Der ideale Warmwasserspeicher für die Ihre Photovoltaikanlage

Finden Sie heraus, ob sich eine PV-Anlage für Sie lohnt

 

Photovoltaik zur Warmwasserbereitung: so funktioniert’s

Photovoltaik zur Warmwasserbereitung ist eine clevere Möglichkeit, Sonnenenergie nicht nur zur Stromerzeugung, sondern auch zur Erwärmung von Wasser zu nutzen. Das System setzt sich aus drei Hauptkomponenten zusammen:

• Solarmodule
• Wechselrichter
• Warmwasserboiler mit Heizelement

Solarmodule werden auf dem Dach installiert und wandeln Sonnenlicht in Strom um. Dieser Strom fließt in einen speziellen Warmwasserspeicher, der ein Heizelement enthält. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung erwärmt der erzeugte Strom das Wasser im Warmwasserspeicher über das Heizelement.

Aktuell kommen meist Photovoltaik-Module mit einem Wirkungsgrad von etwa 20 % zum Einsatz. Theoretisch sind höhere Effizienzen möglich, jedoch setzen physikalische Gesetze praktische Grenzen. Bei Schlieger verwenden wir die leistungsstärksten und effizientesten vollschwarzen AIKO-Module mit 440 Wp und einem Wirkungsgrad von über 22,3 %. TIPP: Erfahren Sie, wie Sie die besten Solarmodule für Ihre Photovoltaikanlage auswählen.

Ein Wechselrichter ist ein Gerät, das Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, der in Haushalten verwendet wird. In einem System zur Warmwasserbereitung kann der Wechselrichter einen Teil der erzeugten Energie gezielt für diesen Zweck nutzen. TIPP: So wählen Sie den besten Wechselrichter für Ihre Photovoltaikanlage aus.

Eine Photovoltaikanlage wird häufig mit einem Warmwasserspeicher oder Durchlauferhitzer kombiniert, um überschüssige Energie der Module zur Wassererwärmung zu nutzen. Dieser Prozess erfolgt durch ein Heizelement im Warmwasserspeicher und kann je nach tatsächlichem Verbrauch und Stromproduktion in verschiedenen Betriebsmodi erfolgen.

Darüber hinaus können die Systeme mit Batterien ausgestattet werden, die es ermöglichen, überschüssige Energie nicht nur als warmes Wasser, sondern auch als Strom zu speichern. Dieser gespeicherte Strom kann dann genutzt werden, wenn die Sonne nicht scheint. TIPP: So wählen Sie die beste Batterie für Ihre Photovoltaikanlage aus.

Photovoltaik zur Warmwasserbereitung: Vorteile

• Einsparungen bei den Stromkosten

Eine Photovoltaikanlage deckt nicht nur den gesamten Strombedarf eines Haushalts, sondern trägt auch zur Warmwasserbereitung bei. Dadurch lassen sich die Stromkosten erheblich reduzieren.

• Umweltfreundlicher Betrieb

Die Nutzung solarer Energie zur Warmwasserbereitung ist besonders umweltfreundlich, da sie die CO2-Emissionen verringert und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen minimiert.

• Effiziente Nutzung von überschüssigem Strom

Anstatt überschüssigen Strom zu einem ungünstigen Preis ins Netz einzuspeisen, kann dieser effektiv zur Warmwasserbereitung genutzt werden, was die Gesamteffizienz der Energieversorgung steigert.

Prinzip des PV-Warmwasserboilers

Ein an die Photovoltaikanlage angeschlossenem Warmwasserspeicher nutzt den von den Solarmodulen erzeugten Strom zur Erwärmung von Wasser. Das empfohlene Mindestvolumen des Warmwasserspeichers beträgt 120 Liter, wobei ein größeres Volumen ideal ist. Ein größerer Warmwasserspeicher gewährleistet auch in Zeiten mit geringer Sonnenaktivität ausreichend heißes Wasser. Für jede kW Leistung der Solarmodule wird ein Volumen von mindestens 100 Litern empfohlen.

