Kombination aus Solarthermie und Wärmepumpe
Wünschen Sie sich effizientes Arbeiten Ihrer Solarthermieanlage und möchten durch niedrige Energiekosten eine schnelle Amortisation, so besteht die Möglichkeit eine thermische Solaranlage mit einer Wärmepumpe zu verbinden. Es spart Ihnen nicht nur Heizkosten, sondern schont zudem noch die Umwelt. Die Hybridheizung arbeitet auf engstem Raum und benötigt keine fossilen Brennstoffe. Diese Kombination ist wirtschaftlich sehr sinnvoll, bei der Anschaffung allerdings kostenintensiver. Wir möchten Ihnen hier einige Möglichkeiten darbieten, um eine für Sie passende Heizungsanlage zu finden.
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Direkte Unterstützung
Wenn sich Wärmepumpe und Solarheizung die Erzeugung von Wärme teilen, spricht man von einer direkten Unterstützung. Somit erzeugen beide Komponenten Wärme und decken dadurch im Sommer den kompletten Brauchwasser- und Heizungsbedarf.
Indirekte Unterstützung
Wenn die thermische Solaranlage dafür genutzt wird, um das Erdreich rund um die Erdsonde zu erwärmen, spricht man von einer indirekten Unterstützung. Die Wärme die sonst der Pumpe entzogen wird, wird dem Boden zugeführt und kann somit einen wesentlich höheren Ertrag aus der Wärmepumpe erzielen. Durch diese Möglichkeit verringern sich die Kosten der Anschaffung, da durch die effizientere arbeitsweise der Wärmepumpe eine kleinere Anlage benötigt wird.
Möglichkeiten – mögliche Anlagen-Konzepte
Im Sommer ist es durch den Wärmespeicher möglich, auch bei schlechter Witterung den Bedarf an Brauchwasser und Heizung im Haushalt zu decken. Im Winter jedoch benötigen Sie zusätzliche Unterstützung. Hier kann die Installation einer Wärmepumpe hilfreich sein, die trotz geringer Sonneneinstrahlung die Wärmeversorgung ganzjährig decken kann. Dies erhöht zusätzlich die Wirtschaftlichkeit, da sich die Pumpe bei zu hoher Zufuhr von Wärme abschaltet und die Heizung nur noch in seltenen Fällen einspringen muss. Die Solarthermieanlage übernimmt einen Teil der Heizung und die Wärmepumpe erzielt durch die gesenkte Arbeitszeit ihre Lebensdauer.Da Erde und Grundwasser konstante Temperaturen im ganzen Jahr aufweisen, kann eine Erd- oder Grundwasserwärmepumpe sinnvoll sein, da sie auch im Winter genügend Energie liefert. Wenn zur Unterstützung der Wärmepumpe überschüssige Wärme an das Erdreich abgegeben wird, senkt es die Temperatur im thermischen Solarkollektor und steigert den Wirkungsgrad der thermischen Solaranlage. Die Anschaffungskosten einer Erd- oder Grundwasserwärmepumpe sind allerdings sehr hoch.Von Luftwärmepumpen in Verbindung mit einer Solarthermieanlage raten wir jedoch ab, da die benötigte Luft von Außen entnommen wird und durch niedrige Außentemperaturen im Winter wenig Nutzen bringt. Es sei denn die Luftwärmepumpe würde durch einen Heizstab zusätzlich unterstützt werden. Wenn die Luftwärmepumpe gut arbeitet, also im Sommer, wenn die Luft warm ist, bringt auch die Solaranlage genug Energie.
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Funktionsweise der Wärmepumpe
Es gibt unterschiedliche Varianten einer Wärmepumpe, die jedoch alle nach gleichem Grundsatz funktionieren. Die Wärmepumpe entzieht aus Erde, Wasser oder Luft Wärme und führt diese dem Haushalt zu. In Verbindung mit einer thermischen Solaranlage kann die solare Wärme auf unterschiedlichen Wegen genutzt werden. Eine Wärmepumpe kann Energie aus einem Speicher entnehmen, der durch Solarenergie erhitzt wurde. Im Solarspeicher herrschen meist höhere Temperaturen als im Erdreich, deshalb kann dies gerade im Winter effektiver sein. Im Solartank werden im Winter nicht so hohe Temperaturen erzielt als im Sommer, jedoch ist es durch die Wärmepumpe möglich dem Speicher die Wärme zu entziehen, damit er durch die Solarmodule neue Energie gewinnen kann. Im Normalfall kann diese Energie nicht in den Speicher eingebracht werden, wenn im Speicher und in den Solarmodulen die gleichen Temperaturen herrschen.
Latente Wärme
Latentwärmespeicher sind mit Phasenwechselmaterial befüllt. Sie nutzen den physikalischen Umstand des Phasenwechsels von Aggregatzuständen. Wenn ein Medium den Aggregatzustand wechselt, wird viel Energie benötigt oder auch freigesetzt. Somit wird die gebundene Wärme gesammelt und kann auch nach längerer Zeit wieder freigesetzt werden. Um flüssiges Wasser bei 0°C zum Frieren zu bringen oder es auf 80°C zu erhitzen, muss ihm gleich viel benötigte Energie entzogen werden. Bis der Gefrierpunkt des Wassers erreicht ist, kann die Wärmepumpe dem Wasser viel Energie entziehen. An wärmeren Tagen, wird das gefrorene Wasser wieder durch Sonnenenergie oder Umgebungswärme aufgetaut. Latentwärmespeicher besitzen eine wesentlich höhere Speicherkapazität als Wasserspeicher und können Wärme beinahe verlustfrei speichern.
