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13.09.2012 11:58 Age: 7 Jahr(e)
By: Josef Weindl, Geschäftsführer soleg GmbH

Solares Heizen – in Zukunft auch elektrisch!

Hartnäckig hält sich in der Solarszene die Meinung, Solarstrom sei teuer und damit zu schade zum Verheizen. Jedoch fand in den letzten Jahren - ausgelöst durch das große Überangebot an Solarmodulen und dem harten Wettbewerb - in der gesamten Branche ein enormer Preisverfall bei den Systemkosten statt. Das Ergebnis: Solarstrom ist billig geworden, auch in Deutschland.


Bei Angebotspreisen von bis zu 1.400 €/kWp, die derzeit zu beobachten sind, und Anlagenerträgen von 1.000 kWh/kWp im Jahr betragen die Stromgestehungskosten lediglich nur noch ca. 11 ct/kWh netto (siehe Tabelle). Das ist weit günstiger als die derzeitigen Haushaltsstrompreise von ca. 24 ct/kWh brutto und auch noch deutlich unter den Heizstromtarifen für Wärmepumpenstrom von ca. 16,0 bis 19,2 ct/kWh. Zusammengefasst heißt das, Solarstrom ist billig - der billigste Strom, den ein normaler Endverbraucher derzeit beziehen kann. 

Damit eröffnen sich für Solarstrom immer mehr Anwendungen. Eine davon ist die Umwandlung in Wärme mit Hilfe einer Wärmepumpe. Die Wärmepumpe, ausschließlich mit Solarstrom betrieben, ist damit eine Alternative zur thermischen Solaranlage. Das Argument, Wärmepumpen würden ja auch Strom aus dem Netz beziehen und dieser stamme ja zum größten Teil aus wenig umweltfreundlichen fossilen und atomaren Kraftwerken, trifft nicht zu, da die Wärmepumpe in der vorgesehenen Betriebsart ausschließlich mit Solarstrom betrieben wird. Aber auch der Anteil an EE im Netz wächst schnell und man sucht bereits nach Möglichkeiten, Überschüsse mit Hilfe steuerbarer Lasten (Smart Grid) aus dem Netz zu nehmen. Auch hier wird die Wärmepumpe in Zukunft eine stärkere Rolle spielen.

Sinkende Einspeisetarife für PV-Anlagen erhöhen stetig die Attraktivität des Eigenverbrauches. Ohne den Einsatz von Speichern sind jedoch Eigenverbrauchsquoten von mehr als 25 % kaum zu erreichen. Die direkte Speicherung von elektrischer Energie ist aufgrund der derzeitigen Kosten von ca. 1000 € pro Kilowattstunde Speicherkapazität bei Litium-Speichern unwirtschaftlich. Im Vergleich dazu liegt ein Heizungspuffer bei Speicherkosten von etwa  30 €/kWh (1000l, Temperaturhub 30°K) deutlich günstiger.

Um signifikante Mengen fossiler Energieträger ersetzten zu können, müssen Wärmepumpensysteme, ebenso wie thermische Solaranlagen, nicht nur zur Brauchwasserbereitung, sondern auch zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Einsatzgrenzen ergeben sich aus der Höhe der Vorlauftemperatur des Heizsystems, da der COP (Coefficient of performance) mit steigender Temperatur deutlich sinkt. Zur Maximierung des Eigenverbrauches und um zu verhindern, dass die Wärmepumpe unnötig Strom aus dem Netz bezieht, ist eine ständige Anpassung der Wärmepumpenleistung an die Solarleistung erforderlich. Eine Größenbegrenzung der PV-Anlage ist im Gegensatz zu thermischen Kollektoren  nicht erforderlich, da Überschüsse ins Netz eingespeist werden können. Ebenso entfällt der Aufwand für die Beherrschung von Übertemperaturen bei PV-Anlagen komplett. Eine ausschließlich mit Solarstrom betriebene Wärmepumpe lässt deutlich höhere Jahresarbeitszahlen erwarten, als Geräte im monovalenten Betrieb, da in den kalten Wintermonaten aufgrund der geringen Solarerträge in dieser Zeit eher kurze Laufzeiten anfallen. Der sinkende COP der Luftwärmepumpe bei geringen Außentemperaturen wird, zumindest teilweise, kompensiert durch die aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten der Solarmodule steigende Leistung. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil von PV-Anlagen gegenüber thermischen Kollektoren ist die Verwertung des diffusen Strahlungsanteils, der in unseren Bereiten einen erheblichen Anteil des Energieangebotes darstellt.

Fazit:

Eine Kombination aus PV-Anlage und Wärmepumpe zur solaren Heizungsunterstützung, stellt eine interessante Alternative zur thermischen Solaranlage dar. Sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht ergeben sich Vorteile. Mit steigenden Energiepreisen und weiter sinkenden Systempreisen bei den PV-Anlagen wird dieses System weiter an Attraktivität gewinnen. 


 
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