Das System leitet überschüssigen Strom automatisch in den Warmwasserspeicher, sofern dieser nicht an anderen Stellen im Haushalt verbraucht wird. Auf diese Weise wird die Nutzung der Sonnenenergie maximiert und die Kosten für die Warmwasserbereitung erheblich gesenkt.

Pavel Matějovič, Chief Operating Officer von Schlieger, erklärt:
Der Warmwasserspeicher funktioniert wie eine große Thermoskanne. Er erhitzt das Wasser und hält es durch eine hochwertige Isolierung lange warm. Wenn Sie in einen hochwertigen Warmwasserspeicher investieren, wird das Wasser effizient erwärmt und der Wärmeverlust auf ein Minimum reduziert. Das bedeutet, dass Sie länger heißes Wasser zur Verfügung haben und der Warmwasserspeicher seltener nachgeheizt werden muss.

Warmwasserspeicher-Arten

Bei der Installation einer Photovoltaikanlage ist auch die Warmwasserbereitung oft ein Thema. Wir stellen Ihnen 4 Arten von Warmwasserspeichern vor, die sich ideal für die Kombination mit einer Photovoltaikanlage eignen.

Warmwasserspeicher-Art	Wie er funktioniert	Vorteile	Nachteile
Elektro-Warmwasserspeicher angetrieben durch PV-Module	Erhitzt Wasser direkt mit Strom, der durch Photovoltaik (PV) erzeugt wird	Der Strom ist kostenlos, einfache Installation	Im Winter oder wenn die Sonne nicht scheint ist eine zusätzliche Heizungsquelle aus dem Stromnetz erforderlich.
Warmwasserspeicher mit Wärmepumpe (Luft-Wasser)	Erzeugt heißes Wasser durch Wärme, die aus der Luft gewonnen wird, und nutzt dabei Strom aus Photovoltaik-Modulen.	Sehr effizient, geringere Kosten für die Warmwasserbereitung	Höherer Anschaffungspreis, erfordert Platz für die Wärmepumpe
Photovoltaischer Hybridboiler	Eine besondere Art von Boiler, der speziell für die Verwendung mit Photovoltaik entwickelt wurde. Kombiniert Heizung durch Solarmodule und Wärmepumpe	Maximale Nutzung der Sonnenenergie, kann mit Strom heizen	Höherer Anschaffungspreis, komplexere Installation
Warmwasserspeicher zur Nutzung von überschüssigem Strom aus der PV-Anlage	Das Wasser wird erhitzt, wenn die PV-Anlage mehr Strom produziert als der Haushalt verbraucht	Nutzt den sonst ungenutzten überschüssigen Strom, spart Energie	Erfordert einen speziellen Regler, abhängig von der Größe der PV-Anlage

Der photovoltaische Hybridboiler ist eine ausgezeichnete Wahl für Haushalte mit einer Photovoltaikanlage. Er nutzt den Solarstrom und schaltet automatisch auf eine alternative Energiequelle um, wenn die Sonneneinstrahlung gering ist.

Bei der Auswahl des passenden PV-Warmwasserboilers für die Nutzung mit Photovoltaik-Modulen ist der Anlagentyp entscheidend

Verschiedene Arten von Photovoltaikanlagen weisen unterschiedliche Eigenschaften in der Stromerzeugung auf, was die Auswahl der idealen Lösung für die Warmwasserbereitung maßgeblich beeinflusst.

