Vom Dach direkt in den Heizkessel. Das Konzept eignet sich, um den Strom aus Photovoltaikanlagen zu verwerten, der nicht verbraucht oder eingespeist wird.
Foto: Therese Aufschlager

Übersicht Photovoltaik-Heizgeräte

25. Oktober 2016 | Topnews, Fachwissen und Technik, Märkte und Trends

pv magazine hat die Übersicht zu regelbaren Heizstäben, Ansteuerungen und dazu gehörigen Energiemanagementsystemen aktualisiert. Mit dazu gehören die Stand-alone-Heizungen auf Basis von Photovoltaik, die einige Hersteller anbieten.

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Bei den Heizgeräten, die den Strom aus Photovoltaikanlagen nutzen, gibt es mehrere Konzepte. In dieser Übersicht geht es nicht um Wärmepumpen, die aus einer Kilowattstunde Solarstrom rund drei Kilowattstunden Heizenergie generieren. Hier geht es um Direktheizungen, die mit einer Art Tauchsieder die elektrische Energie direkt zur Erwärmung des Wassers nutzen und dabei aus einer Kilowattstunde Solarstrom ungefähr eine Kilowattstunde Heizenergie generieren. Die Effizienz ist also geringer als die von Wärmepumpen. Dafür sind die Systeme unter Umständen preisgünstiger und erlauben einfachere Lösungen.

Ursprünglich wurde das Konzept entwickelt, um den Überschussstrom zu nutzen, den die Photovoltaikanlage erzeugt und nicht anderweitig verbraucht. Dann ist das eine Unterstützung einer vorhandenen Heizungsanlage und spart zum Beispiel Gas ein. Wenn man die Energie in den Warmwasserkessel bringt, muss man diese Energie nicht einspeisen. Inwiefern sich das rechnet, hängt auch von den Annahmen zu der Gaspreisentwicklung und den Nutzungsgraden ab (Siehe Einführungsartikel zur ersten pv magazine-Übersicht zu diesem Thema).

Inzwischen gibt es auch Stand-Alone-Photovoltaikheizungen, die in die Übersicht aufgenommen wurden. Sie sind unter Umständen weniger komplex als eine netzgekoppelte Photovoltaikanlage die auch zur Heizung genutzt wird. Dafür kann man unter Umständen im Sommer, wenn viel Solarleistung erzeugt wird, mehr als der Heizungsbedarf ist, diese nicht decken.

Die aktualisierte Übersicht enthält 23 Systeme, davon 19 mit Preisangaben und Kurzbeschreibung zum Systemumfang. Die meisten Systeme werden zusammen mit Energiemanagementsystem angeboten, das die zur Verfügung stehende Überschussleistung bestimmt. Viele Hersteller listen jedoch auch die Einzelkomponenten getrennt auf. Stufenlose Regelungen mit Phasenanschnittssteurungungen gibt ab rund 320 Euro inklusive Heizstab aufwärts. Bei Phasenanschnittssteuerungen ist in Diskussion, inwiefern diese mit den Technischen Anschlussbedingungen konform sind (Diskussion ebenfalls bei der Vorstellung der ersten Marktübersicht), wobei die praktischen Auswirkungen eher gering sein dürften. Es werden auch Steuerungen (zum Beispiel Pulsweitenmodulation) aufgeführt, die in dieser Hinsicht unkritischer sind und teurer sind. Außerdem gibt es Stufenregelungen mit verschieden großen Leistungsintervallen ab 300 Euro für die Regelungen und 450 Euro für den Heizstab aufwärts.

Bei all diesen Angeboten muss man in den Vergleich mit einbeziehen, dass die elektrischen Leistungen und die Energiemanagementkomponenten der Angebote unterschiedlich sind.

Reine Heizungssysteme
Zu den Stand-alone-Systemen, deren primärer Zweck die Heizung ist, gehören nicht nur DC-Systeme, bei denen die Heizung fest mit drei oder mehr Photovoltaikmodulen verbunden ist und als Komplettanlage erhältlich sind. Auch bei AC-Systemen nehmen die Stand-alone-Lösungen zu, bei denen die Wärmeerzeugung im Vordergrund steht oder das alleinige Ziel ist.

