Im Sommer produziert die Photovoltaikanlage viel Strom, während das Gebäude kaum Heizwärme benötigt. Warmwasser wird trotzdem täglich gebraucht. Soll dafür immer die Wärmepumpe arbeiten – oder kann ein Heizstab bei echtem PV-Überschuss sinnvoll sein?
Energetisch ist die Antwort zunächst eindeutig: Eine Wärmepumpe erzeugt aus einer Kilowattstunde Strom mehrere Kilowattstunden Wärme. Ein Heizstab wandelt Strom nahezu im Verhältnis eins zu eins in Wärme um. Trotzdem lohnt sich der Blick auf das gesamte System.
Wärmepumpe und Heizstab im Vergleich
Heizstab: 1 kWh Strom → ungefähr 1 kWh Wärme
Wärmepumpe bei COP 3: 1 kWh Strom → ungefähr 3 kWh Wärme
Wenn nur die Effizienz zählt, gewinnt die Wärmepumpe deutlich. Im Sommer verändern sich jedoch die Rahmenbedingungen: Der Batteriespeicher kann bereits gefüllt sein, das Elektroauto steht nicht zu Hause und für zusätzlichen Solarstrom gibt es gerade keinen anderen Verbraucher. Gleichzeitig besitzt der Warmwasserspeicher noch freie thermische Kapazität.
Warum überhaupt über einen Heizstab nachdenken?
Auch für die Warmwasserbereitung benötigt die Wärmepumpe Betriebszeit. Je nach Anlage entstehen dabei Verdichterstarts, Pumpenlaufzeiten und Umschaltvorgänge. Das ist grundsätzlich unproblematisch – moderne Wärmepumpen sind dafür vorgesehen.
Ein gezielt eingesetzter Heizstab kann dennoch einen Teil der sommerlichen Warmwasserbereitung übernehmen und dadurch bestimmte Betriebsstunden oder Starts der Wärmepumpe vermeiden. Daraus lässt sich aber keine pauschal längere Lebensdauer ableiten. Entscheidend sind unter anderem Auslegung, Hydraulik, Temperaturen, Laufzeiten und Herstellervorgaben.
Effizienz und Wirtschaftlichkeit sind nicht dasselbe
Nehmen wir beispielhaft PV-Stromgestehungskosten von 15 Cent je Kilowattstunde an. Diese Zahl ist keine allgemeingültige Preisangabe, sondern muss für jede PV-Anlage individuell berechnet werden.
Heizstab: 15 ct/kWh Strom → etwa 15 ct/kWh Wärme
Wärmepumpe bei COP 3: 15 ct ÷ 3 → etwa 5 ct/kWh Wärme
Auch hier bleibt die Wärmepumpe energetisch und rechnerisch im Vorteil. Für einen bereits vorhandenen PV-Überschuss ist zusätzlich wichtig, was alternativ mit dem Strom geschehen würde. Bei einer Einspeisung verzichtet der Eigenverbrauch auf die mögliche Vergütung. Solarstrom ist deshalb auch dann nicht einfach „kostenlos“.
Warmwasser als thermischer Speicher
Mit einem Heizstab lässt sich überschüssige elektrische Energie als Wärme speichern: PV-Strom → Heizstab → Warmwasser. Anders als bei einer Batterie kann die Energie anschließend nur noch als Wärme genutzt werden. Wird sie am Abend ohnehin zum Duschen oder im Haushalt benötigt, kann diese Verschiebung sinnvoll sein.
Die richtige Reihenfolge ist entscheidend. Ein Energiemanagement sollte prüfen, ob zunächst Batteriespeicher, Elektroauto oder andere flexible Verbraucher sinnvoll versorgt werden – und ob die Wärmepumpe ohnehin effizient Warmwasser bereitet.
Ein mögliches Sommerszenario
- Am Vormittag lädt die PV-Anlage den Batteriespeicher.
- Mittags ist der Speicher voll, das Elektroauto nicht verfügbar und der Hausverbrauch gering.
- Im Warmwasserspeicher ist noch nutzbare Kapazität vorhanden.
- Ein HEMS gibt einen begrenzten PV-Überschuss für den Heizstab frei.