• Netzgebundene Photovoltaikanlage (On-grid)

• • Strom wird primär ins Netz eingespeist, Überschuss kann zur Warmwasserbereitung genutzt werden
  • Geeignetes Heizelement: Warmwasserspeicher mit direkter PV-Einspeisung oder Warmwasserspeicher zur Speicherung von Überschüssen
  • Grund: Maximierung der Nutzung von überschüssigem Strom, der sonst ins Netz eingespeist würde

• Hybrid-Solaranlage

• • Kombination aus Batteriespeicher und Netzeinspeisung
  • Geeignetes Heizelement: Photovoltaischer Hybridboiler oder Wärmepumpen-Warmwasserspeicher
  • Grund: Möglichkeit, den Strom aus den Batterien in Zeiten ohne Sonnenschein zu nutzen, effiziente Nutzung des erzeugten Stroms

• Solar-Inselanlage (Off-grid)

• • Der gesamte erzeugte Strom wird vor Ort verbraucht, ohne Netzanschluss
  • Geeignetes Heizelement: Warmwasserspeicher mit Wärmepumpe oder Photovoltaischer Hybridboiler
  • Grund: die Notwendigkeit, den erzeugten begrenzten Strom effizient zu nutzen sowie die Möglichkeit, auch bei geringer Sonnenaktivität Heizbedarf zu decken.

Empfohlenes Heizelement

Photovoltaik-Art	Empfohlenes Heizelement	Übliche Leistung der Anlage
Einphasig	Einphasig	Bis zu 3,5 kWp
Dreiphasig	Dreiphasig	Mehr als 3,5 kWp

Dreiphasen-Boiler für Photovoltaikanlagen: Vorteile

Der Dreiphasen-Boiler ermöglicht eine effizientere Nutzung des Überschusses aus der Photovoltaikanlage, indem er die Last gleichmäßig auf alle Phasen des Stromnetzes verteilt. Dies ist besonders vorteilhaft für größere PV-Anlagen, da ein Dreiphasen-Boiler in der Lage ist, mehr Strom gleichzeitig zu verarbeiten

Wie Sie den richtigen Warmwasserspeicher für Ihren Haushalt auswählen

Bei der Auswahl eines PV-Warmwasserboilers sind mehrere wichtige Faktoren zu berücksichtigen, darunter das Volumen des Tanks, die Qualität der Isolierung und die Anschlussmöglichkeiten an die Solarmodule. Der optimale Warmwasserspeicher sollte nicht nur Ihren Warmwasserbedarf decken, sondern auch die Nutzung der Sonnenenergie maximieren.

Kriterien	Beschreibung
Volumen des Tanks	Für eine durchschnittliche Familie wird ein Volumen von 200-300 Litern empfohlen. Ein größeres Volumen ermöglicht die Speicherung von mehr Warmwasser, das durch Photovoltaik erwärmt wird
Qualität der Isolierung	Ein gut isolierter Warmwasserspeicher hält das Wasser länger warm und minimiert den Wärmeverlust Suchen Sie nach Warmwasserspeichern mit hochwertiger Polyurethanschaum-Isolierung
Kompatibilität mit Solarmodulen	Der Warmwasserspeicher sollte über zwei getrennte Heizspiralen verfügen (für Solarheizung und Heizung über das Stromnetz) Kompatibilität mit Ihrer Photovoltaikanlage (DC oder AC)
Intelligente Funktionen	Intelligente Heizungs- und Thermostatsteuerung zur Optimierung der Solarenergienutzung Fortschrittliche Funktionen für maximale Effizienz
Platzierung des Warmwasserboilers	Platzieren Sie den Warmwasserboiler so nah wie möglich an den Verbrauchsstellen, um den Wärmeverlust in den Rohrleitungen zu minimieren Vertikales Design für eine bessere Verteilung von heißem und kaltem Wasser

Der Warmwasserspeicher muss mit der Möglichkeit des direkten Anschlusses an eine Photovoltaikanlage ausgestattet sein. Dadurch wird sichergestellt, dass überschüssiger Strom sofort zur Warmwasserbereitung verwendet wird.

