Warmwassererzeugung durch Photovoltaik: Ist das möglich und rentabel?

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Im Sommer liegen wir entspannt unter ihr, im Winter wünschen wir sie uns öfters herbei: Die Sonne. Sie sorgt für Licht und Wärme, wenn wir im Park liegen, auf dem Balkon – und in der heimischen Badewanne? Ja, dieser Bogen mag jetzt weit gespannt sein, aber die beiden Technologien Solarthermie und Photovoltaik machen es möglich. Wo liegen aber die Unterschiede zwischen diesen beiden Anlagen? Welchen Zweck erfüllen sie – und macht die Warmwassererzeugung durch Photovoltaik Sinn?

Um euch den Unterschied zwischen Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen zu verdeutlichen, müssen wir zuerst die Begrifflichkeiten klären. In Fachartikeln und auch im Alltag ist oft allgemein von „Solaranlage“ die Rede, wenn man von diesen beiden Technologien spricht.

Das Wort „Solaranlage“ ist jedoch lediglich ein Überbegriff und steht für Anlagen, die mithilfe der Sonne funktionieren und Energie erzeugen. Jedoch unterscheiden sie sich in ihrer Funktionsweise und ihrem Zweck.

Eine Photovoltaik-Anlage zielt in erster Linie darauf ab, mithilfe der Sonnenenergie Strom zu produzieren. Bei einer Solarthermie-Anlage hingegen stehen die Trinkwassererwärmung und die Heizungsunterstützung im Vordergrund. Grundsätzlich ist es allerdings möglich, eine Photovoltaik-Anlage ebenfalls zur Warmwassererzeugung zu nutzen, wie wir euch später noch genauer erklären werden.

Die Photovoltaik-Anlage und der umweltfreundliche Strom

Für alle, die sich fragen, wie diese oft bläulichen Scheiben auf dem Dach Energie erzeugen, versuchen wir einen kleinen Einstieg zu geben: In einer Photovoltaik-Anlage wird Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie umgewandelt. Dies erfolgt in den sogenannten Solarzellen, die zusammen ein Solarmodul bilden – und eben diese bläulichen Scheiben sind, die ihr immer häufiger auf Dächern oder Freiflächen seht.

Solarkabel transportieren den nachhaltigen PV-Strom in das Haus, wo er sich für sämtliche elektronische Geräte nutzen lässt, ob nun Kaffeemaschine, Fernseher oder Waschmaschine. Die Umwandlung von Gleichstrom in netztauglichen Wechselstrom übernimmt ein Wechselrichter.

Wichtig für die Nutzung einer Photovoltaik-Anlage ist, dass ihr vorab den Strombedarf genau ermittelt und die Anlage größentechnisch richtig auslegt, um diesen Bedarf auch decken zu können. Je besser diese Größen aufeinander abgestimmt sind, umso weniger müsst ihr auf den Strom aus dem öffentlichen Netz zurückgreifen. Als zusätzliche Unterstützung bietet sich ein Speicher an, der überschüssigen Strom für den späteren Bedarf bereitstellt.

Die Solarthermie-Anlage und die Wärmeerzeugung

Eine Solarthermie-Anlage funktioniert vom Schema her ähnlich wie eine Photovoltaik-Anlage. Dahinter steckt aber eine andere Art von Technologie: Sogenannte Solarkollektoren fangen die Sonnenenergie ein.

In den Solarkollektoren befindet sich eine Flüssigkeit, die sich durch die Absorption der Sonnenenergie aufwärmt und die entstandene Wärme anschließend über Rohrleitungen zu einem Solarspeicher weiterleitet. An dieser Stelle wird die Wärme auf das Brauchwasser übertragen oder aber für das Heizungssystem genutzt. Genau wie bei der Photovoltaik-Anlage ist es wichtig, Warmwasser- bzw. Heizbedarf und Größe der Anlage gut aufeinander abzustimmen.

Im Sommer kann eine Solarthermie-Anlage durchaus den Heizkessel vollständig ersetzen, weil in diesen Monaten weniger Wärmebedarf ist. Im Winter hingegen, in denen die Sonne weniger zum Vorschein kommt, muss dieser wieder einspringen.

