Wärmepumpe mit Photovoltaik kombinieren: Planung und Kosten

Die Kombination einer Wärmepumpe mit Photovoltaik zählt zu den effizientesten Lösungen für moderne Heiz- und Stromversorgungssysteme in privaten Haushalten. Eine Photovoltaikanlage erzeugt Strom aus Sonnenenergie, den eine geeignete Wärmepumpe nutzt, um Umweltwärme (z. B. aus Luft oder Wasser) in Heizwärme umzuwandeln. Damit sinken Deine Heiz- und Stromkosten, Du wirst unabhängiger von steigenden Strompreisen bzw. Gas- und Öl-Anlagen und Dein Haus wird insgesamt zukunftsfähiger.

In vielen Bundesländern gilt diese Kopplung inzwischen als wichtiger Baustein der Wärmewende, da sie die Nutzung erneuerbarer Energien im Haushalt erhöht und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert. Gleichzeitig ermöglicht sie eine höhere Eigenverbrauchsquote und verbessert die Effizienz der gesamten Haustechnik. In diesem Ratgeber erfährst Du, wie die technische Integration gelingt, welche Kosten entstehen und worauf Du bei Planung und Dimensionierung achten solltest.

Warum Wärmepumpe und Photovoltaik so gut zusammenpassen

Wenn Du eine Wärmepumpe anschaffst, benötigt diese Strom. Für einen möglichst ökologischen Betrieb sollte die Energie idealerweise aus eigener Erzeugung stammen. Genau hier kommt die Photovoltaikanlage ins Spiel. Der erzeugte Solarstrom fließt entweder direkt in die Wärmepumpe oder wird in einem Speicher zwischengespeichert. Dadurch musst Du weniger Netzstrom beziehen, sodass Du Deine Betriebs- und Energiekosten dauerhaft senken kannst. Durch die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage können auf diese Weise etwa 30 bis 50 % des Strombedarfs der Wärmepumpe durch eigenen Solarstrom gedeckt werden.

Zudem trägst Du durch die Nutzung von Solarenergie und Umweltwärme wesentlich zur Reduktion von CO₂-Emissionen bei. Beide Systeme zusammen leisten einen gewichtigen Beitrag zur Klimaschutzstrategie und steigern zeitgleich Deine Unabhängigkeit: Je größer der Anteil des selbst erzeugten Stroms, desto weniger bist Du von schwankenden Strompreisen abhängig.

Technische Integration: So kommunizieren PV-Anlage und Wärmepumpe

Damit eine Wärmepumpe optimal mit Photovoltaik zusammenarbeitet, ist eine abgestimmte technische Infrastruktur erforderlich. Grundsätzlich läuft die Integration wie folgt ab: Die Photovoltaikanlage erzeugt Solarstrom, der über den Wechselrichter ins Hausnetz eingespeist wird. Ein Energiemanagementsystem überwacht gleichzeitig den aktuellen Stromfluss im Haushalt. Sobald Überschüsse vorhanden sind, kann die Wärmepumpe so gesteuert werden, dass sie möglichst viel Solarstrom nutzt, beispielsweise für die Warmwasserbereitung oder zum Vorheizen des Pufferspeichers.

Um diese Kommunikation zu ermöglichen, verfügen moderne Systeme über standardisierte oder herstellerspezifische Schnittstellen. Häufig genutzt wird der SG-Ready-Standard, mit dem sich Wärmepumpen in vier Betriebsmodi steuern lassen: „Standby“, „Normalbetrieb“, „PV-Überschuss“ und „Sperrung“. Außerdem bieten viele Hersteller eigene digitale Schnittstellen über Modbus, API-Anbindungen oder proprietäre Steuerungen an. Diese kommunizieren direkt mit dem Energiemanagementsystem und passen den Betrieb der Wärmepumpe dynamisch an die aktuelle PV-Leistung an.

In der Praxis sieht das wie folgt aus: Steigt die Solarstromproduktion im Tagesverlauf, erkennt das Energiemanagement den Überschuss und gibt der Wärmepumpe das Signal, Warmwasser zu erzeugen oder den Heizpuffer auf ein etwas höheres Temperaturniveau zu bringen. Dadurch steigt der Eigenverbrauch und abends oder nachts steht bereits ausreichend Wärme zur Verfügung. Falls ein Stromspeicher installiert ist, kann dieser zusätzlich überschüssigen PV-Strom aufnehmen und die Wärmepumpe später versorgen, wenn die Sonne nicht scheint. Das steigert Deine Autarkie und reduziert den Netzstrombezug weiter.

