PV-Heizstab: Warmwasser mit Solarstrom

Wer seine PV-Anlage zur Warmwasserbereitung nutzen möchte, hat grundsätzlich drei Möglichkeiten: Die Anschaffung einer Brauchwasserwärmepumpe, eines Durchlauferhitzers/Boilers mit Speicher oder eben eines PV Heizstabs. Der Heizstab ist die günstigste und einfachste Variante. In diesem Artikel geht es primär um diese dritte Variante.

Für die Nachrüstung eines PV Heizstabs eignen sich alle Arten von Heizungen, die mit einem Warmwasserspeicher - auch Pufferspeicher genannt - arbeiten. Bei vielen Speichern ist schon ab Werk ein Steckplatz für den Heizstab vorhanden, sodass er mit wenigen Handgriffen eingebaut werden kann. Dazu muss er nur eingesteckt oder eingeschraubt werden.

Wie funktioniert ein PV-Heizstab?

Das Heizen mit Heizstab für die PV-Anlage ist dem Tauchsieder-Prinzip ähnlich. Es handelt sich dabei um eine Art Mini-Elektroheizung - meist mit etwa 2.000 bis 3.000 Watt Leistung. Der Heizstab wird über den Solarstrom auf Temperatur gebracht und erhitzt dann das Wasser im Innern des Pufferspeichers - und steht dann beispielsweise zum Duschen zur Verfügung.

Am Markt gibt es zwei unterschiedliche Arten des PV Heizstabs zu kaufen: die geregelte Variante und die ungeregelte. Der Unterschied: Während der ungeregelte Heizstab nur „AN“ oder „AUS“ kennt, kann der - bestenfalls stufenlos - regelbare Heizstab genau auf den Bedarf angepasst werden. Der Vorteil dabei: Er kann auch dann betrieben werden, wenn die PV-Anlage gerade nur wenig überschüssigen Solarstrom liefert. Der ungeregelte Heizstab geht nur dann in Betrieb, wenn die PV-Anlage seine Maximalleistung durch den überschüssigen Strom decken kann (oder zieht im ungünstigsten Fall Strom aus dem „normalen Netz“).

Wann lohnt sich ein PV-Heizstab?

Ein Heizstab mit Photovoltaik-Unterstützung ist nicht in allen Fällen eine Ideallösung. Am meisten lohnt sich ein PV-Heizstab dann, wenn Sie aktuell mit Gas oder Öl heizen. Dann kann der Heizstab Warmwasser mit einem höheren Wirkungsgrad als die konventionelle Heizung erzeugen. Eine weitere Voraussetzung ist, dass die PV-Anlage zuverlässig einen Überschuss an Solarstrom erzeugt, also auf jeden Fall ausreichend dimensioniert ist.

Nicht sinnvoll ist der Einsatz eines PV Heizstabs, wenn Sie bereits eine Wärmepumpe als Heizung haben. So effizient wie die Wärmepumpe das Warmwasser erzeugt, bekommt es ein Elektro-Heizstab selbstverständlich nicht hin. Zudem verfügen viele Luftwärmepumpen ohnehin über einen integrierten Heizstab zur Unterstützung an sehr kalten Wintertagen.

Der Anschluss des PV Heizstabs ist vergleichsweise unkompliziert. Im Grunde muss das Gerät nur mit dem Pufferspeicher der Heizung, dem Stromnetz und dem Energiemanagementsystem (EMS) der PV-Anlage verbunden werden. Für Arbeiten bzw. den Anschluss am Stromverteilerkasten sollten Sie einen Elektriker beauftragen. Der Standard-Ablauf zur Installation des Heizstabs:

1. Heizstab mit dem Pufferspeicher verbinden (durch Einstecken oder Einschrauben)
2. Heizstab per Kabel je nach Anschluss (viele Heizstäbe haben einen Schutzkontaktstecker) mit der Steckdose oder dem Stromverteilerkasten verbinden
3. Das Steuermodul im Stromverteilerkasten anschließen bzw. den Heizstab im EMS der PV-Anlage anlernen

Je nach Konfiguration und Anschlussart kann der Ablauf leicht variieren. Ein Elektriker wird aber in jedem Fall die Installation zügig vornehmen können, wenn alle Bauteile vorhanden sind.

Die wesentlichen Vorteile eines PV Heizstabs sind die recht günstigen Anschaffungs-Kosten und die effizientere Warmwasserbereitung im Vergleich zu Heizungen mit fossilen Brennstoffen (Erdöl, Erdgas). Außerdem ist die Installation vergleichsweise unkompliziert und Wartung und Pflege sind sehr überschaubar.

