Solargestützte Wärmepumpen
Dieser Artikel wird Ihnen präsentiert von Immobilienmakler Freiberg am Neckar
Die Energiewende beginnt im eigenen Zuhause – und kombinierte Heizsysteme sind dabei ein entscheidender Baustein. Solargestützte Wärmepumpen vereinen die Vorteile zweier nachhaltiger Technologien und bieten eine außergewöhnlich effiziente Lösung für moderne Haushalte. Wie diese Kombination funktioniert, welche Einsparungen möglich sind und was bei der Planung zu beachten ist, erfahren Sie in diesem umfassenden Ratgeber.
Warum solargestützte Wärmepumpen die Zukunft des Heizens sind
Wärmepumpen allein gelten bereits als hocheffiziente Heizsysteme, da sie Umweltwärme nutzen und diese auf ein höheres Temperaturniveau bringen. Ihr größter Nachteil: Sie benötigen Strom für den Betrieb. Genau hier kommt die solare Unterstützung ins Spiel. Die Kombination einer Wärmepumpen System mit Photovoltaik schafft eine nahezu perfekte Energiesymbiose.
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Der selbst erzeugte Solarstrom kann direkt für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt werden. Das senkt nicht nur die Betriebskosten erheblich, sondern verbessert auch die Umweltbilanz des gesamten Heizsystems deutlich. Experten schätzen die möglichen Einsparungen bei den Heizkosten auf 40 bis 70 Prozent im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen.
Ein weiterer Vorteil: Während Photovoltaikanlagen im Sommer überschüssigen Strom produzieren, benötigt die Wärmepumpe dann weniger Energie. Diese saisonale Gegenläufigkeit lässt sich durch intelligente Steuerungssysteme und einen Solarspeicher optimal ausgleichen.
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So funktioniert das Zusammenspiel von Solarenergie und Wärmepumpe
Die Funktionsweise der solargestützten Wärmepumpe basiert auf einer intelligenten Verknüpfung beider Technologien:
Die Photovoltaikanlage auf dem Dach wandelt Sonnenlicht in elektrische Energie um. Diese Energie kann direkt zum Antrieb der Wärmepumpe genutzt werden. Die Wärmepumpe selbst entzieht der Umgebung (Luft, Erdreich oder Grundwasser) Wärme und hebt diese mittels eines Kältekreislaufs auf ein höheres Temperaturniveau, das zur Beheizung des Hauses und zur Warmwasseraufbereitung genutzt wird.
Der große Vorteil: Für jeden eingesetzten Kilowatt Strom kann eine moderne Wärmepumpe je nach Typ zwischen drei und fünf Kilowatt Wärmeenergie erzeugen. Kommt dieser Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage, entstehen nahezu keine laufenden Kosten für die Wärmeerzeugung.
Optimal wird dieses System durch einen Batteriespeicher Photovoltaik ergänzt, der überschüssigen Solarstrom speichert und bei Bedarf für die Wärmepumpe bereitstellt. So kann die solargestützte Wärmepumpe auch in den Abendstunden und nachts mit selbst erzeugtem Strom betrieben werden.
Die verschiedenen Arten solargestützter Wärmepumpensysteme
Bei der Kombination von Solarenergie und Wärmepumpe gibt es verschiedene Ansätze, die je nach Gebäudetyp, Standort und persönlichen Anforderungen ausgewählt werden sollten:
1. Photovoltaik-Wärmepumpen-Kombination: Hierbei handelt es sich um die klassische Variante, bei der eine PV-Anlage den Strom für die Wärmepumpe liefert. Ein intelligentes Energiemanagementsystem sorgt dafür, dass möglichst viel Solarstrom direkt für die Wärmepumpe genutzt wird.
2. PVT-Systeme (Photovoltaik-Thermie): Diese innovative Lösung kombiniert PV-Module mit thermischen Kollektoren in einem Bauteil. Die Module erzeugen nicht nur Strom, sondern die Wärmepumpe kann auch die Abwärme der PV-Module nutzen, was deren elektrischen Wirkungsgrad verbessert.
3. Solarthermie-Wärmepumpen-Systeme: Bei dieser Variante wird nicht Photovoltaik, sondern Solarthermie mit einer Wärmepumpe kombiniert. Die Sonnenkollektoren erzeugen direkt Wärme, die entweder ins Heizsystem eingespeist oder als Wärmequelle für die Wärmepumpe genutzt werden kann.
