Wer plant, eine Wärmepumpe mit Solarstrom zu betreiben, steht vor einer zentralen Frage der Auslegung: Wie groß muss die Photovoltaikanlage dimensioniert werden, damit auch im sonnenarmen Winter ein relevanter Deckungsbeitrag geleistet wird? Eine Unterdimensionierung führt zu hohem Netzstrombezug, während eine extreme Überdimensionierung unnötig hohe Anschaffungskosten verursacht. Wir zeigen Ihnen, wie Sie die optimale Größe (in Kilowattpeak, kWp) berechnen.
Die Ausgangslage: Der Gesamtstrombedarf
Um die PV-Anlage korrekt zu dimensionieren, müssen zwei Verbrauchswerte addiert werden:
- Haushaltsstrom: Ein durchschnittlicher 4-Personen-Haushalt verbraucht ca. 4.000 kWh Strom pro Jahr.
- Wärmepumpenstrom: Ein gut gedämmtes Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche und einer Heizlast von 8 kW benötigt ca. 15.000 kWh Wärmeenergie im Jahr. Bei einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3,5 benötigt die Wärmepumpe hierfür:
15.000 kWh Wärme / 3,5 = ca. 4.300 kWh Strom pro Jahr.
Der Gesamtelektrizitätsbedarf des Gebäudes beläuft sich somit auf 8.300 kWh pro Jahr.
Das Winterdefizit: Warum die JAZ im Winter sinkt
Im Winter sinkt die Außentemperatur, wodurch die Luft-Wasser-Wärmepumpe schwerer arbeiten muss. Gleichzeitig sinkt die Leistung der PV-Anlage durch den niedrigen Sonnenstand und häufige Bewölkung. Rund 70 % des jährlichen Solarertrags werden in den Monaten April bis September generiert. Um auch im Dezember und Januar nennenswerten Solarstrom für die Wärmepumpe bereitzustellen, muss die PV-Leistung großzügiger bemessen werden als bei einer reinen Haushaltsstrom-PV-Anlage.
Dimensionierungs-Tabelle nach Heizlast
Die folgende Tabelle dient als Richtwert für die Abstimmung zwischen der Gebäude-Heizlast und der empfohlenen PV-Nennleistung sowie der Speichergröße:
| Wohnfläche (Standard EFH) | Gebäude-Heizlast | Empfohlene Wärmepumpe | Empfohlene PV-Leistung | Empfohlene Speichergröße |
|---|---|---|---|---|
| 100 m² (Neubau) | 4 - 6 kW | 6 kW | 8 - 10 kWp | 6 - 8 kWh |
| 150 m² (Standard) | 7 - 9 kW | 10 kW | 10 - 12 kWp | 10 kWh |
| 200 m² (Teilsaniert) | 10 - 12 kW | 12 - 14 kW | 14 - 18 kWp | 12 - 15 kWh |
| 250 m² (Altbau/ZFH) | 14 - 16 kW | 16 kW | 20 - 25 kWp | 15 - 20 kWh |
Die goldene Regel: Dachflächen vollbelegen
Früher galt die Empfehlung, die PV-Anlage exakt auf den Jahresverbrauch auszulegen. Bei einer Wärmepumpe gilt diese Regel nicht mehr. Da im Winter jedes Watt zählt, ist die Belegung aller geeigneten Dachflächen (inklusive Ost- und Westdächer) die wirtschaftlichste Lösung. Ost-West-Dächer liefern über den gesamten Tag hinweg eine gleichmäßige Leistungskurve, die perfekt zum kontinuierlichen Strombedarf einer modulierenden Wärmepumpe passt.
Zusammenfassung
Für ein Standard-Einfamilienhaus ist eine PV-Anlage mit **mindestens 10 kWp** Nennleistung zu empfehlen. Gekoppelt mit einem **10 kWh Batteriespeicher** lässt sich so die optimale Balance zwischen Investitionskosten und Autarkiegrad herstellen.