Elektroheizung mit Photovoltaik – die perfekte Kombination?

Vor allem wegen ihres Wirkungsgrades ist die Elektroheizung eher unbeliebt. Für dieselbe Heizleistung muss mit der Elektroheizung daher mehr Energie aufgewendet werden, als mit einer herkömmlichen Heizung mit fossilen Energien wie Öl oder Gas. In Anbetracht der steigenden Energiepreise und des Klimawandels braucht es nun aber doch Alternativen. Gleichzeitig boomt die Solarbranche und Solarenergie wird als die Zukunftsenergie angesehen. Wie sinnvoll ist es also, Elektroheizungen mit Solarstrom aus der eigenen PV-Anlage zu kombinieren? Lohnt sich die Kombination?

Funktion der Elektroheizung

Elektroheizungen wandeln Strom zu Wärme um. Dafür fließt Strom durch einen elektrischen Leiter. Der bildet einen hohen Widerstand, was Wärme erzeugt. Diese Wärme kann dann genutzt werden, um den Raum zu beheizen. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Zum einen kann die Wärme direkt genutzt werden, um einen Raum damit zu beheizen, indem sie über ein Gebläse an den Raum abgegeben wird. Zum anderen kann sie aber zwischengespeichert werden, und dann über einen längeren Zeitraum hinweg den Raum erwärmen. Als Speichermedien werden zum Beispiel Schamottsteine oder Öl genutzt. 

Durch die unterschiedliche Funktionsweise gibt es grundsätzlich zwei Arten von Elektroheizungen:

Elektrische Direktheizung

Die Direktheizungen geben – wie der Name schon sagt – die Wärme direkt wieder ab. Heizlüfter funktionieren beispielsweise nach diesem Prinzip: Damit die Wärme aus dem Heizelement möglichst schnell verbreitet wird, gibt es noch einen Ventilator. Dieser sorgt dafür, dass die Raumluft über den Radiator fließt und dabei erwärmt wird. Heizlüfter sind vor allem dann praktisch, wenn es schnell warm werden soll. Dafür kühlt es aber auch schnell wieder ab, sobald das Gerät nicht mehr läuft. 

Auch die Infrarotheizungen zählen zu den Direktheizungen. Die Infrarotstrahlung erwärmt nicht die Luft, sondern feste Körper. Sie werden oft im Außenbereich von Gastronomien genutzt, können aber auch als Raumheizung im Wohnraum genutzt werden. Infrarotheizungen sind wegen ihrer besonders angenehmen Wärme beliebt, sowie der Möglichkeit, sie versteckt zu installieren, zum Beispiel in einem Spiegel. Eine Infrarotheizung mit Photovoltaik zu betreiben, ist auch möglich.

Möglich ist auch der Einsatz einer elektrischen Fußbodenheizung. Diese ist einfacher zu installieren, als eine herkömmliche Warmwasser-Fußbodenheizung, sorgt aber genauso für eine angenehme und gleichmäßige Raumwärme. 

Elektrische Speicherheizung

Auch Nachtspeicherheizungen erzeugen durch einen elektrischen Widerstand Energie. Das passiert allerdings vorwiegend in der Nacht. Die so erzeugte Wärme wird dann genutzt, um damit ein Speichermaterial wie Schamotte zu erwärmen. Über den Tag hinweg kann die Wärme dann vom Schamottestein nach und nach an den Raum abgegeben werden. Die Wärmeerzeugung bei Nacht soll vor allem einen Vorteil haben: Kostenersparnis.

Zur Nachkriegszeit, als die Nachtspeicherheizungen besonders oft genutzt wurden, war der Strom nachts günstiger, als am Tag. Zu der Zeit war die Nachfrage nämlich deutlich geringer. Mit den Nachtspeicherheizungen hatte man daher ein einfach zu installierendes Heizsystem, das gegenüber einer elektrischen Direktheizung auch kostengünstiger war. Eine elektrische Speicherheizung kann also auch wie ein Photovoltaik-Stromspeicher nachts als Nachtspeicher verwendet werden, der die produzierte Solarenergie in Form von Wärme zwischenspeichert.

Vor- und Nachteile einer Elektroheizung

Mit einer Elektroheizung zu heizen kann sinnvoll sein, wenn zum Beispiel keine Heizungsanlage verbaut ist und nur im Winter geheizt werden muss. Heizen mit Photovoltaik kann sich da hilfreich gestalten. Neben der Methode der Solarthermie, kann natürlich auch mit der Elektroheizung geheizt werden. Aber bevor eine Elektroheizung für das Heizen mit Solar im Winter genutzt wird, sollte man sich über die Vor- und Nachteile der Elektroheizung im Klaren sein.

Die Vorteile einer Elektroheizung 

Auch wenn das Heizen mit elektrischem Strom mittlerweile nicht mehr die Regel ist, haben Elektroheizungen durchaus ihre Vorteile. Wie bereits erwähnt, waren sie vor allem in der Nachkriegszeit beliebt. Damals konnte mit den Elektroheizungen schnell und unkompliziert für Heizwärme gesorgt werden. Wo bereits Elektrik verlegt ist, fallen keine hohen Installationskosten an. Für andere Heizsysteme wie zum Beispiel Gas oder Öl müsste zunächst das gesamte Haus mit der entsprechenden Technik versehen werden. Elektroheizungen sind also wesentlich flexibler und auch kurzfristig einsetzbar. 

Anders als bei Gas- oder Ölheizungen benötigen Elektroheizungen auch keine Energievorräte. Platz für einen Öl- oder Gastank braucht es also nicht. Und auch der Wartungsaufwand ist für Elektroheizungen wesentlich geringer als bei herkömmlichen Heizungssystemen. 