Die Entscheidung für eines dieser Systeme sollte immer auf Basis einer professionellen Energieberatung erfolgen, die die spezifischen Gegebenheiten des Gebäudes und die persönlichen Anforderungen berücksichtigt.
Wirtschaftlichkeit und Förderung von solargestützten Wärmepumpen
Die Anschaffung einer solargestützten Wärmepumpe erfordert zunächst eine höhere Investition als konventionelle Heizsysteme. Langfristig rechnet sich diese Investition jedoch durch die deutlich niedrigeren Betriebskosten. Die genaue Amortisationszeit hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Gebäudeart und Dämmstandard
- Regionale Klimabedingungen
- Größe und Ausrichtung der PV-Anlage
- Effizienz der Wärmepumpe (JAZ – Jahresarbeitszahl)
- Nutzungsverhalten der Bewohner
- Entwicklung der Energiepreise
Besonders attraktiv wird die Investition durch verschiedene Förderprogramme. Der Staat unterstützt sowohl die Installation von Wärmepumpen als auch von Photovoltaikanlagen mit erheblichen Zuschüssen. Die aktuelle Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) bietet Zuschüsse von bis zu 40 Prozent der förderfähigen Kosten für Wärmepumpen. In Kombination mit den Vergütungen für eingespeisten Solarstrom kann sich die Investition in eine Wärmepumpen-Solaranlage bereits nach 8-12 Jahren amortisieren.
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Wie unsere Kollegen im Artikel Grüne Energiesymbionten für Ihr Zuhause ausführlich erläutern, spielt dabei die richtige Dimensionierung beider Komponenten eine entscheidende Rolle für die Wirtschaftlichkeit.
Praktische Tipps für die Planung einer solargestützten Wärmepumpe
Wenn Sie die Installation einer solargestützten Wärmepumpe in Betracht ziehen, sollten Sie folgende Punkte beachten:
1. Professionelle Planung ist entscheidend: Lassen Sie sich von einem Energieberater oder Fachbetrieb beraten, der Erfahrung mit der Kombination beider Technologien hat. Eine präzise Dimensionierung aller Komponenten ist für die optimale Effizienz unerlässlich.
2. Auf Qualität achten: Sowohl bei der Wärmepumpe als auch bei der PV-Anlage sollten Sie auf Qualitätsprodukte renommierter Hersteller setzen. Die höheren Anschaffungskosten amortisieren sich durch bessere Effizienz und längere Lebensdauer.
3. Intelligentes Energiemanagement: Investieren Sie in ein modernes Energiemanagementsystem, das die Energieflüsse zwischen PV-Anlage, Wärmepumpe, Speicher und Haushaltsverbrauch optimal steuert. Smart Home Energiemanagement-Systeme können den Eigenverbrauch des Solarstroms um bis zu 30 Prozent steigern.
4. Speicherlösung einplanen: Ein Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauchsanteil des Solarstroms erheblich. Alternativ oder ergänzend kann auch ein thermischer Speicher sinnvoll sein, der überschüssigen Solarstrom in Form von Wärme speichert.
5. Förderungen frühzeitig beantragen: Informieren Sie sich vor Beginn der Maßnahmen über aktuelle Förderprogramme und stellen Sie die entsprechenden Anträge rechtzeitig – in vielen Fällen müssen diese vor Auftragsvergabe gestellt werden.
Fazit: Solargestützte Wärmepumpen als Schlüsseltechnologie für klimafreundliches Heizen
Die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe stellt eine der effizientesten und umweltfreundlichsten Lösungen für die Wärmeversorgung moderner Gebäude dar. Solargestützte Wärmepumpen bieten nicht nur erhebliche Einsparungen bei den Energiekosten, sondern machen Hausbesitzer auch unabhängiger von steigenden Energiepreisen.
Die anfänglich höheren Investitionskosten werden durch attraktive Förderungen und die langfristigen Einsparungen mehr als ausgeglichen. Zusätzlich leisten Sie mit dieser Technologie einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Energiewende.