Diese Systeme eignen sich dabei nicht nur für Hausbesitzer, so der Anbieter My PV. Gerade im Geschosswohnungsbau könnten sie eine interessante Alternative für Bauherren und Vermieter. Denn während es schwierig sei, Mietern Strom vom eigenen Dach zu verkaufen, ist das mit Wärme kein Problem. Außerdem verringere eine photovoltaische Brauchwassererwärmung, einer Simulationsstudie des Unternehmens My PV zufolge, den Gesamtenergiebedarf eines Apartmenthauses. Normalerweise sei es üblich, Wohnungen aus einer zentralen Heizungsanlage mit Warmwasser und Heizwärme zu versorgen, so My PV. Wenn die Temperaturen im Zirkulationskreislauf sehr hoch seien, damit in dem Moment, in dem Trinkwasser gezapft wird, mit einem Wärmetauscher schnell heißes Wasser bereitgestellt wird, gingen bei dieser ständigen Zirkulation große Mengen an Wärmeenergie verloren.


Ein Beispiel ist ein Wohn- und Gewerbeobjektes in Bösenbach in der Steiermark. Dort wurde eine zentrale Photovoltaikanlage mit 30 Kilowatt Leistung gebaut, die das Haus mit Gemeinschaftsstrom und jede einzelne Wohnung mit elektrisch beheiztem Warmwasser sowie mit Strom für die Infrarotheizungen versorgt. Dadurch entfällt für den Bauherrn die Installation von zentralen Warmwasserleitungen völlig. Stattdessen hat jede Wohneinheit einen Warmwassertank mit 140 Litern Inhalt. Doch auch eine DC-Heizung, die den Strom ausschließlich an den Boiler abgibt, kann Einsparungen bringen. Denn auch dann müsse die Zirkulationstemperatur im Haus nicht mehr so hoch sein. Da auch im Winter an sonnigen Tagen Warmwasser produziert wird, rechnet My PV mit solaren Deckungsgraden bis 64 Prozent. Photovoltaikheizungen könnten außerdem bei höheren Temperaturen arbeiten als Solarthermieanlagen, wodurch auch kleinere Speicher Verwendung finden könnten.

Solare Deckung im Winter
Allerdings muss man da den Einzelfall betrachten und worauf man wirklich wert legt. Eine 30 Kilowatt-Photovoltaikanlage produziert im Jahr ungefähr 30.000 Kilowattstunden Strom. Gut drei Prozent fallen jeweils in den Wintermonaten November bis Februar an. Das sind im Durchschnitt pro Tag 31 Kilowattstunden. Wenn dem beispielsweise 2,3 Kilowattstunden für den Warmwasserbedarf gegenüberstellen, reicht das im Schnitt für 15 Bewohner. Dabei ist nur der Energiebedarf für das Warmwasser und noch nicht der für die Heizung eingerechnet. Heizt man mit Infrarotheizungen, erhöht das wiederum den Energieverbrauch im Vergleich zu einer Wärmepumpe. Wenn ein System wirklich autark ist, ist das egal. Die Systeme sind aber nicht autark und selbst hohe Deckungsraten von über 50 Prozent bedeuten nicht zwangsläufig, dass wenig Netzenergie bezogen werden muss, wenn die Systeme selbst sehr stromintensiv sind und muss daher genauer betrachtet werden. Das führte schon in der Vergangenheit zu heftigen Diskussionen.

Insgesamt, so heißt es bei den entsprechenden Anbietern, sei das Interesse an den Direktheizungen in Kombination mit Photovoltaik am Markt weiter gestiegen, was sich zum einen dadurch zeigt. In der Marktübersicht ist zu beobachten, dass es mehr solche Systeme angeboten werden. Es dürften auch immer mehr Hersteller aus der SHK-Branche geben, die phovoltaische Wärme mit eigenen Energiemanagern zusätzlich anbieten und in ihre Speichersysteme einbinden. Cornelia Lichner, Michael Fuhs

Die Übersicht „Photovoltaik-Heizgeräte“ ist in pv magazine September veröffentlicht. Abonnenten können über den Direktlink oder über den pv magazine Webshop darauf zugreifen. Im Webshop können auch digitale Einzelausgaben geordert werden.

Verwandtes Thema: In der pv magazine Ausgabe, die am 5. November erscheint, finden Sie einen Diskussionsbeitrag „Warnung vor der Eigenverbrauchsfalle“ und eine Diskussion darüber, ob die Branche ihn nicht zu sehr in den Vordergrund stellt.

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