- Das erwärmte Wasser wird später am Tag genutzt.
Die Wärmepumpe und der Heizstab sind dabei keine Konkurrenten. Die Wärmepumpe bleibt der effiziente Wärmeerzeuger; der Heizstab kann in einem geeigneten Anlagenkonzept zusätzliche Flexibilität schaffen.
Wann der Heizstab keine gute Idee ist
Wird Netzstrom eingesetzt, fällt der Vergleich klar aus. Bei 25 ct/kWh Strom kostet eine Kilowattstunde Wärme aus dem Heizstab vereinfacht ebenfalls etwa 25 Cent. Eine Wärmepumpe mit COP 3 kommt rechnerisch auf rund 8,3 Cent je Kilowattstunde Wärme.
Auch kleine, kurzzeitige PV-Spitzen rechtfertigen nicht automatisch einen Heizstab. Leistung, Mindestlaufzeiten, Schalthäufigkeit, Speichergröße und zu erwartender Warmwasserbedarf müssen zusammenpassen.
Temperatur und Trinkwasserhygiene beachten
Nur weil Solarstrom verfügbar ist, sollte ein Speicher nicht beliebig stark aufgeheizt werden. Höhere Temperaturen vergrößern die Wärmeverluste und können zusätzliche technische Anforderungen auslösen. Gleichzeitig darf die Trinkwasserhygiene nicht vernachlässigt werden.
Eine pauschale Pflicht, jeden Speicher im Einfamilienhaus dauerhaft auf 60 °C zu halten, gibt es so nicht. Entscheidend ist, ob Trinkwasser über längere Zeit gespeichert wird oder ob beispielsweise ein hygienisches Speicher- beziehungsweise Frischwasserkonzept mit geringem Trinkwasservolumen und regelmäßigem Austausch eingesetzt wird. Der Heizwasser-Pufferspeicher kann dabei auf einem anderen Temperaturniveau arbeiten als das Trinkwasser.
Strengere Temperaturanforderungen betreffen vor allem große zentrale Trinkwarmwasseranlagen – typischerweise in Mehrfamilienhäusern oder Wohnungseigentümergemeinschaften – mit größeren Speichervolumen und Zirkulationsleitungen. Dort sind die anerkannten Regeln der Technik und das konkrete Hygienekonzept maßgeblich. Auch im Einfamilienhaus müssen Stagnation und ungeeignete Betriebsweisen vermieden werden. Die Planung gehört deshalb in die Hände eines Fachbetriebs; ein Heizstab ersetzt kein fachgerecht ausgelegtes Trinkwarmwassersystem.
Die Aufgabe des Energiemanagements
Ein HEMS kann PV-Prognose, Batterieladestand, Warmwasserbedarf, Speichertemperatur und weitere flexible Verbraucher gemeinsam betrachten. Dann lautet die Frage nicht mehr: „Ist gerade PV-Überschuss vorhanden?“, sondern: „Wo erzielt dieser Überschuss im Gesamtsystem den größten Nutzen?“
Mit genau solchen Koordinationsfragen beschäftigen wir uns auch bei der Entwicklung von Solanya HEMS. Das System befindet sich noch in Entwicklung; konkrete Funktionen und unterstützte Geräte stellen wir später vor. Daneben gibt es bereits weitere HEMS-Lösungen am Markt, die je nach Hersteller unterschiedliche Komponenten und Strategien unterstützen.
Fazit: Die richtige Technik zum richtigen Zeitpunkt
Der Heizstab ist nicht effizienter als die Wärmepumpe. Bei echtem sommerlichem PV-Überschuss kann er dennoch eine einfache Ergänzung sein, wenn Warmwasserbedarf, Speicher, Regelung und wirtschaftliche Alternative dazu passen.
Die sinnvolle Frage lautet daher nicht „Heizstab statt Wärmepumpe?“, sondern: Wann Wärmepumpe – und wann ergänzend Heizstab?
Quellen und weiterführende Informationen:
Verbraucherzentrale: Kosten für Warmwasser senken
Umweltbundesamt: Trinkwarmwasserkonzepte für Gebäude mit Wärmepumpenheizung
Kommentare