Bilder: Solar Promotion GmbH

Der Markt entwickelt sich dynamisch, getrieben von steigenden Kosten für Öl und Gas, weiter sinkenden Kosten für Photovoltaikanlagen (PV), Produktinnovationen und regulatorischen Klimaschutzvorgaben wie dem deutschen Heizungsgesetz. Je mehr Raumwärme und Warmwasser künftig elektrisch erzeugt werden, umso mehr verschmilzt auch das Berufsbild des Elektrikers mit dem des Heizungsbauers.

Vor allem bei Neubauten ersetzen Kabel zunehmend Rohre beim Heizen und der Warmwasserbereitung. Der neue Trend sind solarelektrische Gebäude, in denen ein möglichst hoher Anteil des Strom- und Wärmebedarfs mit einer entsprechend dimensionierten PV-Anlage gedeckt werden. Denn dies schont nicht nur das Klima, sondern auch den Geldbeutel. Wird die Wärmepumpe mit eigenem Solarstrom betrieben, steigt gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage durch die höhere Eigenverbrauchsquote. Um einen effizienten Betrieb zu gewährleisten, müssen jedoch alle Komponenten – einschließlich der nötigen Pufferspeicher – aufeinander abgestimmt sein. Grundvoraussetzung dafür ist ein Energiemanagementsystem, idealerweise auch ein Stromspeicher.

Clever Heizen mit Strom – gewusst wie!

Wer sich darüber informieren möchte, welche Trends es in Sachen Heizen mit Strom gibt, wie intelligent Wärmepumpen heute schon sind und wie sie sich optimal steuern und in ein erneuerbares Energiesystem integrieren lassen, der findet auf der EM-Power Europe vom 19.–21. Juni 2024 in München ein vielfältiges Informationsangebot. Themenschwerpunkte der internationalen Fachmesse für Energiemanagement und vernetzte Energielösungen sind unter anderem die Integration von Prosumern, E-Mobilität und Power-to-Heat, Advanced Metering Infrastructure, Energiemonitoring und -management, Last- und Flexibilitätsmanagement sowie Energy-as-a-Service.

Wohlfühlwärme im Neubau

Vor allem bei Neubauten ersetzen Kabel zunehmend Rohre beim Heizen und die Warmwasserbereitung. Der neue Trend sind solarelektrische Gebäude, in denen ein möglichst hoher Anteil des Strom- und Wärmebedarfs mit einer entsprechend dimensionierten PV-Anlage gedeckt werden. Deshalb lohnt es sich alle verfügbaren Flächen für Sonnenstrom zu nutzen und Solarmodule auf dem Hausdach, der Garage, dem Carport, der Fassade, dem Balkon oder ebenerdig zu installieren. Senkrecht installierte Solarmodule an den Fassaden oder Balkonen eignen sich im Übrigen besonders gut für solarelektrische Gebäude, da sie im Winter, wenn es den höchsten Heizbedarf gibt, mehr Solarstrom als Dachanlagen erzeugen.

Bei sehr gut gedämmten Neubauten kommen immer häufiger Infrarotheizungen, die mit Solarstrom betrieben werden, als Hauptheizung zum Einsatz. Im Gebäudebestand können sie als Brückenlösung dienen, um kurzfristig fossile Brennstoffe einzusparen. Als elektrische Niedertemperarturheizungen punkten Infrarotheizungen vor allem mit ihren geringen Anschaffungskosten, ihrem kompakten Design, kurzen Aufheiz- und Abkühlzeiten (Reaktionszeit), einer hohen Effizienz sowie einer einfachen Installation. Zudem erzeugen sie angenehme Strahlungswärme, sind nahezu wartungsfrei und langlebig. Allerdings können sie kein Brauchwasser erwärmen, hierfür braucht es ein eigenes System.

Schrittweise mehr Effizienz im Altbau

In vielen Bestandsgebäuden sind allerdings wasserführende fossile Zentralheizungen mit hohen Vorlauftemperaturen bisher der Standard. Ein Komplettumbau hin zu einem solarelektrischen Gebäude in einem Zug ist häufig zu aufwendig. Doch geht es auch in Teilschritten, wie Praxisbeispiele und Simulationen zeigen.

Zuerst werden die Brauchwassererwärmung und der Heizkreislauf voneinander entkoppelt. Die Bereitstellung von Warmwasser, sei es im Badezimmer oder in der Küche, wird dann im Hybridsystem von einer modernen Brauchwasser-Wärmepumpe übernommen. Sie nutzt elektrischen Strom zum Aufheizen des Frischwassers und speichert diesen in einem isolierten Wasserspeicher. Dieser kann tagsüber mit Solarstrom aufgeladen werden. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe benötigt hierfür nur eine sehr geringe Strommenge, da ihr Wirkungsgrad sehr hoch ist.

Das vorhandene Wärmeverteilungssystem wird mit seinen bestehenden Heizflächen auf eine niedrige Vorlauftemperatur (35–40 Grad Celsius) eingestellt, um den Grundbedarf der Heizleistung abzudecken. Schnell reagierende Infrarotheizungen, die in verschiedenen Räumen installiert sind, kommen bei einem höheren Wärmebedarf zusätzlich zum Zug, sie decken die sogenannten Spitzenlasten ab. Dadurch sinkt der Verbrauch von fossilen Brennstoffen. Gleichzeitig bleibt es im Haus gleichbleibend behaglich, ohne dass aufwändige Sanierungsmaßnahmen nötig sind wie eine Veränderung des wasserführenden Wärmeübergabesystems oder eine umfassende Sanierung der Gebäudehülle.

Wärmepumpen funktionieren auch im Bestand

In einem weiteren Schritt besteht die Möglichkeit, das alte Heizungssystem (z. B. Öl- oder Gasheizung) durch eine klein dimensionierte Luft-Wasser-Wärmepumpe zu ersetzen und im Kombi mit den im Haus verteilten Infrarotheizungen zu betreiben. Eine Studie der TU Dresden ergab, dass die Heizenergie auf diese Weise um bis zu 62 Prozent reduziert werden kann. Durchgeführt wurde die Simulation auf Basis eines Bestands-Einfamilienhauses mit einem Gas-Niedertemperaturkessel, einer beheizten Nutzfläche von 160 Quadratmetern und einem Wärmedämmstandard nach Wärmeschutzverordnung 95.

Feldtests des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE belegen, dass Wärmepumpen – entgegen manchen Vorurteilen – auch für bestehende Häuser sinnvoll sind, selbst wenn diese nicht vollständig saniert sind. Oft reichen einzelne Dämmmaßnahmen aus oder sogar nur der Einbau größerer Heizkörper. Denn je größer der Heizkörper ist, desto weniger warm muss er werden, um den Raum ausreichend zu heizen. Viele ältere Häuser können so mit maximalen Heizvorlauftemperaturen von weniger aus 55 Grad Celsius ausreichend beheizt werden. Dies gilt als kritische Grenze für den Wärmepumpeneinsatz.

Mehr Informationen: www.EM-Power.eu