Für maximale Effizienz wird ein Heizkessel mit zwei unabhängigen Heizelementen empfohlen, die jeweils mit einem eigenen Thermostat ausgestattet sind:

• Solarheizung: Diese befindet sich im unteren Teil des Warmwasserspeichers und heizt das Wasser mit Strom aus der Photovoltaikanlage.
• Elektrischer Heizstab: Befindet sich in der Mitte des Warmwasserspeichers und schaltet sich automatisch ein, wenn nicht genügend heißes Wasser in dem von der Solarheizung erwärmten Tank vorhanden ist.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Warmwasserboilers für Ihre Photovoltaikanlage die oben genannten Kriterien und konsultieren Sie einen Experten, der Ihnen dabei hilft, die optimale Lösung für Ihre individuellen Bedürfnisse zu finden. Die richtige Wahl des Warmwasserboilers ermöglicht es Ihnen, die erzeugte Energie effizient zu nutzen und Ihre Einsparungen zu maximieren

In dieser Konfiguration wird zunächst die Energie der Solarmodule genutzt. Wenn die Solarmodule ausreichend Strom produzieren, wird diese Energie zur Unterseite des Warmwasserspeichers geleitet, wo sie das Wasser erwärmt. Sobald die Temperatur des Wassers im unteren Bereich des Speichers hoch genug ist, schaltet sich der elektrische Heizstab nicht ein. Dies führt zu Einsparungen bei den Stromkosten, da die Solarenergie primär zur Erwärmung des Wassers verwendet wird und die elektrische Heizung nur bei Bedarf aktiviert wird.

Wie groß sollte der PV-Warmwasserboiler sein

Bei der Auswahl eines Warmwasserboilers für die Nutzung von Photovoltaik-Modulen spielt das Volumen eine entscheidende Rolle. Das empfohlene Mindestvolumen liegt bei 120 Litern, jedoch wird ein noch größerer Tank empfohlen, um die Nutzung der erzeugten Sonnenenergie zu maximieren. Idealerweise sollte der Warmwasserboiler ein Volumen von mindestens 200 Litern aufweisen, wobei etwa 100 Liter Wasser pro 1 kW installierter PV-Modul-Leistung empfohlen werden.

Bei der Bestimmung der Größe des PV-Warmwasserboilers sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen:

• Täglicher Warmwasserverbrauch: Dieser hängt von der Anzahl der Personen im Haushalt, ihren individuellen Bedürfnissen und dem Verwendungszweck ab. Der durchschnittliche tägliche Verbrauch liegt bei etwa 40-50 Litern pro Person.
• Größe der PV-Anlage: Diese beeinflusst die Menge an Strom, die für die Warmwasserbereitung zur Verfügung steht, sowie die Geschwindigkeit und Effizienz der Heizung.
• Präferenzen für Warmwasserreserven: Es ist wichtig zu entscheiden, ob eine Reserve für Zeiten mit geringer Sonnenaktivität gewünscht ist. Ein größerer Warmwasserboiler bietet zwar eine größere Reserve, benötigt jedoch auch mehr Platz.

Allgemeine Empfehlungen zur Größe des Warmwasserboilers in Abhängigkeit von der Haushaltsgröße:

Anzahl der Personen	Größe des Warmwasserboilers
1-2 Personen	80-100 Liter
2-4 Personen	120-150 Liter
4-6 Personen	200-300 Liter

Wenn Sie über eine größere Photovoltaikanlage verfügen (z. B. 5 kWp oder mehr), ist es ratsam, einen entsprechend größeren Warmwasserboiler in Betracht zu ziehen, um die Nutzung des erzeugten Stroms zu optimieren. Ein größerer Warmwasserboiler kann mehr Wasser speichern, was die gespeicherte Wärmeenergie länger hält. Das bedeutet, dass Sie auch in sonnenarmen Zeiten, wie im Herbst und Winter, stets ausreichend heißes Wasser zur Verfügung haben werden.

Beispiel für eine vierköpfige Familie:

• Täglicher Verbrauch: 4 x 45 Liter = 180 Liter
• Geeignete Boilergröße: 200-250 Liter (deckt den Tagesverbrauch mit Reserve)

Wenn Sie eine PV-Anlage zur Warmwasserbereitung in Erwägung ziehen, ist es wichtig, die PV-Module und den Warmwasserboiler entsprechend dem Warmwasserverbrauch des Haushalts und den örtlichen klimatischen Bedingungen zu dimensionieren. Ein PV-Experte kann die optimale Systemkonfiguration für Ihre Bedürfnisse entwerfen und sicherstellen, dass die Anlage effizient arbeitet.

