Was wäre, wenn Sie die Energie der Sonne nicht nur dann nutzen könnten, wenn sie gerade scheint? Genau hier kommt ein Wärmepumpenspeicher ins Spiel.
Ein moderner Wärmespeicher kann dabei helfen, erzeugte Wärme zeitlich flexibler zu nutzen. Besonders interessant wird das in Kombination mit einer Wärmepumpe und einer Photovoltaikanlage: Überschüssiger Solarstrom kann beispielsweise genutzt werden, um Wärme für später zu erzeugen und zu speichern.
Das bedeutet zwar nicht, dass Heizen tatsächlich vollständig kostenlos wird. Aber wer selbst erzeugten Solarstrom clever nutzt, kann den Netzstrombedarf und damit die laufenden Heizkosten deutlich reduzieren.
In diesem Beitrag erfahren Sie, wie ein Wärmepumpenspeicher funktioniert, wann er sinnvoll ist und wie Sie das Zusammenspiel von Wärmepumpe, Speicher und Photovoltaik optimal nutzen können.
Inhaltsverzeichnis
- Was ist ein Wärmepumpenspeicher?
- Wie funktioniert ein Wärmespeicher?
- Warum ein Speicher mit einer Wärmepumpe interessant ist
- Mit Photovoltaik: Solarstrom als Wärme speichern
- Kann man wirklich den ganzen Tag kostenlos heizen?
- Welche Arten von Wärmepumpenspeichern gibt es?
- Wie groß sollte ein Wärmepumpenspeicher sein?
- Wann ist ein Pufferspeicher sinnvoll?
- Warmwasserspeicher oder Pufferspeicher?
- Die Vorteile eines Wärmepumpenspeichers
- Typische Fehler bei der Speicherplanung
- Lohnt sich ein Wärmepumpenspeicher?
- Fazit
Was ist ein Wärmepumpenspeicher?
Der Begriff Wärmepumpenspeicher kann verschiedene Speicherlösungen rund um eine Wärmepumpenanlage beschreiben.
Grundsätzlich geht es darum, Wärme nicht nur unmittelbar im Moment ihrer Erzeugung zu verwenden, sondern sie für einen späteren Zeitpunkt bereitzustellen.
Dabei sind vor allem zwei Speicherarten relevant:
Warmwasserspeicher:
Er speichert erwärmtes Trinkwasser für Dusche, Bad und Haushalt.
Pufferspeicher:
Er speichert Heizungswasser und kann dazu beitragen, Wärme zeitlich zwischen Erzeugung und Verbrauch zu verschieben.
Welche Lösung benötigt wird, hängt von der jeweiligen Heizungsanlage und dem Gebäude ab.
Wie funktioniert ein Wärmespeicher?
Das Prinzip ist einfach.
Die Wärmepumpe erzeugt Wärme. Wird diese gerade nicht vollständig benötigt, kann sie – sofern das System entsprechend ausgelegt ist – in einem Speicher zwischengespeichert werden.
Später kann diese gespeicherte Wärme genutzt werden.
Ein vereinfachtes Beispiel:
Mittags:
Die Photovoltaikanlage produziert viel Strom.
Mittags bis Nachmittag:
Die Wärmepumpe nutzt diesen Strom, um beispielsweise Warmwasser zu erwärmen.
Abends:
Die Sonne scheint nicht mehr, aber das gespeicherte Warmwasser steht weiterhin zur Verfügung.
Der Speicher übernimmt damit eine wichtige Funktion:
Er verschiebt die Nutzung der Energie zeitlich.
Warum ein Speicher mit einer Wärmepumpe interessant ist
Eine Wärmepumpe benötigt Strom.
Eine Photovoltaikanlage produziert Strom – allerdings hauptsächlich dann, wenn die Sonne scheint.
Das Problem liegt auf der Hand:
Der größte Stromertrag der PV-Anlage fällt häufig tagsüber an. Der Wärmebedarf im Haushalt kann jedoch auch morgens und abends besonders hoch sein.
Ein Wärmespeicher kann dabei helfen, diese zeitliche Verschiebung zu überbrücken.
Statt den erzeugten Solarstrom ausschließlich direkt zu verbrauchen, kann ein Teil davon indirekt als Wärme gespeichert werden.
Mit Photovoltaik: Solarstrom als Wärme speichern
Hier liegt für viele Hausbesitzer das größte Potenzial.
Eine Photovoltaikanlage erzeugt Strom.