Als - gewissermaßen - Nachteil wäre zu nennen, dass ein Pufferspeicher für das Warmwasser entweder vorhanden sein oder angeschafft werden muss. In der Regel verfügt die Heizungsanlage aber ohnehin über einen solchen Pufferspeicher. Außerdem wichtig: Wenn die PV-Anlage nicht ausreichend Stromüberschuss erzeugt, bleibt der PV Heizstab kalt.

Sie möchten einen Photovoltaik Heizstab nachrüsten? Ein komplettes PV Heizstab-Set zum Nachrüsten kostet rund 500 bis 1.000 Euro – je nach Lieferumfang und Leistung. Dazu kommen ggf. die Kosten für die Installation durch einen Elektriker.

Es gibt zahlreiche Hersteller und Ausführungen, die sich vor allem in der Leistung in Watt oder Kilowatt unterscheiden. Wer einen PV Heizstab nachrüsten möchte, kann diesen im Internet kaufen oder sich an einen Heizungs-Fachbetrieb (SHK) oder Elektriker wenden. Die ungefähre Kosten-Zusammensetzung:

Wirtschaftlichkeit

Beim Einsatz eines Heizstabs für die PV-Anlage geht es hauptsächlich darum, Warmwasser umweltfreundlicher als mit Öl oder Gas zu erzeugen – nämlich mit dem eigenen Solarstrom. Die laufenden Kosten im Vergleich (Annahme: 2.000 kWh Strom für Warmwasser pro Jahr):

(Energiepreise: Jahresmittel der letzten drei Jahre, Stand Juni 2024)

Wichtig: Die genannten Kosten für 2.000 kWh Energie für Warmwasser können mit dem PV Heizstab nicht komplett eingespart werden. Zwar ist Solarstrom im laufenden Betrieb praktisch kostenlos, allerdings muss selbstverständlich der Anschaffungspreis des Heizstabs berücksichtigt werden, wenn es um die Wirtschaftlichkeit geht. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Antwort auf die Frage: Was wäre mit dem Solarstrom passiert, hätte man ihn nicht für die Warmwasserbereitung genutzt? In dem Fall wäre er ins Netz eingespeist worden, sodass die Einspeisevergütung ebenfalls gegengerechnet werden muss.

Bei einer aktuellen Einspeisevergütung von 8,2 Cent liegen die Ersparnisse gegenüber den Energieträgern Öl und Gas in unserem Rechenbeispiel bei 6,4 bzw. 4 Cent pro Kilowattstunde (also 128 bzw. 80 Euro). Bei Anschaffungskosten von rund 500 Euro beträgt die Amortisation des Heizstabs also bei angenommenen 2.000 kWh p. a. vier bis sechs Jahren. Bei einer Holzheizung rechnet sich der PV Heizstab nicht auf finanzieller Ebene. Man würde auf die Einspeisevergütung von 8,2 Cent verzichten, um den Strom für die Warmwassererzeugung zu nutzen – allerdings wäre die Warmwasserbereitung mit der Holzheizung mit 4,47 Cent deutlich günstiger. Dort käme also allein der Umweltfaktor zum Tragen.

Einen Photovoltaik Heizstab nachzurüsten eignet sich vor allem dann, wenn mit einer Ölheizung oder einer Gasheizung Warmwasser erzeugt wird. Dazu müssen ein Warmwasserspeicher sowie eine PV-Anlage mit EMS-Steuerung vorhanden sein.

In dem Fall betragen die Anschaffungskosten nur wenige hundert Euro, sodass sich der Heizstab durch die Einsparungen im laufenden Betrieb vergleichsweise schnell amortisiert. Sind bestimmte Bauteile bzw. Komponenten noch nicht vorhanden und müssen zusätzlich angeschafft werden, entstehen höhere Kosten und die Amortisationszeit verlängert sich, sodass der Heizstab unattraktiver wird.

Wer mit einer Holzheizung heizt, für den eignet sich die Anschaffung eines Heizstabs für die PV-Anlage grundsätzlich eher nicht - allenfalls für den Gedanken an eine umweltfreundlichere Warmwasserbereitung. Wer eine Wärmepumpenheizung hat, sollte sie lieber komplett mit Solarstrom betreiben, statt nur den PV Heizstab zu verwenden. Zumal Luftwärmepumpen in den allermeisten Fällen ohnehin einen Elektro-Heizstab integriert haben.

Mike Kinder hat einen Master of Engineering im Bereich „Energieeffizientes und nachhaltiges Bauen“ und ist seit 2017 in der Bau- und Sanierungsbranche tätig. Als zertifizierter Energieeffizienz-Experte für Wohngebäude setzt er sich leidenschaftlich für innovative und nachhaltige Sanierungslösungen ein.

Wenn er nicht gerade für Energieheld schreibt, trägt er dazu bei, Ansätze zu entwickeln, um die Klimaziele im Gebäudesektor zu erreichen. Hier gelangen Sie zu Mikes LinkedIn Profil.