Unsere Photovoltaik zur Warmwasserbereitung umfasst Warmwasserspeicher von Schlieger

• Bei Bedarf können Schlieger-Warmwasserbereiter in den Größen 160, 200, 300 l mit einem integrierten Wärmetauscher geliefert werden, an den eine weitere Warmwasserquelle angeschlossen werden kann.
• Schlieger-Warmwasserspeicher aus Edelstahl garantieren eine sehr lange Lebensdauer
• Maximale Isolierung aus Pur-Schaumstoff sorgt für minimalen Temperaturverlust
• Elektrisches Heizelement (Patrone) zur Wassererwärmung mit einer Leistung von 1,5 kW für 160 l oder 3 kW für 200 und 300 l

Photovoltaik zur Warmwasserbereitung: Kosten

Für eine typische Photovoltaikanlage zur Warmwasserbereitung in einem Einfamilienhaus können die Gesamtkosten (inklusive Installation) zwischen 4.000 und 10.000 Euro liegen, abhängig von den oben genannten Faktoren. Durch Förderungen können sich diese Kosten jedoch reduzieren.

Förderung

Im Jahr 2024 setzt Deutschland verstärkt auf die Förderung von Photovoltaikanlagen zur Warmwasserbereitung, um die Energiewende voranzutreiben und den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Die Bundesregierung unterstützt Bürger und Unternehmen durch attraktive Förderprogramme und Zuschüsse, um die Installation von Photovoltaikanlagen zu erleichtern.

Die Nutzung von Solarenergie zur Warmwasserbereitung bietet nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch wirtschaftliche Einsparungen. Mit der Einführung neuer Anreizsysteme, darunter zinsgünstige Kredite und Steuervergünstigungen, wird es für Haushalte und Betriebe noch attraktiver, in nachhaltige Technologien zu investieren.

Darüber hinaus werden innovative Technologien, wie kombinierte Photovoltaik- und Warmwasserlösungen, gefördert, um die Effizienz der Energieerzeugung zu maximieren. So trägt Deutschland aktiv zur Reduktion von fossilen Brennstoffen und zur Förderung erneuerbarer Energien bei, während die Verbraucher von niedrigeren Energiekosten profitieren.

Die Integration von Photovoltaik zur Warmwasserbereitung ist ein entscheidender Schritt in eine nachhaltige Zukunft, und 2024 bietet ideale Voraussetzungen, um diesen Wandel weiter voranzutreiben.

Mehr Informationen zur Förderung finden Sie hier: Photovoltaik-Förderung im Jahr 2024; Übersicht aller staatlichen Förderungen

Zusammenfassung

Die Auswahl des richtigen Warmwasserspeichers gestaltet sich oft als herausfordernd. Es gilt, zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der Speicher nicht nur funktional, sondern auch energieeffizient und wirtschaftlich ist. Wenn Sie die zuvor genannten Empfehlungen berücksichtigen, treffen Sie eine Wahl, die Ihnen über viele Jahre hinweg gute Dienste leisten wird.

Häufig gestellte Fragen

Wie schließe ich einen Warmwasserspeicher an eine PV-Anlage an?

Der Warmwasserspeicher ist an einen Wechselrichter angeschlossen, der den Gleichstrom der Module in Wechselstrom umwandelt. Wenn Sie Solarenergie zur Warmwasserbereitung nutzen möchten, sollten Sie die Installation von einem Fachmann vornehmen lassen. Er wird dafür sorgen, dass Ihr Warmwasserspeicher ordnungsgemäß an die Photovoltaikanlage angeschlossen wird und dass die Energie so effizient wie möglich genutzt wird.

Welche Leistung sollten die PV-Module haben, um das Wasser im Warmwasserspeicher effektiv zu erhitzen?

