Pufferspeicher mit Heizstab & PV: Solarstrom zum Heizen
Wer eine Photovoltaikanlage betreibt, fragt sich früher oder später, ob der Überschussstrom nicht auch zum Heizen von Warmwasser genutzt werden kann. Die Antwort ist ja – und das technische Mittel dafür ist verblüffend einfach: ein elektrischer Heizstab im Pufferspeicher oder Warmwasserbereiter. Die Kombination aus Pufferspeicher, Heizstab und Photovoltaik ist kostengünstig nachrüstbar und kann den Eigenverbrauch spürbar steigern. Allerdings gibt es dabei einen wichtigen physikalischen Unterschied zur Wärmepumpe, den Sie kennen sollten, bevor Sie investieren.
Das Wichtigste in Kürze
- Ein elektrischer Heizstab im Pufferspeicher wandelt PV-Überschussstrom direkt in Wärme um – günstig und einfach nachrüstbar.
- Der Wirkungsgrad ist 1:1 – aus 1 kWh Strom wird 1 kWh Wärme; eine Wärmepumpe liefert dagegen aus 1 kWh Strom 3 bis 4 kWh Wärme.
- Sinnvoll ist ein Heizstab vor allem für die Warmwasserbereitung, weniger als alleinige Heizungsunterstützung im Winter.
- Die Steuerung erfolgt über eine Überschusserkennung im Energiemanagementsystem – der Heizstab läuft nur, wenn Solarstrom übrig ist.
- Wer ohnehin eine Wärmepumpe plant, sollte diese der reinen Heizstab-Lösung vorziehen – der Effizienzunterschied ist erheblich.
Was ist Power-to-Heat und wie funktioniert das Prinzip?
Unter dem Begriff Power-to-Heat versteht man die gezielte Umwandlung von elektrischem Strom in Wärme. Im Kontext einer Photovoltaikanlage bedeutet das: Strom, der nicht sofort im Haushalt gebraucht wird und sonst ins Netz eingespeist würde, wird stattdessen genutzt, um Wasser im Pufferspeicher oder Warmwasserboiler aufzuheizen. Das geschieht über einen elektrischen Heizstab – ein Widerstandsheizelement, das in den Speicher eingebaut wird.
Das Prinzip ist denkbar einfach: Der Heizstab wird elektrisch betrieben, erzeugt dabei Wärme und gibt diese direkt ans Speicherwasser ab. Technisch entspricht er einem Tauchsieder im großen Maßstab. Die Leistung liegt je nach Modell zwischen 1,5 und 6 kW, bei größeren Anlagen auch mehr. Entscheidend ist, dass der Heizstab ausschließlich dann läuft, wenn tatsächlich Überschussstrom vorhanden ist – und dafür braucht man eine funktionierende Steuerung.
Für die Kombination aus Pufferspeicher, Heizstab und Photovoltaik ist kein aufwendiger Umbau der Heizungsanlage nötig. Viele Pufferspeicher und Warmwasserbereiter haben bereits eine Hülsöffnung für einen Heizstab; wo das nicht der Fall ist, kann ein externer Durchlauferhitzer oder ein separater Boiler integriert werden.
Wie die Steuerung funktioniert: Überschusserkennung und Energiemanagement
Der Heizstab soll nur dann laufen, wenn die PV-Anlage mehr Strom erzeugt, als der Haushalt im Moment verbraucht. Das erfordert eine Überschusserkennung. Diese Aufgabe übernimmt ein Energiemanagementsystem (EMS) oder – in einfacheren Setups – ein separates Steuergerät, das den Energiefluss am Netzanschlusspunkt misst.
Sobald der Zähler eine Einspeisung ins Netz registriert, schaltet das System den Heizstab ein. Sinkt der Überschuss unter einen Schwellenwert – etwa weil eine Wolke die Erzeugung mindert oder der Haushaltsverbrauch ansteigt – wird der Heizstab wieder abgeschaltet. Moderne Systeme können auch stufenlos regeln, sofern der Heizstab das unterstützt, oder sie schalten mehrere Heizstufen nacheinander zu.
