Wer heute ein Haus plant und baut, will möglichst unabhängig sein von steigenden Strom- und sonstigen Energiepreisen. Deshalb macht eine PV-Anlage auf jeden Fall Sinn und ist im Neubau teilweise sogar vorgeschrieben. Doch wie viel Photovoltaik braucht man für ein Einfamilienhaus, wenn damit auch die Wärmepumpe versorgt werden soll?
PV-Anlage: Welche Größe ist sinnvoll für mein Einfamilienhaus mit Wärmepumpe?
Die Größe einer PV-Anlage wird in kWp angegeben, ausgeschrieben Kilowatt peak. Mit einem kWp lassen sich als Faustformel zirka 1.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr erzeugen.
Komplett versorgen lässt sich eine Wärmepumpe nicht mit PV-Strom, schließlich erzeugt die Photovoltaikanlage den meisten Strom im Frühling und im Sommer, während die Wärmepumpe vor allem im Herbst und im Winter Energie braucht.
Dennoch lässt sich mit einer Wärmepumpe der Eigenverbrauchsanteil des PV-Stroms erhöhen, was die PV-Anlage rentabler macht (Für eine bestmögliche Rentabilität solltest du außerdem Angebote vergleichen. Tipp: Über das Solaranlagen-Portal erhältst du ganz unkompliziert in wenigen Schritten mehrere Angebote von PV-Installateuren aus deiner Region).
Doch was ist die optimale Größe? Bei der Planung spielen verschiedene Kriterien eine Rolle – sowohl ökologische als auch ökonomische.
a) Ökologische Perspektive
Aus ökologischer Sicht sollte die PV-Anlage so groß wie möglich sein. Photovoltaik zählt zu den erneuerbaren Energien, die Sonne ist ein unerschöpflicher Lieferant von Energie. Wer eine geeignete Dachfläche hat, die von der Sonne gut beschienen wird, darf also gerne die gesamte Fläche nutzen.
Natürlich kostet die Herstellung der PV-Module auch Energie. Laut Umweltbundesamt amortisieren sich Photovoltaikanlagen aber bereits nach ein bis zwei Jahren energetisch – das heißt, dass die Anlage nach dieser Zeit schon so viel Energie produziert hat wie für Herstellung, Betrieb und Entsorgung gebraucht werden.
Wenn dir Nachhaltigkeit wichtig ist, achte beim Kauf auf den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Module. Auch die Frage, wo die Module hergestellt wurden (China oder deutsche Hersteller), ist aus Nachhaltigkeitsaspekten nicht unrelevant.
b) Ökonomische Perspektive
Natürlich soll sich die Investition in eine PV-Anlage auch wirtschaftlich rechnen. Wie rentabel deine Solaranlage ist und nach wie vielen Jahren sich die Investition amortisiert, hängt von verschiedenen Faktoren ab:
Möglicher Ertrag (abhängig von Sonnenstunden, Ausrichtung und Neigung des Dachs)
Voraussichtlicher Verbrauch (Haushalt, Wärmepumpe, evtl. E-Auto?) und davon abhängig der Anteil des Eigenverbrauchs
Mit oder ohne Speicher? Mit einem Speicher lässt sich der Eigenverbrauchsanteil erhöhen
Anschaffungskosten der Anlage
Betriebskosten der Anlage
Strompreisentwicklung
Wie viel Ertrag bringt eine PV-Anlage?
Mit dem Ertrag einer PV-Anlage ist die Energieausbeute gemeint. Angegeben wird der Ertrag in Kilowattstunden Strom (kWh).
Wie ist die Ausrichtung des Dachs?
Mit Ausrichtung des Dachs ist die Himmelsrichtung gemeint. PV-Anlagen lohnen sich am meisten auf Dächern mit Süd- bzw. Südost-/Südwestausrichtung.
Wie ist die Dachneigung?
Eine nicht zu unterschätzende Rolle spielt die Dachneigung. Am höchsten ist der Ertrag, wenn die Sonne im rechten Winkel auf die Solarzellen trifft. Allerdings ist der Sonnenstand je nach Jahreszeit und Uhrzeit unterschiedlich. Eine optimale Dachneigung (in Deutschland) liegt zwischen 30 und 35 Grad.
Wie groß ist die Dachfläche?