Besonders interessant ist diese Kombination für Neubaubesitzer oder im Rahmen einer umfassenden energetischen Sanierung. Wie im Artikel Sonnenkraft effizient zum Heizen nutzen detailliert beschrieben, können mit durchdachten Gesamtkonzepten maximale Synergieeffekte erzielt werden.
Wer heute in eine solargestützte Wärmepumpe investiert, ist für die Energiezukunft bestens gerüstet und profitiert von einer zuverlässigen, wirtschaftlichen und nachhaltigen Wärmeversorgung für viele Jahre.
+ Wie viel kann ich mit einer solargestützten Wärmepumpe tatsächlich bei den Heizkosten sparen?
Mit einer solargestützten Wärmepumpe können Sie zwischen 40 und 70 Prozent Ihrer Heizkosten im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen einsparen. Die Höhe der Ersparnis hängt dabei von mehreren Faktoren ab.
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Entscheidende Faktoren für Ihre Einsparung:
Besonders effektiv wird das System mit einem intelligenten Energiemanagementsystem, das den selbst erzeugten Solarstrom optimal zwischen Wärmepumpe, Haushalt und Speicher verteilt. Bei typischen Einfamilienhäusern mit guter Dämmung können die jährlichen Heizkosten dadurch von etwa 2.000 Euro auf 600-1.200 Euro sinken. Die Amortisationszeit der Gesamtinvestition liegt meist bei 8-12 Jahren, wobei staatliche Förderungen diese Zeitspanne erheblich verkürzen können.
+ Welche Komponenten brauche ich für eine komplette solargestützte Wärmepumpen-Anlage?
Für ein funktionsfähiges solargestütztes Wärmepumpensystem benötigen Sie mehrere aufeinander abgestimmte Komponenten, die zusammen eine effiziente Energiesymbiose bilden.
Die wichtigsten Systemkomponenten:
Das Energiemanagementsystem ist dabei das Herzstück, das alle Komponenten miteinander vernetzt und dafür sorgt, dass möglichst viel selbst erzeugter Solarstrom direkt für die Wärmepumpe genutzt wird. Lassen Sie die Dimensionierung unbedingt von einem Fachbetrieb vornehmen, um optimale Effizienz zu gewährleisten.
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+ Was ist besser: Photovoltaik mit Wärmepumpe oder Solarthermie mit Wärmepumpe?
Die Kombination aus Photovoltaikanlage und Wärmepumpe ist in den meisten Fällen die flexiblere und wirtschaftlichere Lösung, während Solarthermie-Systeme spezielle Vorteile bieten.
Vorteile der Photovoltaik-Wärmepumpen-Kombination:
- Der Solarstrom kann vielseitig genutzt werden (Wärmepumpe, Haushaltsgeräte, E-Auto)
- Höhere Wirtschaftlichkeit durch Eigenverbrauch und Einspeisevergütung
- Einfachere Integration mit Batteriespeichern
- Bessere Skalierbarkeit und Erweiterungsmöglichkeiten
Wann Solarthermie sinnvoll sein kann:
Solarthermie-Anlagen können direkt Wärme erzeugen und sind besonders in Kombination mit bestehenden Heizsystemen oder bei begrenzter Dachfläche interessant. Eine innovative Alternative sind PVT-Systeme (Photovoltaik-Thermie), die beide Technologien in einem Modul vereinen und sowohl Strom als auch Wärme produzieren.
Für Neubauten und umfassende Sanierungen empfehlen Experten meist die Photovoltaik-Komplettanlage mit Wärmepumpe, da sie maximale Flexibilität und langfristig die beste Wirtschaftlichkeit bietet.
+ Wie groß muss meine Photovoltaikanlage für eine Wärmepumpe sein?
Die optimale Größe Ihrer Photovoltaikanlage hängt vom Stromverbrauch Ihrer Wärmepumpe und Ihrem gesamten Haushaltsstrom ab. Als Faustregel gilt: Pro Kilowatt Heizlast benötigen Sie etwa 1-1,5 kWp Photovoltaik-Leistung.