Batteriespeicher für maximalen Eigenverbrauch

Ein Batteriespeicher macht Deine Kombination aus Wärmepumpe und PV-Anlage noch leistungsfähiger. Indem du überschüssigen Solarstrom speicherst, erhöht sich Dein Autarkiegrad deutlich und damit auch die Wirtschaftlichkeit. Läuft die Wärmepumpe am Abend und hast du zuvor Solarstrom zwischengespeichert, vermeidest Du den Zukauf von Netzstrom zu höheren Preisen. Mit einem Speicher lässt sich der Eigenverbrauch also deutlich steigern.

Bei der Dimensionierung ist Folgendes zu beachten: Der Speicher sollte nicht nur auf Kapazität (kWh), sondern auch auf Leistung (kW) ausgelegt sein, damit die Wärmepumpe bei Spitzenlasten ausreichend Strom erhält. In vielen Fachprojekten wird für Einfamilienhäuser ein Speicher zwischen 5 und 10 kWh in Kombination mit einer moderaten PV-Leistung empfohlen. Ein größerer Speicher bringt nur in wenigen Fällen einen signifikanten „Nutzen“ im Verhältnis zu den Kosten.

Auswahl & Planung: Welche Wärmepumpen-Art passt zur PV-Anlage?

Die Wahl der passenden Wärmepumpe für Deine PV-Anlage ist entscheidend für die Effizienz des Systems. Jede Wärmepumpenart nutzt eine andere Wärmequelle, die sowohl die Effizienz als auch die Investitionskosten beeinflusst.

Luft-Wasser-Wärmepumpe

Sie nutzt die Außenluft als Wärmequelle und ist die im Wohnbereich am weitesten verbreitete Lösung. Im Vergleich sind die Anschaffungskosten am niedrigsten, der Einbau ist unkompliziert und erfordert keine Genehmigung. Sie ist besonders attraktiv für die Kombination mit Photovoltaik, da sie flexibel und modulierend arbeiten kann. Das bedeutet, dass die Anlage ihre Leistung dem verfügbaren Solarstrom anpasst und im „PV-Überschussbetrieb“ Warmwasser und Heizwärme erzeugen kann.

Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme)

Bei dieser Variante wird die relativ konstante Temperatur des Erdreichs genutzt, entweder über Erdkollektoren oder Erdsonden. Die Effizienz ist deutlich höher als bei Luft-Systemen, da die Wärmequelle stabil bleibt. Die höheren Installationskosten (Bohrungen, Erdarbeiten) machen die Planung komplexer. Gerade in Kombination mit Photovoltaik kann sich das jedoch lohnen. Eine hocheffiziente Wärmepumpe benötigt weniger Strom pro erzeugter Kilowattstunde Wärme und nutzt den verfügbaren PV-Ertrag dadurch besonders effektiv.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Sie entzieht dem Grundwasser Wärme und arbeitet dabei sehr effizient. Gleichzeitig ist sie genehmigungspflichtig und erfordert zwei Brunnen (Entnahme- und Schluckbrunnen), weshalb sie nur in bestimmten Regionen bzw. bei geeigneten Bodenverhältnissen möglich ist. In Kombination mit einer PV-Anlage ist das Verhältnis von Stromverbrauch zu Wärmeleistung sehr gering, wodurch sich diese Kombination als sehr wirtschaftlich erweist.

Warum die Wärmepumpen-Art für Photovoltaik wichtig ist

Bei der Kombination mit einer PV-Anlage ist entscheidend, wie flexibel die Wärmepumpe reagieren kann. Moderne Systeme mit modulierender Leistung können ihren Strombedarf an die aktuelle PV-Erzeugung anpassen. Dadurch steigt Dein Eigenverbrauch und die Anlage arbeitet effizienter. Modelle mit festen Leistungsstufen verbrauchen dagegen meist mehr Netzstrom, da sie nicht so dynamisch auf PV-Erträge reagieren können.

Achte außerdem darauf, ob die Wärmepumpe mit einem Energiemanagementsystem kompatibel ist. Viele Hersteller bieten mittlerweile Funktionen wie „Smart Grid Ready“, Modbus-Schnittstellen oder eigene Cloud-Lösungen, die eine gezielte Nutzung von Solarstrom ermöglichen. Für maximale Effizienz empfiehlt sich eine Wärmepumpe, die solche PV-optimierten Betriebsmodi unterstützt.

Dimensionierung: Größe der PV-Anlage und Wärmepumpe

Um das Optimum aus Deinem System herauszuholen, musst Du die Größe der Photovoltaikanlage und die Leistung der Wärmepumpe gut aufeinander abstimmen. Zu kleine Solaranlagen liefern nicht genug Strom, während eine zu große unnötige Kosten verursacht. Systeme, die gut dimensioniert und gesteuert sind, erreichen hohe Eigenverbrauchsanteile bei geringeren Netzbezugskosten.

Eine typische Planung im Einfamilienhaus könnte so aussehen:

• Wärmebedarf ca. 12.000 kWh/Jahr
• Wärmepumpe mit Jahresarbeitszahl etwa 3,5 ⇒ Stromverbrauch rund 3.400 kWh/Jahr
• Dazu eine PV-Anlage mit Leistung 8 bis 12 kWp, die je nach Sonneneinstrahlung und Ausrichtung 7.000 bis 9.000 kWh erzeugt

Wenn Du zusätzlich andere Haushaltsgeräte, E-Mobilität oder eine Wärmepumpe einbindest, muss die PV-Leistung entsprechend größer sein. Wichtig ist, dass diese Parameter im Zusammenspiel optimiert werden: Die PV-Anlage liefert den Strom, der Speicher puffert ihn, das Energiemanagementsystem regelt ihn und die Wärmepumpe nutzt ihn.

Kosten und Wirtschaftlichkeit der Kombination

Die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe in Kombination mit einer Photovoltaikanlage hängt von mehreren Faktoren ab:

• der Art der Wärmepumpe,
• der Leistung der Photovoltaikanlage,
• der Größe des Haushalts
• und der Frage, ob ein Stromspeicher integriert wird.

Grundsätzlich gilt, dass beide Systeme zusammen besonders effizient arbeiten, da ein großer Teil des Strombedarfs der Wärmepumpe durch den eigenen PV-Strom gedeckt wird.

Investitionskosten

Die Gesamtkosten setzen sich aus den Kosten für die Wärmepumpe und die Photovoltaikanlage zusammen. Die üblichen Investitionskosten für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe inklusive Installation liegen bei etwa 18.000 bis 28.000 Euro. Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe benötigt Erdsonden oder Erdkollektoren und ist daher teurer. Hier liegen die Kosten meist zwischen 25.000 und 40.000 Euro. Für eine PV-Anlage mit 10 kWp Leistung solltest Du zusätzlich mit 13.000 bis 18.000 Euro rechnen. Wenn Du einen Stromspeicher mit etwa 8 kWh Kapazität anbinden möchtest, kommen je nach Hersteller und Technik weitere 5.000 bis 8.000 Euro hinzu.

Diese Werte entsprechen den typischen Marktpreisen, können jedoch regional deutlich schwanken, abhängig vom Installationsaufwand, den Handwerkerkosten und den spezifischen Gebäudeeigenschaften. Klar ist jedoch: Förderprogramme reduzieren die Gesamtausgaben erheblich. Mit den richtigen Zuschüssen sinken die Investitionskosten vor allem beim Heizungstausch oder bei Sanierungsprojekten im Bestand deutlich.

Laufende Kosten und Betrieb

Die zentrale wirtschaftliche Stärke dieser Kombination liegt in den niedrigen Betriebskosten. Eine Wärmepumpe benötigt zwar Strom, doch dieser wird bei einer PV-Anlage zum großen Teil selbst erzeugt. Je höher der Eigenverbrauchsanteil ist, desto stärker sinken die lokalen Stromkosten – und damit auch die Heizkosten. Ein Beispiel macht das deutlich:

Wenn Deine Wärmepumpe jährlich rund 4.000 Kilowattstunden Strom benötigt und Du etwa 60 Prozent davon mit eigenem Solarstrom decken kannst, zahlst Du nur noch für die restlichen 1.600 Kilowattstunden Netzstrom. Bei einem Strompreis von etwa 0,35 Euro pro Kilowattstunde (kWh) sind das rund 560 Euro pro Jahr. Ohne PV-Anlage würdest Du dagegen für alle 4.000 Kilowattstunden Netzstrom zahlen, also etwa 1.400 Euro. Die jährliche Ersparnis liegt also bei über 800 Euro.

Erfahrungsberichte und Auswertungen von PV- und Wärmepumpenprojekten zeigen in der Praxis, dass Haushalte mit einer gut geplanten Kombination ihre jährlichen Energiekosten oft um 50 bis 60 Prozent reduzieren können.

Amortisation und langfristige Wirtschaftlichkeit

Wie schnell sich die Investition rechnet, hängt von Deinem Wärmebedarf, der Dimensionierung der Anlage und den örtlichen Gegebenheiten ab. In der Regel amortisiert sich die Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik nach etwa acht bis zwölf Jahren. Eine Steigerung des Eigenverbrauchs, ein effizienter Betrieb der Wärmepumpe und günstige Sonnenerträge können diesen Prozess weiter beschleunigen.

Auch der langfristige Ausblick spricht für diese Kombination: Steigende Strompreise wirken sich weniger stark aus, da Du einen großen Teil des Stroms selbst produzierst. Gleichzeitig werden Gaspreise und CO₂-Kosten voraussichtlich weiter steigen, wodurch sich fossile Heizsysteme langfristig verteuern.

Energiemanagement-Systeme und Systemlösungen

Ein modernes Energiemanagementsystem ist das Herzstück dieser Kombination. Es steuert, wann Deine Wärmepumpe mit PV-Strom betrieben wird, wann der Stromspeicher geladen oder entladen wird und wie das Zusammenspiel mit weiteren Verbrauchern im Haushalt funktioniert. Viele Hersteller bieten bereits integrierte Lösungen an, die Wärmepumpe, PV-Wechselrichter und Speicher automatisiert steuern.

Durch intelligentes Energiemanagement kannst Du den Anteil des selbst genutzten Solarstroms steigern, die Netzbezugspitzen reduzieren und somit die Kontrolle über Deine Energiekosten behalten. In Forschungsprojekten zeigte sich, dass sich der Netzstrombezug durch optimiertes Steuerungsverhalten um bis zu 30 % reduzieren ließ.

Praxisfälle und Best Practices

In Beratungsprojekten und Analysen zeigt sich: Der Erfolg einer Photovoltaik-Anlage bzw. einer Wärmepumpe hängt maßgeblich von der Planung und der Systemintegration ab. Gute Praxisbeispiele weisen am häufigsten die folgenden Merkmale auf:

• Nutzung von Solarstrom vorrangig für Wärmepumpe und Speicher
• harmonische Dimensionierung von Anlage, Speichergröße und Wärmepumpe
• niedrige Vorlauftemperaturen im Heizsystem (z. B. Fußbodenheizung) für bessere Effizienz
• Einbindung eines Speichers zur Erhöhung der Autarkie und Reduzierung von Netzbezug
• regionale Analyse der Sonneneinstrahlung, Ausrichtung der Solaranlage und Verschattungssituation

Fazit

Eine Wärmepumpe mit Photovoltaik ist für Haus- und WohnungsbesitzerInnen eine hervorragende Möglichkeit, um effizient, klimafreundlich und wirtschaftlich zu heizen. Du nutzt Solarenergie, sparst Strom- und Heizkosten und machst Dein Zuhause unabhängiger vom Stromnetz und von fossilen Brennstoffen.

Wenn Du die Punkte Dimensionierung, effizientes Energiemanagement, gezielte Speicherwahl und intelligente Steuerung beachtest, wird die Lösung langfristig rentabel sein. Trotz der höheren Investitionskosten für eine Wärmepumpenheizung profitierst Du von niedrigen Betriebskosten, einer hohen Eigenverbrauchsquote, attraktiven Förderungen und einem spürbaren Beitrag zur Energiewende.