PV-Anlage für die Wärmepumpe richtig dimensionieren
„Wie groß muss die Anlage sein, damit sie die Wärmepumpe versorgt?" – die Frage wird oft gestellt und lässt sich in dieser Form nicht beantworten. Nicht, weil die Rechnung schwierig wäre, sondern weil sie auf eine unangenehme Antwort hinausläuft: Im Winter versorgt keine wirtschaftlich sinnvolle Anlage eine Wärmepumpe.
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Dieser Beitrag rechnet nach, was sich realistisch erreichen lässt, welche Anlagengröße dafür nötig ist und wo der Speicher ins Spiel kommt.
Schritt 1: Den Stromverbrauch der Wärmepumpe ermitteln
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Ausgangspunkt ist nicht die Dachfläche, sondern der Bedarf. Eine grobe Rechnung genügt:
Nehmen Sie den Jahreswärmebedarf des Gebäudes in Kilowattstunden – bei einem sanierten Einfamilienhaus oft 12.000 bis 18.000, bei einem Neubau deutlich weniger. Teilen Sie ihn durch die erwartete Jahresarbeitszahl, meist 3,0 bis 4,5 je nach Vorlauftemperatur und Wärmequelle.
Ein Beispiel: 15.000 Kilowattstunden Wärmebedarf geteilt durch eine Jahresarbeitszahl von 3,5 ergibt rund 4.300 Kilowattstunden Strom im Jahr für die Wärmepumpe. Dazu kommt der Haushaltsstrom, bei vier Personen typischerweise 3.500 bis 4.500 Kilowattstunden.
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Wer die Anlage bereits betreibt, nimmt statt der Schätzung den abgelesenen Wert des Wärmepumpenzählers – das ist genauer als jede Rechnung.
Schritt 2: Den Jahresverlauf verstehen
Jetzt kommt der Punkt, an dem die naive Rechnung scheitert. Nehmen wir die 4.300 Kilowattstunden und eine Anlage, die 1.000 Kilowattstunden je Kilowatt-Peak im Jahr liefert. Rechnerisch bräuchte man gut 4 kWp – tatsächlich nützt das wenig.
Der Grund ist die gegenläufige Verteilung über das Jahr:
- Dezember und Januar: der höchste Heizbedarf, zusammen oft 30 Prozent des Jahresverbrauchs. Der PV-Ertrag liegt bei etwa 3 bis 5 Prozent des Jahresertrags.
- Juni und Juli: praktisch kein Heizbedarf, nur Warmwasser. Der Ertrag erreicht sein Maximum.
- März, April, Oktober: moderater Heizbedarf trifft auf brauchbaren Ertrag – hier passen beide Kurven zusammen.
In den Wintermonaten reicht der Tagesertrag einer Hausanlage oft nicht einmal für den Haushaltsstrom, geschweige denn für die Wärmepumpe. Dort hilft keine Dimensionierung, weil das Problem nicht die Anlagengröße ist, sondern die Sonne.
Schritt 3: Die sinnvolle Größe ableiten
Da der Winter ohnehin nicht zu decken ist, lautet die richtige Zielsetzung anders: Die Anlage soll Übergangszeit und Sommer möglichst gut abdecken und dabei wirtschaftlich bleiben.
Als praktische Richtwerte haben sich etabliert:
- Ohne Speicher: etwa 1 kWp je 1.000 Kilowattstunden Gesamtjahresverbrauch. Im Beispiel also rund 8 bis 9 kWp.
- Mit Speicher: eher 1,2 bis 1,5 kWp je 1.000 Kilowattstunden, weil mehr Überschuss sinnvoll zwischengespeichert werden kann.
- Grundsätzlich: das Dach ausnutzen, soweit die Ausrichtung passt. Die Mehrkosten je zusätzlichem Kilowatt-Peak sinken mit der Anlagengröße deutlich.
Der letzte Punkt ist der wichtigste. Gerüst, Planung, Wechselrichter und Montage fallen weitgehend unabhängig von der Modulzahl an. Eine 12-kWp-Anlage kostet selten doppelt so viel wie eine mit 6 kWp. Wer knapp plant, spart am falschen Ende.