Die Nachteile einer Elektroheizung

Nicht umsonst wurden die Elektroheizungen aber mittlerweile durch andere Heizungssysteme ausgetauscht. Ein Grund sind unter anderem die Kosten: Preislich unterscheiden sich Nacht- und Tagstrom nämlich nicht mehr nennenswert. Ursprünglich wurde die Vergünstigung eingeführt, um eine Lastverteilung zu erwirken. Heutzutage nähert sich der Strombedarf zur Tag- und Nachtzeit aber immer mehr an, sodass die finanzielle Motivation nicht mehr notwendig ist. 

Größter Nachteil der Elektroheizungen ist die Stromnutzung. Der Wirkungsgrad der Heizung selbst liegt bei 100 %, der gesamte eingehende Strom kann also zu Wärmeenergie umgewandelt werden. Das Problem liegt in der Produktion des verwendeten Stroms: Hier liegt der Wirkungsgrad nämlich nur bei maximal 60 %, meist eher zwischen 30 und 40 %. Damit geht insgesamt durch den Betrieb einer Elektroheizung viel Energie verloren. Hinzu kommen auch Transportverluste, die durch den Weg des Stroms durch das Stromnetz entstehen.

Elektroheizung mit Photovoltaik – die perfekte Kombi? 

Größter Kritikpunkt an Elektroheizungen ist, dass Strom teuer und ineffektiv in der Produktion ist. Die Kombination von Elektroheizung und Solarstrom könnte dafür die Lösung sein: 

Der Solarstrom aus der PV-Anlage wird umweltfreundlich produziert. Die Solarenergie steht uns unbegrenzt zur Verfügung, ohne dass dafür die Umwelt zerstört werden muss. Die Produktion von Solarstrom ist außerdem emissionsfrei – lediglich für die Fertigung der PV-Module fallen Emissionen an. Dadurch kann auch der relativ geringe Wirkungsgrad von rund 22 % ausgeglichen werden.

Solarstrom aus der eigenen PV-Anlage ist günstiger als zugekaufter Netzstrom. Die Stromgestehungskosten für PV-Strom liegen laut einer Studie des Fraunhofer-Institutes für Solare Energie im Juni 2021 zwischen 3,12 Cent* und 11,01 Cent*. Bis 2040 werden sinkende Preise zwischen 3,58 Cent* und 6,77 Cent* bei kleineren PV-Anlagen prognostiziert. 

Zudem ist vorteilhaft, dass mit der kombinierten Nutzung der selbst produzierte Solarstrom auch direkt vor Ort genutzt werden kann. Dadurch kann man den PV Eigenverbrauch erhöhen. Das fördert nicht nur die Dezentralisierung des Stromnetzes, sondern sorgt auch für möglichst geringe Transport- und Wandlungsverluste. Mit Photovoltaik heizen ist also möglich und kann vorteilhaft sein, wenn keine Heizungsanlagen installiert ist.

Allerdings hat die Kombination der Elektroheizung mit der PV-Anlage auch einige Schwachstellen. Dabei unterscheidet es sich in vielen Punkten nicht von anderen solarbetriebenen Heizungen: 

Größter Minuspunkt der Kombi Elektroheizungen mit PV ist der Versatz zwischen Bedarfs- und Produktionszeiten. Dann, wenn der meiste Solarstrom bereitsteht, muss meist nicht geheizt werden. Wenn die Sonne aber nicht scheint und entsprechend auch kein Solarstrom zur Verfügung steht, bedeutet das in der Regel auch, dass viel geheizt werden muss. Der Betrieb der Elektroheizung ausschließlich über Solarenergie ist daher so gut wie unmöglich. Entsprechend muss immer auch Netzstrom zugekauft werden, wenn das gesamte Heizsystem auf Strom basiert und das wiederum bedeutet auch Abzüge in der Ökobilanz. Dieser Punkt verstärkt sich noch, wenn auch andere Verbraucher über die PV-Anlage betrieben werden sollen, wie zum Beispiel die Haushaltsgeräte oder das Elektroauto. Im Winter bleibt dann so gut wie kein Solarstrom für die Heizung übrig, sodass viel teurer Strom aus fossilen Energien zugekauft werden muss. Vor allem bei Nachtspeicherheizungen, die nachts aufgeheizt werden und über den Tag verteilt Wärme abgeben, ist der zeitliche Unterschied zwischen Strombedarf und Stromerzeugung groß. Dieser kann nur mit einem Stromspeicher überbrückt werden.

Photovoltaik Stromspeicher – Wie sinnvoll ist das?

Lohnt sich der Betrieb von Elektroheizung und Photovoltaikanlage

Für den Neubau kommt die Kombination aus PV-Anlage und Nachtspeicherheizung meist nicht infrage. In der Regel wird hier eine Wärmepumpe verbaut, die zwar ebenfalls auf Strom zurückgreifen muss, aber wesentlich effizienter arbeitet. Wo allerdings bereits ein Nachtspeicher- oder eine andere Elektroheizung verbaut ist und auch in absehbarer Zeit nicht ersetzt werden soll, kann die PV-Anlage natürlich helfen, Kosten zu sparen. Hier bietet sich ein Stromspeicher an, sodass überschüssiger Solarstrom später für das Heizen genutzt werden kann. Möglich ist auch das Umstellen der Nachtspeicherheizungen zu Tagspeicherheizungen, sodass diese den Tag über die Solarenergie aufnehmen können, um die Wärme anschließend über einen längeren Zeitraum abgeben zu können.