Je größer das Dach, desto besser für die Photovoltaik-Anlage. Allerdings lassen sich nicht alle Flächen sinnvoll nutzen, z.B. wenn ein großer Baum über einem Teil des Dachs hängt und dieses verschattet, oder Dachgauben eingebaut sind.
Wie häufig scheint die Sonne?
Manche Gegenden in Deutschland haben mehr Sonnenstunden als andere. Wie häufig bei euch die Sonne scheint, könnt ihr mit diesem Rechner der EU feststellen.
Wie hoch ist der Stromverbrauch bei einem Einfamilienhaus mit Wärmepumpe?
Welche Größe für die PV-Anlage sinnvoll ist, hängt auch von eurem Stromverbrauch ab. Erst dann ist - aus ökonomischer Perspektive - die Frage wieviel Photovoltaik ihr für ein Einfamilienhaus mit Wärmepumpe benötigt, sinnvoll zu beantworten.
Wie hoch ist der durchschnittliche Stromverbrauch bei einem Einfamilienhaus?
Der Stromverbrauch (ohne Wärmepumpe) hängt grundsätzlich von mehreren Faktoren ab:
Wie viele und welche Haushaltsgeräte gibt es im Haushalt? Gibt es z.B. große Verbraucher wie eine Wallbox oder eine Sauna?
Wie effizient sind die Haushaltsgeräte?
Wie ist die Anzahl der im Haus lebenden Personen?
Welche Art der der Warmwasserbereitung wird genutzt?
Laut CO2 online liegt der durchschnittliche Jahresstromverbrauch von 4 Personen im Einfamilienhaus laut Stromspiegel-Statistik bei 4.000 kWh, wenn das Wasser nicht elektrisch erwärmt wird. Weiter unten findet ihr den Stromspiegel.
Wie viel Strom verbraucht eine Wärmepumpe im Jahr?
Zu den oben genannten Werten kommt noch der Stromverbrauch der Wärmepumpe dazu. Dieser richtet sich nach dem Wärmebedarf des Gebäudes und der Art der Wärmepumpe. Luft-Wärmepumpen verbrauchen mehr Strom als Erd-Wärmepumpen. Folgende Übersicht von heizsparer.de liefert einen guten Überblick:
Wie kann ich die optimale Größe für meine PV-Anlage mit Wärmepumpe berechnen?
So, und jetzt wird es konkret. Am Beispiel unseres geplanten Einfamilienhauses zeigen wir euch, wie ihr die optimale Größe für eine PV-Anlage mit Wärmepumpe berechnen könnt.
1. Schritt: Strom-Verbrauch berechnen:
Zunächst berechnen wir unseren voraussichtlichen Strombedarf.
a) Strombedarf für Wärmepumpe
Wie viel Strom eure Wärmepumpe braucht, kommt auf das jeweilige System an.
Einen guten ersten Anhaltspunkt liefert folgende Schätzung von Heizsparer:
Heizleistung | Luft-Wärmepumpe (JAZ 3,5) | Erdwärme-Wärmepumpe (JAZ 3,8) | Grundwasser-Wärmepumpe (JAZ 4) | Innovative Wärmepumpe (JAZ 4,5) |
5 kW | 2.587 | 2.631 | 2.500 | 2.222 |
7,5 kW | 4.285 | 3.956 | 3.750 | 3.333 |
10 kW | 5.714 | 5.263 | 5.000 | 4.444 |
12,5 kW | 7.143 | 6.579 | 6.250 | 5.555 |
15 kW | 8.571 | 7.912 | 7.500 | 6.666 |
Übersicht von Heizsparer: Grobe Schätzung des Stromverbrauchs (in kWh) verschiedener Wärmepumpen je nach Heizleistung. Dabei wird von 2.000 Heizstunden pro Jahr als Durchschnittswert sowie von durchschnittlichen Jahresarbeitszahlen (JAZ) ausgegangen.
In unserem Fall (Luftwärmepumpe) werden wir voraussichtlich ca. 6.000 kWh im Jahr für die Wärmepumpe brauchen.
b) Sonstiger Strombedarf
Hier solltet ihr berücksichtigen, wie viele Personen ihr im Haushalt seid und dass sich dies evtl. noch verändern kann. Falls ihr außerdem vorhabt, euch ein E-Auto anzuschaffen, habt ihr künftig natürlich auch einen höheren Strombedarf.