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Kombisystem ist billiger
Es werden bereits Kombisysteme angeboten, die um einiges günstiger sind, als wenn Sie eine thermische Solaranlage und eine Wärmepumpe separat kaufen. Jedoch erfordert diese Kombination aus thermischer Solaranlage und Wärmepumpe einen Warmwasser-Pufferspeicher.
Alternative: Photovoltaik
Der durch Photovoltaik erzeugte Solarstrom kann im Sommer den benötigten Bedarf an Strom für eine Wärmepumpe decken und kann zusätzlich bei einigen Modellen die Funktion eines Kältegerätes bieten. Der sonnenreiche Sommer fällt mit dem Bedarf an Energie zusammen und ermöglicht somit eine ökonomische Klimatisierung. Im Winter muss jedoch ein großer Teil des benötigten Stroms zusätzlich für die Wärmepumpe bereitgestellt werden. Wenn Sie die Wärmepumpe also mit Solarstrom versorgen möchten, macht dies wirtschaftlich nur dann Sinn, wenn die Erzeugung des eigenen Solarstroms günstiger produziert wird, als der Strom eines Anbieters. Ungeachtet dessen, das die Preise bei Photovoltaikanlagen in den letzten Jahren stark gesunken sind, bieten die Versorger Sondertarife für Wärmepumpen an, was die Wirtschaftlichkeit dieser Kombination in Frage stellt. Erst wenn günstigere und effizientere Stromspeicher erhältlich sind, kann eine solche Hybridheizung wirtschaftlich sinnvoll werden.
Berechnung der Amortisation
Wir möchten Ihnen mit dieser Aufstellung Ihre Amortisationsberechnung erleichtern. Bei den Wartungskosten dieser Hybridheizung können Sie mit circa 100€ im Jahr rechnen. Ausgegangen vom Beispiel eines 4-Personen-Haushalt mit einem Energiebedarf von 35.000 kWh, möchten wir Ihnen hier eine Vergleichsrechnung aufzeigen. Eine Wärmepumpe die eine Unterstützung für die Zuheizung einer thermischen Solaranlage bietet, muss in unserem Beispiel lediglich 28.000 kWh aufbringen. Eine Wärmepumpe verbraucht circa 6 Cent pro kWh (1.680,00€ jährlich) für die Heizkosten. Die Preissteigerung bei Öl liegt bei circa 3%.
Die Heiz- und Wartungskosten werden folgendermaßen berechnet: Für eine Ölheizung müssen Sie im adäquaten Beispiel mit Brennstoff und Wartung für das erste Jahr mit Kosten von 3100€ rechnen.
Bei einem Hybrid-System belaufen sich diese Kosten lediglich auf 1780€.
Jahres Rechnung insgesamte Einsparung
1. Jahr: 3.125€ – 1.680€ = 1.445 €
2. Jahr: 1.445 € * 1,03 = 1488,35 €
3. Jahr: 1.488,35 € * 1,03 = 1533 €
Ab wann lohnt sich eine Hybridheizung?
Ihre Hybridheizung ist amortisiert, wenn die Kosten der Heizungsanlage durch die Einsparung der Anlage gedeckt sind. Dies erfolgt in der Regel in ungefähr 15 Jahren. In dieser Zeit haben Sie mehr Ersparnisse als Kosten der Anlage.
Es gibt sogar eine Amortisationsformel, die folgendermaßen aussieht:
Hybridheizung – Kosten und Förderung
Eine Anschaffung einer solchen Hybridheizung ist kostenintensiv, jedoch sehr Rentabel. Bedenken Sie außerdem die Fördermittel die Ihnen zustehen. Welche Ersparnisse Sie durch den Wechsel von Ölheizung und Hybridsystem haben, möchten wir Ihnen gerne genauer aufzeigen. Ein Haushalt mit 4 Personen zum Beispiel, benötigt einen Bedarf an Energie von ungefähr 35.000 kWh. Wenn wir von einem Ölpreis von 8,5 Cent pro kWh ausgehen, sind wir bei einem Betrag von 2975€ jährlichen Heizkosten. Zu Alledem folgen noch mal 185€ jährliche Kosten für die Wartung der Ölheizung.
Förderung durch das BAFA für Kombinationsanlagen bestehend aus Wärmepumpe Sole/Wasser mit Erdsonde
Das BAFA fördert Solar-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden im Gebäudebestand bis 45 kW mit einer Fördersumme von min. 6.750 € (Innovationsförderung – kommt ab einer JAZ – Jahresarbeitszahl von min. 3,8 zum Tragen). Zusätzlich gibt es für den Einsatz von einer zusätzlichen Solaranlage mit 12 qm Kollektorfläche 600 € und zuzüglich den Kombinationsbonus in Höhe von 500 €. Für eine derartige Hybrid Heizungsanlage bestehend aus Solar-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden im Gebäudebestand und einer 12 qm Solaranlage 7850,- Euro
Einzelteile der Hybridheizung Kosten
Wärmepumpe 21.500 €
Solarthermieanlage 10.000 €
Kosten 31.500 €
Förderung -7.850 €
Gesamtkosten 23.500 €
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