Bei SENEC-Systemen, mit denen BRIAN Solar als Fachpartner arbeitet, ist diese Funktion fest in das Energiemanagement integriert. Das Steuergerät kommuniziert direkt mit dem Wechselrichter und Speicher und kann den Heizstab priorisiert oder nachrangig aktivieren – je nach Ladezustand des Hausspeichers und aktuellem Strombedarf. Wer keinen Markenspeicher mit integriertem EMS besitzt, kann auf separate Steuergeräte zurückgreifen, die über eine Strommesszange am Hausanschluss die Einspeisung erfassen.
Wichtig: Ein Heizstab ohne Überschusssteuerung, der einfach tagsüber pauschal läuft, kann im ungünstigsten Fall mehr Strom aus dem Netz ziehen als eingespart wird. Die Steuerung ist kein optionales Zubehör, sondern der Kern des Konzepts.
Wirkungsgrad: Warum 1 kWh Strom ≠ 1 kWh Wärmepumpe
Hier liegt der entscheidende Nachteil der reinen Heizstab-Lösung, den man klar benennen muss: Ein elektrischer Heizstab arbeitet mit einem Wirkungsgrad von annähernd 100 Prozent – das klingt gut, bedeutet aber: Aus 1 kWh Strom wird genau 1 kWh Wärme. Nicht mehr.
Eine Wärmepumpe funktioniert anders. Sie entzieht der Umgebung – Luft, Erdreich oder Grundwasser – Wärme und hebt deren Temperaturniveau elektrisch an. Dabei erzeugt sie aus 1 kWh Strom typischerweise 3 bis 4 kWh Wärme, bei günstigen Bedingungen auch mehr. Diese Kennzahl nennt sich COP (Coefficient of Performance) oder über die Saison gemittelt SCOP.
Für den Eigenverbrauch von PV-Überschussstrom bedeutet das: Jede Kilowattstunde Solarstrom, die in einen Heizstab fließt, liefert dreimal weniger Wärme als dieselbe Kilowattstunde in einer Wärmepumpe. Wenn Sie also die Wahl haben zwischen einem nachgerüsteten Heizstab und einer Wärmepumpe, die sowieso ansteht, sollten Sie die Effizienz in Ihre Überlegungen einbeziehen.
Das heißt nicht, dass der Heizstab wertlos ist. Wenn Solarstrom ohnehin eingespeist würde und die Einspeisevergütung gering ist, ist jede genutzte Kilowattstunde ein Gewinn – auch mit 1:1-Wirkungsgrad. Die Frage ist, ob dieser Gewinn eine eigene Investition in Heizstab und Steuerung rechtfertigt oder ob das Geld in eine Wärmepumpe besser investiert wäre.
Wann lohnt sich der Heizstab, wann eher die Wärmepumpe?
Der Heizstab mit Pufferspeicher ist die richtige Wahl, wenn Sie eine PV-Anlage betreiben, bereits einen Warmwasserspeicher haben und diesen mit geringem Aufwand in die Solarstromnutzung einbinden möchten. Die Nachrüstung ist vergleichsweise günstig – je nach Speicher und Steuerung in der Regel eine deutlich kleinere Investition als eine Wärmepumpe. Besonders sinnvoll ist der Einsatz für die Brauchwassererwärmung: Warmwasser lässt sich gut speichern, der Bedarf ist täglich und gut planbar, und der Temperaturbedarf (typisch 55–60 °C für Legionellenschutz) ist mit einem Heizstab problemlos erreichbar.
Die Wärmepumpe ist die bessere Wahl, wenn Sie ohnehin über eine neue Heizung nachdenken, eine Ölheizung oder eine alte Gasheizung ersetzen möchten oder wenn die Wärmeerzeugung mengenmäßig einen großen Teil Ihrer Energiekosten ausmacht. In diesem Fall zahlt sich der höhere COP langfristig aus – sowohl beim Überschussstrom als auch beim Netzbezug in sonnenschwachen Phasen. BRIAN Solar plant und installiert Wärmepumpen in Kombination mit PV-Anlagen als integriertes System, abgestimmt auf Gebäudehülle und Verbrauchsprofil.