Die Wärmepumpe nutzt diesen Strom.
Der Wärmepumpenspeicher speichert die erzeugte Wärme.
Das Prinzip lässt sich vereinfacht so darstellen:
Sonne → Photovoltaikanlage → Strom → Wärmepumpe → Wärme → Speicher
Damit wird der Speicher zu einer Art thermischer Batterie.
Allerdings gibt es einen wichtigen Unterschied zu einem Batteriespeicher:
Ein Wärmespeicher speichert Wärme, keinen elektrischen Strom.
Der gespeicherte Energieinhalt kann deshalb nicht für Fernseher, Waschmaschine oder Elektroauto verwendet werden.
Er dient hauptsächlich der Wärme- und Warmwasserversorgung.
Kann man wirklich den ganzen Tag kostenlos heizen?
Der Titel klingt verlockend – technisch gesehen muss man aber etwas genauer hinschauen.
Kostenloses Heizen gibt es nicht automatisch.
Eine Wärmepumpe benötigt Strom. Auch eine Photovoltaikanlage kostet zunächst Geld und produziert nicht rund um die Uhr Energie.
Was jedoch möglich ist:
Wenn die PV-Anlage ausreichend Strom produziert, kann die Wärmepumpe diesen Strom direkt nutzen. Überschüssige Solarenergie kann außerdem dazu verwendet werden, beispielsweise Warmwasser zu erwärmen.
Dadurch kann der Eigenverbrauch des Solarstroms steigen.
Das kann die Stromkosten für die Wärmeerzeugung reduzieren.
Ein einfaches Beispiel
Ihre PV-Anlage produziert an einem sonnigen Nachmittag mehr Strom, als Ihr Haushalt gerade benötigt.
Statt den gesamten Überschuss ins Netz abzugeben, kann die Wärmepumpe den Speicher aufladen.
Am Abend benötigen Sie warmes Wasser.
Der Speicher liefert die zuvor erzeugte Wärme.
Sie nutzen also einen Teil der Solarenergie zeitversetzt.
Nicht kostenlos – aber clever genutzt und potenziell deutlich günstiger.
Welche Arten von Wärmepumpenspeichern gibt es?
Je nach Aufgabe kommen unterschiedliche Speicherlösungen infrage.
Warmwasserspeicher
Der Warmwasserspeicher hält erwärmtes Trinkwasser bereit.
Er sorgt dafür, dass beim Duschen oder Baden ausreichend warmes Wasser zur Verfügung steht.
Die Größe hängt unter anderem ab von:
- Anzahl der Personen
- Warmwasserverbrauch
- gewünschtem Komfort
- Leistung der Wärmepumpe
- vorhandener PV-Anlage
- individuellem Nutzungsverhalten
Pufferspeicher
Ein Pufferspeicher enthält Heizungswasser.
Er kann in bestimmten Anlagen dabei helfen, Wärme zeitlich zu verschieben und hydraulische Anforderungen des Heizsystems zu erfüllen.
Allerdings ist ein Pufferspeicher nicht automatisch bei jeder Wärmepumpenanlage notwendig.
Das sollte individuell geplant werden.
Kombispeicher
Kombispeicher können verschiedene Funktionen miteinander verbinden.
Sie können beispielsweise Heizungswasser und Warmwasserbereitung in einem Gesamtsystem integrieren.
Ob eine solche Lösung sinnvoll ist, hängt von der Anlage und den Anforderungen des Gebäudes ab.
Wie groß sollte ein Wärmepumpenspeicher sein?
Größer ist nicht automatisch besser.
Ein überdimensionierter Speicher kann unnötig Platz benötigen und zusätzliche Wärmeverluste verursachen.
Ein zu kleiner Speicher kann dagegen dazu führen, dass nicht genügend Warmwasser oder gespeicherte Wärme zur gewünschten Zeit verfügbar ist.
Die optimale Größe hängt deshalb unter anderem ab von:
- Haushaltsgröße
- Wärmebedarf
- Warmwasserverbrauch
- Wärmepumpenleistung
- PV-Leistung
- Heizsystem
- gewünschtem Komfort
- Steuerung
Ein Fachbetrieb sollte die Speichergröße deshalb nicht nur nach einer pauschalen Literzahl bestimmen.
Wann ist ein Pufferspeicher sinnvoll?
Ein Pufferspeicher wird häufig eingesetzt, um Heizungswasser zwischenzuspeichern.
