Batteriespeicher für Photovoltaik und Wärmepumpe: Wann lohnt er sich?

Direkter Verbrauch bleibt energetisch der kürzeste Weg: Er vermeidet die zusätzlichen Umwandlungen beim Laden und Entladen. Erst wenn die Photovoltaikanlage mehr erzeugt als Haushalt, Wärmepumpe und andere Verbraucher gleichzeitig benötigen, steht Solarstrom für die Batterie zur Verfügung.

Beim Entladen versorgt der Speicher nicht ausschließlich die Wärmepumpe. Er arbeitet am elektrischen Anschlusspunkt des Systems und deckt je nach Mess- und Regelkonzept die aktuellen Verbraucher des Gebäudes. Welche Last zuerst versorgt wird, hängt von Verschaltung, Regelung und gewählter Priorisierung ab.

Nutzbare statt nominaler Kapazität vergleichen

Angebote können Nennkapazität und nutzbare Kapazität unterschiedlich ausweisen. Für den praktischen Vergleich zählt, wie viele Kilowattstunden innerhalb der freigegebenen Ladegrenzen tatsächlich zur Verfügung stehen. Reserven für Zellschutz oder Ersatzstrom dürfen nicht doppelt als normal nutzbare Energie gerechnet werden.

Den Bedarf zwischen Abend und Morgen messen

Die Verbraucherzentrale nennt den durchschnittlichen Stromverbrauch zwischen Abend und Morgen als zentrale Auslegungsgröße. Bei einer Wärmepumpe schwankt dieser Bedarf mit Witterung, Warmwasser, Heizkurve und Betriebsweise. Deshalb sind Mess- oder Lastprofildaten aussagekräftiger als eine pauschale Ableitung aus dem Jahresverbrauch.

Richtwerte können eine erste Obergrenze plausibilisieren. Die HTW Berlin bezieht dafür sowohl PV-Leistung als auch Jahresstromverbrauch ein und warnt vor Überdimensionierung. Für das konkrete Gebäude wird anschließend geprüft, ob der Speicher an genügend Tagen geladen und bis zum folgenden Bedarf sinnvoll entladen werden kann.

Eine Wärmepumpe kann zeitweise mehr elektrische Leistung benötigen, als ein kleiner Batteriewechselrichter bereitstellt. Dann ergänzt das Netz die fehlende Leistung, obwohl im Speicher noch Energie vorhanden ist. Umgekehrt bleibt eine hohe Entladeleistung ungenutzt, wenn Kapazität oder Ladeangebot fehlen.

Auch dreiphasiger Betrieb, Anlaufverhalten, Heizstab und weitere gleichzeitige Verbraucher gehören in die technische Prüfung. Die Nennleistung der Wärmepumpe allein reicht nicht, weil der tatsächliche Leistungsbedarf vom jeweiligen Betriebszustand abhängt.

Die Wärmepumpe benötigt in der Heizperiode besonders viel Energie, während die Photovoltaikanlage in den dunklen Monaten weniger erzeugt. Ein Heimspeicher kann sonnige Stunden desselben Tages oder angrenzende Verbrauchszeiten verbinden. Die Energiemenge eines ertragreichen Sommers hält er nicht bis zur Heizperiode vor.

Eine größere Batterie erhöht daher nicht automatisch die Winterdeckung. Entscheidend ist, ob nach dem direkten Verbrauch noch Solarstrom zum Laden verbleibt. Monatswerte und typische Wintertage zeigen diese Grenze deutlicher als eine Jahresbilanz.

Fraunhofer ISE beobachtete bei sechs untersuchten Kombinationen aus Wärmepumpe und Photovoltaik höhere Eigenverbrauchs- und Autarkiebereiche mit Batterie als ohne. Die kleine Feldstichprobe belegt die mögliche Verschiebung, liefert aber keine Prognose für ein anderes Gebäude oder eine bestimmte Speichergröße.

• Die Batterie kann je nach System Haushalt, Wärmepumpe und weitere elektrische Verbraucher versorgen.
• Ein Warmwasserspeicher verschiebt Energie für die Trinkwarmwasserbereitung.
• Ein Heizpuffer speichert Wärme für den Heizkreis, kann aber zusätzliche Wärmeverluste verursachen.
• Die thermische Masse des Gebäudes kann innerhalb enger Komfort- und Temperaturgrenzen genutzt werden.

PV-Überschuss kann genutzt werden, indem die Wärmepumpe zu geeigneten Zeiten Wärme erzeugt. Dafür müssen Regelung, Temperaturniveaus und Speicherkonzept zum Heizsystem passen. Pauschal erhöhte Solltemperaturen sind keine automatische Optimierung: Sie können die Effizienz verschlechtern oder unnötige Wärme bereitstellen.

Die Entscheidung lautet deshalb nicht grundsätzlich Batterie oder Wärmespeicher. Zuerst wird festgelegt, welche elektrische oder thermische Last verschoben werden soll. Danach werden Verluste, Komfort, Betriebsweise und vorhandene Technik verglichen.

1. Investition einschließlich Wechselrichter, Montage, Schutztechnik und notwendiger Elektroarbeiten erfassen.
2. Nur den Solarstrom ansetzen, der ohne Speicher eingespeist und mit Speicher tatsächlich genutzt würde.
3. Lade-, Entlade- und Bereitschaftsverluste sowie Kapazitätsverlust über die Nutzungszeit berücksichtigen.
4. Entgangene Einspeisevergütung und vermiedenen Netzbezug mit demselben Zeitstand vergleichen.
5. Garantieumfang, erwartete Nutzung und mögliche Ersatzkosten als eigene Annahmen dokumentieren.

Eine Batterie, die selten geladen oder kaum entladen wird, nutzt ihre Kapazität wirtschaftlich schlechter. Auch eine sehr hohe Eigenverbrauchsquote kann durch eine unnötig kleine PV-Anlage oder einen übergroßen Speicher erkauft sein. Deshalb werden PV-Anlage und Speicher jeweils einzeln und als Gesamtsystem betrachtet.

Strompreise, Vergütung, Produktpreise und Garantiebedingungen sind zeitkritisch. Für ein Angebot werden aktuelle Werte verwendet; pauschale Amortisationszeiten aus einem anderen Haushalt sind nicht übertragbar.

• Erzeugung, Eigenverbrauch, Einspeisung und Netzbezug möglichst zeitaufgelöst;
• Alter, Leistung und Schnittstellen des vorhandenen PV-Wechselrichters;
• Messkonzept und mögliche getrennte Zähler für Wärmepumpe und Haushalt;
• Zählerschrank, Schutztechnik, Leitungswege und geeigneter Aufstellort;
• gewünschte Funktionen wie Ersatzstrom, Erweiterbarkeit oder dynamische Steuerung.

AC-gekoppelte Speicher besitzen einen eigenen Batteriewechselrichter und lassen sich häufig flexibler nachrüsten. DC-gekoppelte Systeme arbeiten mit einem passenden Hybridwechselrichter. Systemeffizienz, Kompatibilität, verfügbare Anschlüsse und Umbauaufwand werden für die konkrete Anlage verglichen.