Die erforderliche Leistung der Module hängt von der Größe des Warmwasserspeichers und dem Warmwasserverbrauch des Haushalts ab. Für eine typische Familie ist eine Anlage mit einer Kapazität von 1-2 kWp in der Regel ausreichend. Es ist auch wichtig, die saisonalen Schwankungen bei der Stromerzeugung zu berücksichtigen. Im Winter wird die Produktion niedriger sein als im Sommer.

Auf welche Temperatur sollte ich das Wasser im Warmwasserspeicher erhitzen?

Die empfohlene Temperatur zum Erhitzen von Wasser im Warmwasserspeicher liegt zwischen 55 °C und 60 °C. Folgende Gründe sprechen für diesen Temperaturbereich:

• 55-60 °C: Diese Temperaturen sind ausreichend, um das Wachstum von Bakterien wie Legionellen zu verhindern, die sich bei niedrigeren Temperaturen bilden können. Zudem sind sie energieeffizient, da höhere Temperaturen den Energieverbrauch unnötig steigern und die Lebensdauer des Warmwasserspeichers verkürzen können.
• Niedrigere Temperaturen (ca. 50 °C): Diese können zwar den Energieverbrauch senken, erhöhen jedoch das Risiko des Bakterienwachstums. Eine niedrigere Temperatur kann sinnvoll sein, wenn der Warmwasserspeicher regelmäßig auf höhere Temperaturen aufgeheizt wird, um Bakterienbildung zu verhindern.
• Höhere Temperaturen (über 60 °C): Diese senken zwar das Risiko von Bakterien, führen jedoch zu einem erhöhten Energieverbrauch und können das Risiko von Kalkablagerungen steigern. Zudem besteht eine größere Verbrennungsgefahr.

Die optimale Temperatur von 55-60 °C verbindet somit Sicherheit, Energieeffizienz und Komfort auf ideale Weise.

Wie viele Solarmodule braucht man, um den Warmwasserspeicher zu erhitzen?

Die Anzahl der Solarmodule, die für die Erwärmung des Wassers im Warmwasserspeicher benötigt werden, hängt von mehreren Faktoren ab, wie z.B.:

• Die Größe des Warmwasserspeichers – je größer der Warmwasserspeicher, desto mehr Energie benötigen Sie, um das Wasser zu erhitzen.
• Wattzahl des Solarmoduls – die Leistung des Moduls, gemessen in Watt (Wp), beeinflusst, wie viel Energie das Modul erzeugt.
• Lage und Menge des Sonnenlichts – mehr Sonnenlicht bedeutet mehr produzierte Energie.
• Erforderliche Wassertemperatur – je höher die Temperatur, desto mehr Energie wird benötigt.

Ungefähre Berechnung:

Wenn wir von einem durchschnittlichen Warmwasserspeicher für eine Familie mit 150 Litern Inhalt und einem Energiebedarf von etwa 6 kWh ausgehen, um das Wasser von 15°C auf 60°C zu erhitzen, können wir die Anzahl der Module abschätzen:

• Leistung der Module: Unser Solarmodul hat eine Leistung von 460 Wp und kann unter idealen Bedingungen (mit durchschnittlich 5 Sonnenstunden pro Tag) etwa 2,3 kWh pro Tag erzeugen.
• Anzahl der Module: Um einen Warmwasserspeicher mit 6 kWh pro Tag zu beheizen, benötigen Sie etwa 3 Module (abhängig von Ihrem Standort und der Effizienz der Module).

Empfehlung:

• Für einen kleineren Warmwasserspeicher (80-100 Liter) können 2-3 Module ausreichen.
• Für einen größeren Warmwasserspeicher (200-300 Liter) benötigen Sie 5-6 Module.

Dies ist eine grobe Schätzung, und die genaue Anzahl der Module hängt von bestimmten Bedingungen ab, wie z.B. der Intensität der Sonneneinstrahlung in Ihrer Region und der Effizienz der Module.

 TIPP! Wie viele Solarmodule benötigen Sie für Ihr Dach