Er kann beispielsweise in bestimmten Anlagenkonfigurationen sinnvoll sein, wenn unterschiedliche Wärmeerzeuger oder Heizkreise miteinander kombiniert werden.
Auch bei speziellen hydraulischen Anforderungen kann ein Speicher eine Rolle spielen.
Allerdings gilt:
Ein Pufferspeicher ist kein Selbstzweck.
Eine Wärmepumpe arbeitet besonders effizient, wenn sie möglichst passende Betriebsbedingungen vorfindet.
Ein unnötig großer Speicher kann zusätzliche Wärmeverluste verursachen.
Deshalb sollte immer geprüft werden, ob und in welcher Größe ein Pufferspeicher tatsächlich benötigt wird.
Warmwasserspeicher oder Pufferspeicher?
Die beiden Begriffe werden häufig miteinander verwechselt.
Warmwasserspeicher
Speichert warmes Trinkwasser.
Verwendung:
- Duschen
- Baden
- Waschbecken
- Küche
Pufferspeicher
Speichert Heizungswasser.
Verwendung:
- Raumheizung
- hydraulische Entkopplung
- zeitliche Verschiebung von Wärme
- Kombination verschiedener Wärmeerzeuger
Je nach Anlage können beide Speicher eingesetzt werden.
Die Vorteile eines Wärmepumpenspeichers
Ein gut geplantes Speichersystem kann mehrere Vorteile bieten.
1. Solarstrom besser nutzen
Überschüssiger PV-Strom kann für die Wärmeerzeugung eingesetzt werden.
2. Eigenverbrauch erhöhen
Mehr selbst erzeugter Strom wird im eigenen Haushalt genutzt.
3. Wärme zeitversetzt verwenden
Die Wärme muss nicht genau in dem Moment verbraucht werden, in dem sie erzeugt wurde.
4. Warmwasserkomfort verbessern
Ein ausreichend dimensionierter Speicher stellt warmes Wasser bereit, wenn es benötigt wird.
5. Wärmepumpe gezielter betreiben
Die Wärmepumpe kann beispielsweise bevorzugt in Zeiten mit günstiger oder selbst erzeugter Energie arbeiten.
Wärmepumpenspeicher und Strompreis
Nicht nur Photovoltaik kann für die Speicherstrategie interessant sein.
Auch unterschiedliche Strompreise können eine Rolle spielen.
Wenn ein dynamischer Stromtarif genutzt wird, können günstige Preiszeiten für den Betrieb der Wärmepumpe interessant sein.
Die Wärmepumpe kann beispielsweise während einer günstigen Preisphase Wärme erzeugen und diese im Speicher bereitstellen.
So entsteht eine weitere Möglichkeit zur zeitlichen Verschiebung des Energieverbrauchs.
Wichtig ist allerdings, dass die Steuerung und die Wärmepumpe für ein solches Konzept geeignet sind.
Wärmepumpenspeicher im Sommer
Im Sommer kann ein Speicher besonders interessant sein.
Der Wärmebedarf für die Raumheizung ist gering oder fällt vollständig weg.
Gleichzeitig produziert eine Photovoltaikanlage häufig viel Strom.
Dieser Solarstrom kann beispielsweise für die Warmwasserbereitung genutzt werden.
Dadurch kann der Eigenverbrauch der PV-Anlage steigen.
Die Wärmepumpe muss also nicht ausschließlich dann laufen, wenn gerade warmes Wasser benötigt wird.
Sie kann den Speicher beispielsweise tagsüber aufladen.
Wärmepumpenspeicher im Winter
Im Winter verändert sich die Situation.
Die PV-Anlage produziert deutlich weniger Strom als im Sommer.
Gleichzeitig steigt der Wärmebedarf.
Deshalb sollte man nicht davon ausgehen, dass eine Photovoltaikanlage im Winter den gesamten Strombedarf einer Wärmepumpe decken kann.
Das System sollte vielmehr so geplant werden, dass Wärmepumpe, Speicher, Stromnetz und gegebenenfalls weitere Komponenten sinnvoll zusammenspielen.
Typische Fehler bei der Speicherplanung
Fehler 1: Speicher möglichst groß wählen
Mehr Speichervolumen bedeutet nicht automatisch mehr Einsparung.
Fehler 2: Pufferspeicher ohne konkreten Grund einbauen
Jeder zusätzliche Speicher kann Wärmeverluste verursachen.
Fehler 3: PV-Anlage und Wärmepumpe getrennt planen
Wer beide Systeme besitzt, sollte sie möglichst aufeinander abstimmen.
