Zu Spitzenzeiten produziert eine Solaranlage meist mehr Strom, als der Haushalt benötigt. Statt den Überschuss einzuspeisen, kann man ihn mithilfe eines Heizstabs für Warmwasser nutzen. Wir klären, wann sich das lohnt.
Warmwasser verursacht in deutschen Haushalten durchschnittlich rund 16 Prozent der Energiekosten (Quelle: Statistisches Bundesamt). Welche Kosten dabei entstehen, hängt vom Energieträger ab. Wird das Wasser mithilfe von Gas erwärmt, zahlt man in etwa 0,5 Cent pro Liter. Bei einer Erwärmung mithilfe von Strom kostet der Warmwasserliter laut CO2Online etwa 0,8 Cent.
Wer eine Solaranlage auf dem Dach hat, kann seinen eigenen Strom dafür nutzen und zahlt weniger. Doch dabei gibt es ein Problem: Der Photovoltaik-Strom entsteht am Tag, während der größte Warmwasserverbrauch durch die Dusche morgens und abends entsteht. Eine Lösung für dieses Dilemma sind Heizstäbe, die den PV-Überschuss gezielt nutzen können.
Was ist ein PV-Heizstab?
Ein PV-Heizstab wandelt überschüssigen Solarstrom direkt in Wärme um und speichert diese in einem Warmwasserspeicher oder Pufferspeicher. Das Gerät funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Tauchsieder: Ein elektrischer Widerstand erhitzt sich, sobald Strom durchfließt, und gibt die Wärme an das umgebende Wasser ab.
Ein intelligenter PV-Heizstab schaltet sich automatisch ein, sobald deine Solaranlage mehr Strom produziert, als dein Haushalt gerade verbraucht. Statt den Überschuss für wenige Cent ins Netz einzuspeisen, nutzt du ihn selbst für die Warmwasserbereitung.
Die Technik ist simpel und robust. Der Heizstab besteht aus einem Heizelement, das du direkt in deinen Warmwasserspeicher einbaust, und einer Steuerungseinheit. Sie kommuniziert mit deiner PV-Anlage. Sobald Überschussstrom verfügbar ist, aktiviert die Steuerung den Heizstab. Dieser lässt sich stufenweise regulieren, sodass er wirklich nur den Überschuss nutzt und keinen zusätzlichen Strom aus dem Netz zieht.
Die Vorteile eines PV-Heizstabs
- Höherer Eigenverbrauch: Ohne Heizstab speist du den Überschussstrom deiner Solaranlage ins Netz ein und bekommst dafür (noch) eine geringe Einspeisevergütung. Bei PV-Anlagen bis zu 10 kWp erhältst du aktuell 7,86 Cent/kWh (Quelle: Bundesnetzagentur). Nutzt du den Strom stattdessen für einen Heizstab, bekommst du zwar keine Vergütung, musst aber dafür keinen Strom zum Heizen einkaufen. Dadurch sparst du abhängig von deinem Tarif mindestens 28 Cent/kWh (aktueller Neukundenpreis laut Verivox).
- Geringer CO2-Fußabdruck: Ein Heizstab arbeitet emissionsfrei, wenn du ihn mit Solarstrom betreibst.
- Geringe Investitionskosten: Einen Heizstab bekommst du bereits für unter 500 Euro zuzüglich Einbaukosten. Im Vergleich zu einer Solarthermie-Anlage oder einer Wärmepumpe ist ein Heizstab damit deutlich günstiger in der Anschaffung.
- Unkomplizierter Einbau: Ein Heizstab passt in fast jeden handelsüblichen Warmwasserspeicher und benötigt keine aufwendigen Umbauten. Die meisten Speicher haben bereits eine vorbereitete Einschraubstelle.
- Wartungsarm: Das System hat keine beweglichen Teile wie Pumpen oder komplexe Regelungen und ist daher robust und langlebig.
- Ohne Solaranlage nutzbar: Heizstäbe wie der My-PV SOL•THOR oder der von Fothermo besitzen eigene Solarmodul-Anschlüsse. Du brauchst also keine große PV-Anlage auf dem Dach, sondern kannst ihn auch direkt betreiben. Allerdings ist die Anzahl der Module begrenzt.
Die Nachteile eines PV-Heizstabs
- Hauptheizung nötig: Ein PV-Heizstab dient in erster Linie zur Unterstützung der eigentlichen Heizanlage. Er deckt nicht den gesamten Heizbedarf.
- Stromüberschuss nötig: PV-Heizstäbe machen nur Sinn, wenn es einen Stromüberschuss gibt, den sie nutzen können. Wenn die PV-Anlage zu klein ist oder der Überschuss bereits zu anderen Großverbrauchern wie einem E-Auto oder einer Wärmepumpe wandert, bringen die Stäbe kaum etwas.
- Abhängigkeit vom Wetter: An trüben Tagen oder im Winter produzieren PV-Anlagen zu wenig Strom. Du musst dann Netzstrom zukaufen, wenn du den Heizstab verwenden willst.
- Geringerer Wirkungsgrad als eine Wärmepumpe: Wenn du mit Strom heizen willst, ist eine Wärmepumpe drei bis fünfmal effizienter.