Schritt 4: Ausrichtung – Ost-West schlägt Süd
Für die Kombination Wärmepumpe und Photovoltaik ist die reine Südausrichtung nicht optimal, auch wenn sie den höchsten Jahresertrag liefert. Südanlagen produzieren eine schmale Mittagsspitze, die der Eigenverbrauch oft nicht aufnehmen kann.
Eine Ost-West-Belegung liefert etwa 10 bis 20 Prozent weniger im Jahr, verteilt den Ertrag aber über einen deutlich längeren Tagesabschnitt. Für die Wärmepumpe bedeutet das längere Laufzeiten mit Eigenstrom statt einer kurzen Spitze.
Ebenfalls hilfreich bei Wärmepumpen: eine etwas steilere Modulneigung als die klassischen 30 Grad. 40 bis 45 Grad holen im Winterhalbjahr bei flachem Sonnenstand mehr heraus – genau dann, wenn geheizt wird.
Schritt 5: Speicher ja oder nein
Ein Solarstromspeicher erhöht den Eigenverbrauch deutlich, aber vor allem beim Haushaltsstrom. Für die Wärmepumpe ist sein Beitrag begrenzt, weil die Kapazitäten nicht zusammenpassen.
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Eine Rechnung dazu: Ein typischer Hausspeicher fasst 8 bis 12 Kilowattstunden. Eine Wärmepumpe braucht an einem kalten Wintertag 25 bis 40 Kilowattstunden Strom. Der volle Speicher deckt also einen Bruchteil eines Wintertages.
Als Richtwert für die Größe gilt etwa 1 Kilowattstunde Speicher je 1.000 Kilowattstunden Jahresverbrauch – im Beispiel also 8 bis 9 Kilowattstunden. Größer zu bauen lohnt sich selten, weil der Speicher im Winter ohnehin nicht gefüllt wird und im Sommer schon mittags voll ist.
Oft sinnvoller als zusätzliche Batteriekapazität ist ein größerer Warmwasserspeicher: Wärme zu speichern ist deutlich billiger als Strom zu speichern, auch wenn sie nur für einen Zweck taugt.
Schritt 6: Die Steuerung
Erst mit einer Steuerung wird aus zwei Anlagen ein System. Ein Smart Energy Manager misst den Einspeiseüberschuss und gibt die Wärmepumpe über die SG-Ready-Kontakte frei, sobald genug Leistung zur Verfügung steht.
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Wichtig sind drei Einstellungen: die Einschaltschwelle oberhalb der Verdichterleistung, eine Mindestlaufzeit gegen Takten bei wechselnder Bewölkung, und die Prioritätsreihenfolge zwischen Batterie und Wärmeerzeugung.
Ein einfaches Lastmanagement reicht für die meisten Haushalte aus; prognosebasierte Systeme lohnen vor allem bei großen Anlagen mit Speicher. Zur PV-Eigenverbrauchsoptimierung gehört ohnehin mehr als Technik – die Verlagerung von Waschmaschine, Spülmaschine und Warmwasserbereitung in die Mittagsstunden bringt oft mehr als die nächste Ausbaustufe der Steuerung.
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Was Sie dabei nicht vergessen sollten
Zwei Punkte außerhalb der Technik: Prüfen Sie, ob die Wärmepumpenförderung Anforderungen an die Anlage stellt – manche Programme verlangen bestimmte Effizienzkennwerte oder eine Netzdienlichkeit, die über SG-Ready hergestellt wird. Und klären Sie beim Netzbetreiber, ob für die Wärmepumpe ein separater Zähler mit reduziertem Netzentgelt infrage kommt. Das kann die Wirtschaftlichkeitsrechnung stärker beeinflussen als zwei zusätzliche Module auf dem Dach.
Häufig gestellte Fragen
Wie viel Strom braucht eine Wärmepumpe im Jahr?
Wie groß sollte die PV-Anlage sein?
Warum reicht die Anlage im Winter nicht?
Ist Südausrichtung die beste Wahl?
Welche Modulneigung ist sinnvoll?
Wie groß sollte der Batteriespeicher sein?
Kann der Speicher die Wärmepumpe über den Winter bringen?
Was sollte ich außerhalb der Technik klären?
