer PV-Anlage zu Heizzwecken jedoch letztlich lohnt, lässt sich nicht pauschal beantworten. Unsere Expert:innen beraten Sie hierzu gern unverbindlich.