Fehler 4: Warmwasserbedarf unterschätzen
Ein zu kleiner Speicher kann den Komfort beeinträchtigen.
Fehler 5: Nur den Anschaffungspreis betrachten
Auch Wärmeverluste, Regelung und Betriebskosten sollten berücksichtigt werden.
So können Sie Solarstrom besonders clever nutzen
Eine intelligente Steuerung kann das Zusammenspiel zwischen Photovoltaik und Wärmepumpe optimieren.
Ein mögliches Szenario:
08:00 Uhr: Die PV-Produktion steigt.
11:00 Uhr: Die PV-Anlage produziert besonders viel Strom.
12:00 Uhr: Die Wärmepumpe erwärmt gezielt das Warmwasser.
14:00 Uhr: Der Speicher ist geladen.
18:00 Uhr: Die PV-Produktion sinkt, aber das gespeicherte Warmwasser steht weiterhin zur Verfügung.
Damit wird die Wärmeproduktion zeitlich an die Solarstromerzeugung angepasst.
Lohnt sich ein Wärmepumpenspeicher?
Ob sich die Investition lohnt, hängt von mehreren Faktoren ab.
Interessant kann ein Speicher insbesondere sein, wenn:
- eine Wärmepumpe vorhanden ist
- eine Photovoltaikanlage vorhanden ist
- regelmäßig Warmwasser benötigt wird
- der Eigenverbrauch erhöht werden soll
- eine intelligente Steuerung eingesetzt wird
- der Speicher passend dimensioniert werden kann
Eine pauschale Aussage wie „Je größer der Speicher, desto mehr sparen Sie“ wäre dagegen falsch.
Die richtige Dimensionierung ist entscheidend.
Was ist wichtiger: Wärmepumpe oder Speicher?
Der Speicher kann die Effizienz und Nutzungsmöglichkeiten einer Wärmepumpenanlage unterstützen.
Er kann jedoch eine schlecht geplante Wärmepumpe nicht automatisch effizient machen.
Deshalb sollte die Reihenfolge stimmen:
- Gebäude analysieren
- Wärmebedarf bestimmen
- Heizlast berechnen
- Wärmepumpe passend dimensionieren
- Heizsystem optimieren
- Speicherbedarf prüfen
- Photovoltaik und Steuerung integrieren
Erst das Zusammenspiel aller Komponenten sorgt für ein gutes Ergebnis.
Die Wärmepumpe als Teil eines intelligenten Energiesystems
Eine moderne Heizung sollte nicht mehr isoliert betrachtet werden.
Immer häufiger werden verschiedene Komponenten miteinander verbunden:
Photovoltaik + Wärmepumpe + Wärmepumpenspeicher + intelligente Steuerung
Die PV-Anlage erzeugt Strom.
Die Wärmepumpe wandelt diesen Strom zusammen mit Umweltenergie in Wärme um.
Der Speicher macht die Wärme zeitlich nutzbar.
Die Steuerung koordiniert das Zusammenspiel.
So kann aus einzelnen Geräten ein intelligentes Energiesystem für das Gebäude entstehen.
Fazit: Wärmepumpenspeicher clever nutzen und Heizkosten senken
Ein Wärmepumpenspeicher kann wesentlich mehr sein als ein einfacher Behälter für warmes Wasser. Richtig geplant kann er dabei helfen, Wärme zeitlich zu verschieben und insbesondere selbst erzeugten Solarstrom besser zu nutzen.
Die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik bietet dabei interessante Möglichkeiten. Überschüssiger Solarstrom kann beispielsweise tagsüber für die Warmwasserbereitung genutzt werden, sodass die gespeicherte Wärme später zur Verfügung steht.
Allerdings sollte man sich von Versprechen wie „kostenlos heizen“ nicht täuschen lassen. Eine Wärmepumpe benötigt Strom, eine PV-Anlage kostet Geld und jeder Speicher verursacht gewisse Verluste.
Entscheidend ist deshalb eine intelligente Gesamtplanung.
Der Schlüssel liegt nicht im größtmöglichen Speicher, sondern im optimal abgestimmten System.
Wenn Wärmepumpe, Speicher, Heizflächen, Photovoltaikanlage und Steuerung richtig zusammenspielen, können Sie Ihren selbst erzeugten Solarstrom deutlich sinnvoller nutzen und gleichzeitig den Netzstrombedarf für die Wärmeversorgung reduzieren.
Quellen:
