Photovoltaik – mit Solarenergie Warmwasser aufbereiten

10. Mai 2022

Wenn es um die Warmwasser-Gewinnung geht, war die Solarthermie jahrelang führend. Mit einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis nutzt die Solarthermie-Anlage direkt die Wärme der Sonnenstrahlen. Daher kann eine Solarthermie sowohl für die Warmwasseraufbereitung als auch für die Heizung eines Gebäudes eingesetzt werden.

Mittlerweile jedoch wird die Warmwasseraufbereitung durch Solarstrom immer interessanter. Massiv sinkende Preise von Solarmodulen und optimierte Nutzung der Photovoltaik-Anlage durch Erhöhung des Eigenverbrauchs sind wichtige Argumente, die für den Einsatz von Sonnenstrom für Warmwasser und Heizung sprechen.

Das ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik

Beide Systeme nutzen die Sonne und sie unterscheiden sich lediglich in ihrer Funktionsweise. Während die Solarthermie Wärme aus Sonnenenergie gewinnt, wandelt die Photovoltaik Sonnenstrahlen in Strom um.

Solarthermie nutzt thermische Energie

In den Kollektoren der Solarthermie-Anlage befindet sich eine Flüssigkeit, die sich durch Sonneneinstrahlung erhitzt. In einem geschlossenen Rohr-Kreislauf wird die Flüssigkeit über eine Pumpe zum Speicher befördert. Dort gibt sie die Wärme über einen Wärmetauscher an den Speicher ab. Anschließend wird die abgekühlte Flüssigkeit wieder zum Kollektor transportiert, sodass sie sich erneut durch die Sonnenstrahlung erhitzen kann.

Photovoltaik nutzt elektrische Energie

Die Solarmodule einer Photovoltaik-Anlage bestehen aus einzelnen Solarzellen, die das einfallende Sonnenlicht in Strom umwandeln. Moderne Solarzellen sind heute in der Lage, sogar bei geringer Sonneneinstrahlung Strom zu erzeugen. Dabei wird in dem Solarmodul zunächst Gleichstrom (DC) aus der Sonne gewonnen. Dieser wird mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom (AC) gewandelt, der in den privaten Stromhaushalt des Gebäudes eingespeist wird.

Solaranlagen für die Warmwasser & Heizung: Lohnt sich das?

Ein Großteil der Energie in einem privaten Haushalt wird für Warmwasser und Heizung verbraucht. So lag der Verbrauch laut Umweltbundesamt im Jahr 2018 für die Erzeugung von Raumwärme bei 67,6 % und für die Warmwasserbereitung bei 15,9 % wie die folgende Grafik zeigt.

Dieser hohe Energieverbrauch für die Warmwasserbereitung und zur Unterstützung der Heizung bietet natürlich jede Menge Einsparpotenziale. So lässt sich beispielsweise mit Blick auf die Investitionskosten von Solaranlagen feststellen, dass die Preise kontinuierlich sinken bei zunehmend ausgereifter Technologie.

Das erhöht die Effizienz der Anlagen und verringert die Amortisationszeit. Auch wenn diese von verschiedenen Einflussfaktoren abhängt, so liegt sie inzwischen in der Regel bei rund 10 bis 15 Jahren. Einmal installiert sind die laufenden Kosten für Instandhaltung sowie Wartung sehr gering. Zudem versorgt heute eine Solaranlage einen Haushalt gut 30 Jahre und länger mit günstigem Ökostrom.

Mit PV-Strom Warmwasser erzeugen – so funktioniert es

Die technische Funktionsweise für die Warmwasseraufbereitung mit Solarstrom ist vom Prinzip her einfach. Grundsätzlich wird mit dem gewonnenen Strom aus der PV-Anlage ein Heizelement erhitzt, welches dann das Wasser erwärmt. Jedoch gibt es verschiedene Systeme hinsichtlich der Bereitstellung und der Erwärmung des Warmwassers. Diese technischen Möglichkeiten gibt es:

Speicherprinzip

In einem Speicher wird das Wasser auf eine konstant festgelegte Temperatur erhitzt. So steht es immer sofort zur Verfügung, wenn es benötigt wird. Dieses Prinzip eignet sich für Haushalte mit einem hohen Warmwasserbedarf. Meist wird in diesem Fall ein zentraler Speicherort genutzt, der den gesamten Haushalt mit Warmwasser versorgt.