Beispielrechnung für ein Einfamilienhaus:
- Wärmepumpe mit 3.000 kWh Jahresstromverbrauch
- Haushaltsstrom: 4.000 kWh
- Gesamtbedarf: 7.000 kWh
- Empfohlene PV-Größe: 8-10 kWp (berücksichtigt saisonale Schwankungen)
Für eine maximale Unabhängigkeit sollten Sie zusätzlich einen Photovoltaik-Speicher mit 7-15 kWh Kapazität einplanen. Dieser ermöglicht es, überschüssigen Solarstrom vom Tag für den Betrieb der Wärmepumpe in den Abendstunden zu nutzen.
Ein intelligentes Energiemanagementsystem optimiert dabei die Nutzung: Es schaltet die Wärmepumpe bevorzugt ein, wenn viel Solarstrom verfügbar ist, und nutzt einen Pufferspeicher, um die erzeugte Wärme zu speichern. Lassen Sie die genaue Dimensionierung unbedingt von einem Fachbetrieb berechnen, da individuelle Faktoren wie Gebäudedämmung und Standort eine große Rolle spielen.
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+ Brauche ich zwingend einen Batteriespeicher für meine solargestützte Wärmepumpe?
Ein Batteriespeicher ist nicht zwingend erforderlich, erhöht aber den Eigenverbrauch Ihres Solarstroms erheblich und macht Ihre Wärmepumpe deutlich effizienter.
Ohne Batteriespeicher: Ihr Eigenverbrauch liegt typischerweise bei 30-40%, da die Wärmepumpe hauptsächlich morgens und abends läuft, wenn weniger Sonne scheint. Der überschüssige Mittagsstrom wird ins Netz eingespeist, während Sie abends teuren Netzstrom beziehen müssen.
Mit Batteriespeicher: Der Eigenverbrauch steigt auf 60-80%. Ein Stromspeicher mit 7-10 kWh Kapazität reicht für die meisten Einfamilienhäuser aus und ermöglicht es, die Wärmepumpe auch in den Abendstunden mit selbst erzeugtem Strom zu betreiben.
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Alternative Speicherlösung: Ein großzügig dimensionierter Pufferspeicher kann als thermischer Speicher fungieren. Die Wärmepumpe läuft dann bevorzugt bei Sonnenschein und speichert die Wärme für später. Dies ist kostengünstiger als ein Batteriespeicher, funktioniert aber nur für die Heizung, nicht für anderen Haushaltsstrom. Optimal ist oft eine Kombination aus beidem, gesteuert durch ein intelligentes Smart Home Energiemanagementsystem.
+ Welche Art von Wärmepumpe eignet sich am besten für die Kombination mit Photovoltaik?
Grundsätzlich können alle Wärmepumpen-Typen mit Photovoltaik kombiniert werden, aber die Effizienz unterscheidet sich deutlich.
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Die drei Haupttypen im Vergleich:
- Luft-Wasser-Wärmepumpen: Am häufigsten installiert, günstigste Anschaffung, Jahresarbeitszahl (JAZ) 3-4. Ideal für die meisten Bestandsgebäude.
- Sole-Wasser-Wärmepumpen (Erdwärme): Höchste Effizienz mit JAZ 4-5, gleichmäßigere Leistung, höhere Installationskosten. Beste Wahl für Neubauten.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Höchste JAZ bis 5, benötigt Grundwasserzugang und Genehmigung.
Für die Kombination mit Photovoltaik sind effizientere Systeme vorteilhafter, da sie weniger Strom benötigen. Eine Erdwärmepumpe kann mit einer kleineren und damit günstigeren Photovoltaikanlage betrieben werden.
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Achten Sie auf Inverter-Wärmepumpen, die ihre Leistung stufenlos anpassen können. Diese lassen sich besonders gut mit einem Energiemanagementsystem kombinieren und nutzen verfügbaren Solarstrom optimal aus.
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+ Was kostet eine komplette solargestützte Wärmepumpen-Anlage und welche Förderungen gibt es?
Die Gesamtkosten für eine solargestützte Wärmepumpen-Anlage liegen für ein durchschnittliches Einfamilienhaus zwischen 35.000 und 50.000 Euro, können aber durch Förderungen erheblich reduziert werden.
Typische Kostenaufstellung:
Aktuelle Förderungen (Stand 2024):
Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützt Wärmepumpen mit bis zu 40% der förderfähigen Kosten. Zusätzlich gibt es regionale Förderprogramme von Ländern und Kommunen. Wichtig: Förderanträge müssen VOR Auftragsvergabe gestellt werden!