- Saisonale Begrenzung: Die größte Ersparnis erzielst du im Sommer. Im tiefsten Winter, wenn der Warmwasserbedarf oft höher ist, ist der solare Ertrag am geringsten.
Voraussetzungen für einen PV-Heizstab
Einen PV-Heizstab kannst du nicht in jede vorhandene Heizungsanlage integrieren. Du benötigst nämlich einen passenden Warmwasserspeicher oder Pufferspeicher mit einem freien Flanschanschluss (meist 1,5 Zoll). Deine Photovoltaikanlage sollte zudem ausreichend dimensioniert sein, um regelmäßig einen relevanten Überschuss zu produzieren.
Auch die Größe deines Speichers spielt für die Leistung deines Heizstabs eine Rolle. Für 300 bis 500 Liter und einer PV-Anlage zwischen 5 und 10 kWp ist ein Heizstab mit einer Leistung von etwa 2 bis 3 kW eine gute Wahl.
Wichtiger als die maximale Leistung ist jedoch, dass der Heizstab stufenlos regelbar ist. So kann er auch kleine Überschüsse von wenigen hundert Watt nutzen und arbeitet über den Tag verteilt deutlich effektiver. Ein zu großer Heizstab würde seltener anspringen und die Energie nicht so fein dosiert nutzen.
Wartung und Pflege
Ein Heizstab benötigt kaum Wartung. Das Heizelement arbeitet verschleißfrei, da es keine beweglichen Teile enthält. Einmal jährlich solltest du jedoch prüfen, ob sich Kalkablagerungen gebildet haben. In Regionen mit hartem Wasser kann Kalk die Heizwendel ummanteln und die Wärmeübertragung verschlechtern.
Die Entkalkung erfolgt mechanisch oder chemisch. Bei mechanischer Reinigung baust du den Heizstab aus und entfernst den Kalk mit einer Bürste oder Essigessenz. Das dauert etwa eine Stunde und sollte alle zwei bis drei Jahre durchgeführt werden. Chemische Entkalker gibst du direkt ins Wasser des Speichers, was einfacher ist, aber das Wasser anschließend unbrauchbar macht.
Die Regelung oder das integrierte Energiemanagementsystem arbeitet ebenfalls wartungsfrei. Moderne Systeme melden sich per App oder E-Mail, wenn Fehler auftreten. Du solltest aber gelegentlich prüfen, ob die Steuerung noch korrekt auf Überschüsse reagiert. Dazu beobachtest du an einem sonnigen Tag, ob der Heizstab tatsächlich anspringt, wenn Überschuss verfügbar ist.
Die Temperaturfühler im Speicher benötigen keine Wartung, können aber mit der Zeit ungenau werden. Wenn du bemerkst, dass das Wasser trotz aktivem Heizstab nicht mehr richtig warm wird, könnte ein defekter Fühler die Ursache sein. Ein Heizungsfachbetrieb tauscht ihn in wenigen Minuten aus.
Die Lebensdauer eines Heizstabs liegt bei 15 bis 20 Jahren. Danach können Korrosion oder Materialermüdung die Leistung beeinträchtigen.
Heizstab mit Wärmepumpe kombinieren: Ist das sinnvoll?
Auf den ersten Blick wirkt die Kombination widersinnig. Eine Wärmepumpe erzeugt aus einer Kilowattstunde Strom drei bis fünf Kilowattstunden Wärme, während der Heizstab nur eine schafft. Sie arbeitet also deutlich effizienter.
Die Kombination kann aber in bestimmten Situationen dennoch sinnvoll sein, auch wenn das stark vom Einsatzzweck und der Konfiguration abhängt. Eine Wärmepumpe arbeitet effizient, wenn sie mit niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben wird und kontinuierlich Wärme liefern kann. Bei hohem Warmwasserbedarf, etwa bei mehreren Duschen hintereinander oder an sehr kalten Wintertagen, kann der Wärmepumpe die Energie fehlen, um den Speicher schnell genug aufzuheizen. Hier kann ein elektrischer Heizstab als Backup-Heizung dienen. Er sorgt dafür, dass der Speicher bei Bedarf schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, ohne dass die Wärmepumpe dauerhaft hochfahren muss.
Fazit: Als Heizungsergänzung ist ein Heizstab oft lohnenswert
Ein PV-Heizstab lohnt sich vor allem für Haushalte mit einer ausreichend dimensionierten Solaranlage, die regelmäßig Überschussstrom produziert. Er ist eine einfache, wartungsarme und kostengünstige Möglichkeit, den Eigenverbrauch des Solarstroms zu erhöhen, CO2 zu sparen und den Stromüberschuss gezielt für Warmwasser zu nutzen. Besonders effektiv ist er, wenn er stufenlos regelbar ist und sich so auch kleine Stromüberschüsse nutzen lassen.
Allerdings ersetzt er keine Hauptheizung und kann die Effizienz einer Wärmepumpe nicht übertreffen. Er ist daher nur als Ergänzung oder Backup sinnvoll. Für Haushalte, die eine PV-Anlage besitzen und ihren überschüssigen Strom sinnvoll verwerten wollen, stellt der PV-Heizstab dennoch eine lohnenswerte Investition dar.