Durchlauferhitzerprinzip

Hier wird Warmwasser nur erzeugt, wenn es tatsächlich benötigt wird. Zwar dauert es etwas länger, bis das warme Wasser verfügbar ist, aber es wird auch nur im Bedarfsfall erwärmt. Dieses Prinzip eignet sich für kleinere Haushalte mit geringem Warmwasserbedarf. Häufig wird dafür ein Netz aus kleinen Wasserspeichern im Gebäude angelegt, die in Küche und Bädern verteilt sind.

Photovoltaik kombiniert mit einer Warmwasser-Wärmepumpe

In unserer Umgebung ist verfügbare Wärme bereits vorhanden, zum Beispiel in der Umgebungsluft. Diese wird durch eine Wärmepumpe genutzt. Damit die Wärmepumpe in ihrem Umfeld die Wärme entziehen und diese auf eine höhere Temperatur „pumpen“ kann, benötigt sie elektrische Energie.

Diesen Strom kann eine PV-Anlage zur Verfügung stellen, wenn die Wärmepumpe mit der Anlage gekoppelt ist. Damit wird durch die Nutzung des Solarstroms die Energiekosten der Wärmepumpe gesenkt. Im Gegenzug wird der Eigenverbrauch erhöht und damit die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage.

Neue Generationen von PV-Warmwasser-Aufbereitungsgeräten

Mit einem elektrischen Warmwasser-Bereitungsgerät (ELWA) kann der Solarstrom optimal und für den idealen PV-Eigenverbrauch genutzt werden. Speziell für die Anwendung in Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage konzipiert, bieten die kompakten Elektroheizstäbe maximale Effizienz.

Die neue Gerätegeneration kann in ein PV-System eingebunden werden. Sie funktionieren aber auch ohne ein PV-Stromnetz (als reiner Inselbetrieb) und sind zudem wartungsfrei. Hinzu kommt, dass die Geräte neben der Wechselstrom-Einspeisung ebenfalls direkt mit dem Gleichstrom (DC) aus der Solaranlage betrieben werden können.

Darüber hinaus stellt eine patentierte Nachheizfunktion bei schlechtem Wetter die Warmwasserbereitung sicher. Und eine digital gesteuerte Leistungseinheit (MPP-Tracker) sorgt stets für die optimale Leistung. Somit können in den sonnenreichen Monaten konventionelle Heizsysteme ganz abgestellt werden und die Eigennutzung des PV-Stroms wird erhöht.

Diese Anwendungen sind mit ELWA-E von my-PV möglich:

1. AC ELWA-E kombiniert mit dem my-PV Power Meter

2. AC ELWA-E kombiniert mit einem Batteriespeicher

3. AC ELWA-E kombiniert mit einem Smart Home

Nicht nur im Smart Home bieten ELWA-Geräte viele Vorteile

Das ELWA-System zeichnet sich vor allem durch seine Zuverlässigkeit aus. Mit wenigen Komponenten und so gut wie komplett wartungsfrei lässt es sich sehr flexibel in bereits bestehende Systeme einbinden oder auch völlig autark betreiben. Die weiteren Vorteile von ELWA sind:

• leichter Einbau in Frischwasser- und Pufferspeicher möglich
• stufenlos regelbare Heizleistung (von 0 bis 3.000 Watt, HF-getaktet)
• systemoffen integrierbar mit Wechselrichtern, Batteriesystemen & Smart Homes
• einfache Kommunikation über Netzwerkkabel oder Powerline
• geeignet für netzautarke Anwendung oder netzgekoppelte PV-Anlagen

Nutzen Sie die Erfahrung und Kompetenz eines Solarfachbetriebs in Ihrer Nähe

Bei Zweifeln und Fragen zu der Nutzung von Solarstrom für die Warmwasserbereitung können Sie auf den Rat von erfahrenen Solarexperten zählen. Egal, ob in eine neue Anlage investiert oder ob die bestehende Anlage erweitert werden soll. Nutzen Sie die Kompetenz und das Know-how eines Solarfachmanns, sodass für Ihre individuelle Situation und Anwendung die optimale Lösung gefunden wird: In der folgenden interaktiven Fachhandwerkersuche finden Sie spezialisierte Elektrofachbetriebe direkt in Ihrer Nähe.

Und für Solarprofis stehen wir gern als Großhandelspartner und Full Service-Dienstleister unterstützend zur Seite. Mit einem umfassenden Angebot von über 300.000 Produkten namhafter Hersteller finden Sie in unserem WEBShop alles, was für eine hochwertige sowie professionelle Solaranlageninstallation benötigt wird.