Wie lässt sich nun aber eine Photovoltaik-Anlage auch zur Warmwassererzeugung nutzen?

Eine Solarthermie-Anlage ist auf ihre Aufgaben der Warmwassererzeugung und Heizungsunterstützung beschränkt. Wenn ihr jedoch eine Photovoltaik-Anlage entsprechend ausstattet, könnt ihr diese ebenfalls für die Produktion von Warmwasser verwenden – und nicht nur für die Stromerzeugung.

Zum Einsatz kommt hier ein sogenannter Heizstab, der im Warmwasserspeicher verbaut ist. Durch den Heizstab fließt dann elektrischer Strom – genau genommen der überschüssige Strom aus der Photovoltaik-Anlage – und er erhitzt mit dieser elektrischen Energie das Wasser im Speicher.

Ihr könnt die Integration eines Heizstabs in die Photovoltaik-Anlage direkt von Anfang an einplanen oder aber diesen später noch nachrüsten, sollte eine PV-Anlage bereits vorhanden sein. Über smarte Energiemanager könnt ihr sogar programmieren, wann und wie viel überschüssiger Strom in den Heizstab fließen soll.

Warmes Wasser durch Photovoltaik- das Für und Wider

Die Kombination einer Photovoltaik-Anlage mit einem Heizstab zieht einige Vorteile nach sich: Hierbei lassen sich grundsätzlich Kosten für die Warmwasserbereitung reduzieren, der Eigenverbrauch des Photovoltaik-Stroms erhöhen und die Unabhängigkeit vom Stromanbieter steigern.

Da die Kosten für PV-Anlagen immer weiter fallen, sinken im Endeffekt auch die Kosten für selbst erzeugten Strom – die im starken Gegensatz zu den steigenden Stromkosten aus dem öffentlichen Netz stehen. Zudem überzeugt die Kombination PV-Anlage und Heizstab durch einen hohen Wirkungsgrad, da hierbei kaum Wärmeverluste zu verzeichnen sind.

Wirtschaftlichkeit und Ökobilanz: Ist Warmwassererzeugung durch Photovoltaik rentabel?

Diese Frage lässt sich weder zu hundert Prozent mit Ja noch mit Nein beantworten, denn sie hängt mit den individuellen Prioritäten eines Anlagenbesitzers sowie mit der notwendigen Wirtschaftlichkeitsberechnung zusammen. Wenn ihr vor der Entscheidung steht, eine PV-Anlage zur Warmwassererzeugung zu nutzen, gibt es vorab noch einige Basisfragen, die ihr zuerst klären solltet:

Wie viel würde die Wärme kosten, wenn ich sie auf andere Art herstellen würde? Wäre das günstiger oder teurer? Und wie sieht das Gewinnverhältnis bei meiner Photovoltaik-Anlage aus? Ist es wirtschaftlicher, den überschüssigen Strom in das öffentliche Netz einzuspeisen und dadurch die Einspeisevergütung zu erhalten? Oder aber spare ich mehr, wenn ich den Rest-PV-Strom komplett verbrauche und meine Warmwasserkosten senke? Wie hoch ist aktuell die Einspeisevergütung? Und lohnt sich die Anschaffung eines Speichers?

Über den finanziellen Aspekt hinaus ist es aber auch eine persönliche Frage der Prioritäten, wie ihr den überschüssigen Solarstrom einsetzen möchtet: Zur Kostensenkung oder zur Verbesserung der eigenen Ökobilanz durch einen hohen Eigenverbrauch?

Fazit

Wie ihr seht, ist es schwierig, eine eindeutige Antwort auf die Frage zu geben, ob die Warmwassererzeugung durch Photovoltaik Sinn macht. Dies ist abhängig von der individuellen Situation und von persönlichen Interessen. Wollt ihr in erster Linie Kosten sparen? Oder wollt ihr unabhängig sein und nachhaltig für die Umwelt agieren?

In jedem Fall ist es wichtig, eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsberechnung zu machen oder sich hierbei von einem Fachmann helfen zu lassen. Wie ihr euch jetzt oder auch in naher Zukunft entscheidet: Wir wünschen einen warmen Winter.

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