Ein Heizstab und eine Wärmepumpe schließen sich übrigens nicht aus. Manche Wärmepumpen haben einen integrierten Heizstab als Backup für sehr kalte Tage. Und wer heute mit einem günstigen Heizstab anfängt und später eine Wärmepumpe nachrüstet, hat keinen Verlust gemacht – die Systeme können parallel betrieben werden.
- Heizstab sinnvoll: bestehender Speicher, geringe Investition, primär Warmwasser, einfache Nachrüstung
- Heizstab weniger sinnvoll: hoher Wärmebedarf für Heizung, neue Heizungsanlage ohnehin nötig
- Wärmepumpe sinnvoll: Heizungsersatz, hoher Jahreswärmebedarf, maximale Effizienz gewünscht
- Kombination möglich: Heizstab als Überschussnutzer, Wärmepumpe als Haupterzeuger
Dimensionierung: Wie groß sollte der Heizstab sein?
Die sinnvolle Heizstab-Leistung hängt von der PV-Anlagengröße und dem typischen Überschuss ab. Eine Faustregel: Der Heizstab sollte nicht größer sein als die PV-Spitzenleistung, damit er tatsächlich aus Überschuss gespeist werden kann. Bei einer 10-kWp-Anlage mit einem Haushaltsbasisverbrauch von etwa 0,5 bis 1 kW tagsüber kann ein Heizstab mit 2 bis 3 kW Leistung sinnvoll sein. Größere Heizstäbe mit 4 bis 6 kW sind für Anlagen ab etwa 15 kWp interessant.
Entscheidend ist auch das Speichervolumen. Ein Warmwasserspeicher mit 200 bis 300 Litern reicht für die reine Brauchwasserversorgung einer vierköpfigen Familie. Soll der Heizstab auch einen Teil des Pufferspeichers für die Heizungsunterstützung aufheizen, sollten 500 bis 800 Liter oder mehr eingeplant werden – wobei dann die Frage nach einer Wärmepumpe umso mehr Gewicht bekommt.
Für die genaue Dimensionierung sind individuelle Faktoren maßgeblich: Dachausrichtung und Ertragsprofil der PV-Anlage, Warmwasserbedarf, Speichergröße, Leitungslängen und Wärmeverluste. Eine Überschlagsrechnung zeigt die Größenordnung; für eine belastbare Planung empfiehlt sich die Beratung durch einen Fachbetrieb.
Kosten, Steuervorteile und Wirtschaftlichkeit
Die Kosten für die Nachrüstung eines Heizstabs hängen vom Speichertyp, der gewählten Steuerung und dem Installationsaufwand ab. Wer einen Speicher mit vorhandener Hülsöffnung hat und ein einfaches Steuergerät wählt, kommt deutlich günstiger weg als bei einer vollständig neuen Warmwasserstation. Genaue Preise nennen wir an dieser Stelle bewusst nicht – sie variieren je nach Situation zu stark. Eine kostenlose Ersteinschätzung erhalten Sie direkt bei BRIAN Solar.
Seit 2023 gilt für neue PV-Anlagen in Deutschland der Nullsteuersatz (0 % Mehrwertsteuer) auf Lieferung und Installation. Das gilt für die PV-Anlage und den Stromspeicher. Für nachgerüstete Heizstäbe als Einzelkomponente gilt dieser Steuervorteil nicht automatisch – hier kommt es auf die konkrete Konstellation an. Ihr Installationsbetrieb kann dazu Auskunft geben.
Die Wirtschaftlichkeit des Heizstabs ergibt sich daraus, wie viel Solarstrom ohne ihn ins Netz eingespeist würde und wie viel Warmwasser durch ihn erzeugt wird. Da die Einspeisevergütung für neue Anlagen seit einigen Jahren niedrig liegt, ist jede Kilowattstunde, die im eigenen Speicher landet – auch mit 1:1-Wirkungsgrad –, wirtschaftlich sinnvoller als die Einspeisung. Die Amortisationszeit hängt davon ab, wie groß der PV-Überschuss tatsächlich ist und was Warmwasser aus anderen Quellen (Gas, Öl) kostet.