Mit Förderung und unter Berücksichtigung der Energiekosteneinsparungen amortisiert sich die Investition typischerweise nach 8-12 Jahren. Ein Energiekostenmessgerät hilft Ihnen, die tatsächlichen Einsparungen zu überwachen. Bei einer Lebensdauer von 20-25 Jahren bedeutet dies eine erhebliche Gesamtersparnis und einen deutlichen Wertzuwachs Ihrer Immobilie.
+ Wie kann ich meine solargestützte Wärmepumpe optimal steuern und den Eigenverbrauch maximieren?
Die intelligente Steuerung ist der Schlüssel für maximale Effizienz Ihrer solargestützten Wärmepumpe. Mit einem modernen Smart Home Energiemanagementsystem lässt sich der Eigenverbrauch um bis zu 30% steigern.
Optimale Steuerungsstrategien:
- PV-Überschussladen: Das Energiemanagementsystem startet die Wärmepumpe automatisch bei hoher Solarproduktion
- Thermische Speicherung: Ein großer Pufferspeicher speichert die mit Solarstrom erzeugte Wärme für mehrere Stunden
- Wetterprognose-Integration: Moderne Smart Home Zentralen berücksichtigen Wettervorhersagen für optimalen Betrieb
- Lastmanagement: Priorisierung der Wärmepumpe gegenüber anderen Verbrauchern bei begrenztem Solarstrom
Empfehlenswerte Systeme sind SMA Sunny Home Manager oder vergleichbare Lösungen, die alle Komponenten vernetzen. Ergänzen Sie das System mit einem Energiemonitor, um Energieflüsse in Echtzeit zu visualisieren und Optimierungspotenziale zu erkennen. Viele moderne WLAN-Steckdosen mit Energiemessung helfen zusätzlich, den Verbrauch einzelner Geräte zu überwachen.
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+ Funktioniert eine solargestützte Wärmepumpe auch im Winter zuverlässig?
Ja, eine solargestützte Wärmepumpe funktioniert auch im Winter zuverlässig, allerdings mit unterschiedlichen Eigenverbrauchsquoten als im Sommer. Die Herausforderung liegt in der saisonalen Gegenläufigkeit: Im Winter benötigen Sie mehr Heizenergie, während die Photovoltaikanlage weniger Strom produziert.
So bleibt Ihr System winterfest:
- Großzügige PV-Dimensionierung: Eine größere Photovoltaikanlage liefert auch bei diffusem Licht noch nutzbaren Strom
- Batteriespeicher: Ein ausreichend dimensionierter Stromspeicher überbrückt sonnenarme Phasen
- Wärmepumpentarif: Für zugekauften Strom können Sie einen günstigen Wärmepumpentarif nutzen
- Thermische Pufferung: Ein großer Pufferspeicher nutzt Solarstrom-Fenster maximal aus
Im Winter erreichen Sie typischerweise 20-40% Eigenverbrauch, im Sommer bis zu 80%. Im Jahresdurchschnitt liegt der Eigenverbrauchsanteil bei 50-70%. Moderne Inverter-Wärmepumpen arbeiten auch bei -20°C noch effizient. Ein elektrischer Heizstab als Backup sorgt für zusätzliche Sicherheit an extrem kalten Tagen.
+ Kann ich meine bestehende Heizung nachträglich mit Photovoltaik und Wärmepumpe nachrüsten?
Eine Nachrüstung ist grundsätzlich möglich und oft wirtschaftlich sinnvoll, erfordert aber eine sorgfältige Planung und manchmal bauliche Anpassungen. Die Machbarkeit hängt stark vom Zustand Ihres Gebäudes und der bestehenden Heizinfrastruktur ab.
Wichtige Voraussetzungen für die Nachrüstung:
Schrittweise Nachrüstung möglich:
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Sie können zunächst eine Photovoltaikanlage installieren und später die Wärmepumpe ergänzen. Ein Hybridsystem, das Wärmepumpe mit der bestehenden Heizung kombiniert, kann ein sinnvoller Zwischenschritt sein. Lassen Sie vor der Entscheidung unbedingt eine professionelle Energieberatung durchführen und prüfen Sie die Fördermöglichkeiten – die Sanierung kann mit bis zu 40% bezuschusst werden.
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