Gut orientieren kann man sich am Stromspiegel von co2 online:
Schätzung: Nach unserer Schätzung werden wir voraussichtlich 3.000 kWh brauchen, da wir auf unseren Verbrauch achten und effiziente Geräte im Einsatz haben.
Ergebnis: Gesamter geschätzter Strombedarf für unser Einfamilienhaus: 9.000 kWh.
Davon würden 6.000 kWh auf die Wärmepumpe entfallen und 3.000 kWh auf den Rest. Die Unterscheidung ist wichtig für die Wirtschaftlichkeitsberechnung, da Wärmepumpenstromtarife günstiger sind als Tarife für normalen Haushaltsstrom.
2. Schritt: Strom-Ertrag berechnen
Beim Stromertrag kommt es wie schon oben geschrieben auf die Region, die Dachneigung und die Ausrichtung an. Alle diese Daten könnt ihr in verschiedene (kostenlose) PV-Ertrags-Rechner eingeben und so euren Ertrag berechnen. Wir haben den Rechner von Solarserver genutzt.
In unserem Fall kam bei einer Ausrichtung von 135° SO und einer Neigung von 20° folgendes heraus:
Bei 5 kWp: 5161 kWh
Bei 7 kWp: 7226 kWh
Bei 9 kWp: 9290 kWh
Das entspricht in unserem Fall einem Stromertrag von 1.032 kWh pro kWp.
3. Schritt: Angebote für PV-Anlage einholen
Um die Wirtschaftlichkeit berechnen zu können, lasse dir von einem oder mehreren PV-Fachbetrieben oder einem Online-Anbieter Angebote für verschiedene PV-Anlagen-Größen berechnen, z.B. in unserem Beispiel für 5kWp, 7kWp und 9 kWp. Lasse dir zusätzlich auch einen Speicher in verschiedenen Größen anbieten.
Tipp: Hier kannst du ganz einfach und unkompliziert in wenigen Schritten Angebote von PV-Installateuren aus deiner Region erhalten: Solaranlagen-Portal
4. Schritt: Strompreis beim aktuellen Versorger prüfen
Hole deine letzte Stromrechnung und schaue nach wie viel du aktuell pro kWh Strom bezahlst. Recherchiere darüber hinaus, ob dein Versorger einen speziellen Tarif für Wärmpumpenstrom anbietet.
Alternativ: Schaue bei Verivox oder Check24 nach günstigen Tarifen bei einem seriösen Anbieter.
5. Schritt: Wirtschaftlichkeit berechnen
Einen sehr detaillierten Rechner für die Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen gibt es bei der Stiftung Warentest. Hier werden sämtliche Faktoren mit einbezogen (z.B. auch Betriebskosten, Einkommenssteuer und Umsatzsteuer).
Das Formular musst du mit den in den ersten beiden Schritten berechneten Werten sowie den Werten der dir vom Handwerker angebotenen PV-Anlage ausfüllen. Probiere verschiedene kWp-Werte für PV-Anlage und Speicher aus (wichtig: Kosten und Eigenverbrauch anpassen, alles andere konstant halten!).
Tipp: Für den Strompreis aus Schritt 4 am einfachsten einen Mischpreis aus Wärmepumpenstrom und „normalem“ Strom angeben, da der Wärmepumpenstrom meistens ein paar Cent günstiger ist.
Als Ergebnis wird angezeigt, nach wie vielen Jahren sich die PV-Anlage amortisiert hat, also nach wie vielen Jahren dein Ertrag höher ist als deine Kosten. Je kürzer die Amortisationszeit, desto schneller rentiert sich die Solaranlage und desto wirtschaftlicher ist sie.
Fazit: Optimale Größe der PV-Anlage bei Einfamilienhaus mit Wärmepumpe
In unserem Fall ergab sich der beste Wert bei einer Größe von 9 kWp (mit Speicher).
Wer nicht nur auf die Wirtschaftlichkeit sondern vor allem auf die Ökologie achtet, sollte sich auf jeden Fall eine größere PV-Anlage errichten lassen. Dann dauert es nur etwas länger, bis sich die Anlage ausbezahlt hat.