Häufige Fragen
Kann ich einen Heizstab einfach in meinen vorhandenen Pufferspeicher einbauen?
Das hängt vom Speicher ab. Viele Pufferspeicher und Warmwasserbereiter haben bereits eine Tauchhülse oder Einschrauböffnung für einen Heizstab. Ist diese vorhanden, ist der Einbau vergleichsweise einfach. Fehlt eine solche Öffnung, ist der Umbau aufwendiger oder ein separater Boiler die bessere Lösung. Ein Fachbetrieb kann den vorhandenen Speicher prüfen und die passende Variante empfehlen.
Wie viel Warmwasser kann ich mit PV-Überschuss erzeugen?
Das hängt von Ihrem Überschuss und der Heizstab-Leistung ab. An einem sonnigen Sommertag kann eine 10-kWp-Anlage in einem typischen Haushalt mehrere Stunden Überschuss liefern. Mit einem 2-kW-Heizstab und vier Stunden Laufzeit werden rund 8 kWh Wärme erzeugt – das entspricht grob dem Warmwasserbedarf einer vierköpfigen Familie für ein bis zwei Tage. Im Winter ist der Überschuss deutlich geringer, sodass der Heizstab dann weniger beiträgt.
Was ist der Unterschied zwischen einem Pufferspeicher und einem Warmwasserspeicher?
Ein Warmwasserspeicher (Trinkwarmwasserspeicher) enthält direkt das Trinkwasser, das aus dem Hahn kommt. Ein Pufferspeicher enthält das Heizungswasser, das im Heizkreis zirkuliert und Energie zwischenspeichert. Ein Heizstab kann in beide Typen eingebaut werden. Für die reine Brauchwassererwärmung wird meist ein Warmwasserspeicher genutzt; für die Heizungsunterstützung ein Pufferspeicher.
Brauche ich für die Kombination pufferspeicher heizstab photovoltaik eine Genehmigung?
Der Einbau eines Heizstabs ist kein genehmigungspflichtiger Eingriff im baurechtlichen Sinne, muss aber von einem zugelassenen Elektrofachbetrieb ausgeführt werden. Die PV-Anlage selbst muss im Marktstammdatenregister (MaStR) angemeldet werden – das gilt unabhängig davon, ob ein Heizstab vorhanden ist. Für den Netzbetreiber ist die Anlagenleistung, nicht die Verwendung des Stroms, relevant.
Lohnt sich ein Heizstab auch, wenn ich keinen Batteriespeicher habe?
Ja, sogar besonders dann. Wer keinen Batteriespeicher hat, speist Überschussstrom normalerweise direkt ins Netz ein. Ein Heizstab bietet in diesem Fall eine einfache Möglichkeit, diesen Überschuss thermisch zu speichern, ohne in einen teuren Batteriespeicher zu investieren. Thermische Speicher sind pro Kilowattstunde günstiger als Batteriespeicher – der Kompromiss ist der geringere Wirkungsgrad gegenüber einer Wärmepumpe.
Wann sollte ich statt eines Heizstabs lieber eine Wärmepumpe wählen?
Immer dann, wenn Sie ohnehin eine neue Heizung benötigen oder Ihren Wärmebedarf grundlegend decarbonisieren möchten. Eine Wärmepumpe liefert aus 1 kWh Strom 3 bis 4 kWh Wärme, während ein Heizstab nur 1 kWh Wärme erzeugt. Bei hohem Jahreswärmebedarf macht dieser Unterschied über die Jahre einen erheblichen Betrag aus. BRIAN Solar plant und installiert Wärmepumpen in Kombination mit PV-Anlagen im Raum Klettgau, Hochrhein und Südbaden – sprechen Sie uns für eine individuelle Beratung an.
Persönliche Beratung statt Theorie
Sie wollen wissen, was sich konkret für Ihr Dach rechnet? Wir prüfen Ihr Solarpotenzial kostenlos und unverbindlich – mit transparentem Festpreisangebot.