Eine Frage der Effizienz: Wärmepumpe + Solartherme

Wer heute umweltbewusst bauen und leben möchte kommt an der Nutzung von erneuerbaren Energien kaum mehr vorbei. Wärmepumpen erfreuen sich dabei oft besonderer Beliebtheit, da sie für die Heizung viele Vorteile bieten. Eine aktuelle Untersuchung hat nun jedoch gezeigt, dass es sinnvoll ist eine Wärmepumpe mit einer Solartherme zu kombinieren.

Durchgeführt wurde die Untersuchung von der Internationalen Energieagentur IEA. Die Entwicklungs- und Forschungsarbeiten waren hierbei in den Schwerpunkt „solar an heat pump systems“ integriert wobei die Entwicklungen vom Institut für Soloartechnik in Zusammenarbeit mit der Industrie durchgeführt werden. Im aktuellen Artikel von ee-news wird die Untersuchung auf den Schweizer Markt ausgelegt. Die Überlegungen lassen sich jedoch auch auf den deutschen Raum anwenden.

Verbreitung der Wärmepumpen

Waermepumpe

Viele Neubauten werden heute bereits mit einer Möglichkeit der Nutzung der erneuerbaren Energien ausgestattet. Dies sind oft bereits Solarthermen oder alternativ Wärmepumpen. Nach der aktuellen Untersuchung des Bundesverbandes Wärmepumpe e.V. (BWP) geht der Trend klar zur Nutzung von Luft/Wasser-Wärmepumpen im WP-Segment. Insgesamt ist der Absatz an Wärmepumpen im Jahr 2013 um 0,8% gestiegen wobei es sich bei fast 65% der installierten Wärmepumpen um Luft-Wasser-Wärmepumpen handelte. Die steigende Attraktivität rechnet der BWP zum Teil auch dem Trend zur Eigennutzung des Solarstroms an, da sich schon heute auf zahlreichen deutschen Dächer Photovoltaikanlagen befinden.

Kombination mit Photovoltaik oder doch mit Solarthermie?

In der Untersuchung des IEA wird der Kombination von Wärmepumpe und Solartherme klar der Vorzug gegeben. Dies liegt nicht zuletzt an den Funktionsweisen der verschiedenen Produkte. Während die Wärmepumpe die Wärme aus ihrer Umwelt gwinnt und mit Hilfe von einem Gas-Kompressionsprozesses auf die gewünschte höhere Temperatur bringen muss, kann die Wärme über die Solartherme bereits in der gewünschten Temperatur gewonnen werden. Im Vergleich braucht die Solartherme deutlich weniger Strom als die Wärmepumpe. Die produzierte Menge an Nutzwärme ist in dieser Betrachtung gleich.

Im Falle einer Kombination von Solartherme und Wärmepumpe kann letzere oft komplett deaktiviert werden, da die Solartherme die komplette Wärme bereitstellt. Der Bedarf an elektrischer Energie sinkt merklich. Dieser Vorteil geht bei der Kombination mit einer PV-Anlage gänzlich verloren, da die Wärmepumpe durchgehend laufen würde. Zwar wird die benötigte Energie selbst verbraucht, allerdings ist fraglich als wie effizient / wirtschaftlich diese Konzeption angesehen werden kann.

Wie effizient ist die Kombination?

Um die Effizienz einer Anlagenkombination von Solarthermie und Wärmepumpe zu bewerten müssen zunächst die einzelnen Komponenten betrachtet werden. Grundsätzlich gilt: Eine Anlage kann immer nur so effizient sein wie ihre Komponenten, diese Eigenschaft steht bei Anlage und Komponenten also in direkter Relation. Entsprechend wichtig ist es die verschiedenen Bestandteile optimal aufeinander auszurichten.

Für die Untersuchung hat das Institut für Solartechnik (SPF) eine Anlage aufgebaut und über mehere Tage hinweg laufen lassen. Dabei wurde das komplette Heizsystem ohne Unterbrechung und ohne äußere Eingriffe frei getestet. Die Komponenten außerhalb des Kellerraumes werden simuliert und für eine vollständige Bewertung ebenfalls hinzugezogen. Der Test hat gezeigt, dass der verwendete Wärmespeicher ein essenzieller Faktor in der Effizienz der Anlage ist. Diese Eigenschaft verstärkt sich noch, wenn es sich um eine bivalente Anlage (Brauchwassererwärmung und Raumheizung) handelt.

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