Auch Wärmepumpen brauchen Strom

Vor allem im Winter, wenn es kalt ist und man es in der Wohnung warm haben will. Ein Beitrag auf Think beyond the obvious - BTO widmet sich diesem Thema. 

Als wir noch in Luxemburg wohnten, hatten wir eine Wärmepumpe. Das Haus wurde 2016 fertiggestellt, war also wärmetechnisch auf dem modernsten Stand und besaß außerdem ein Solarpanel zur Warmwasserbereitung. 

Hier die Verbrauchswerte aus jenen Jahren: 

Von November bis Februar lagen die Verbrauchswerte fast immer über 1000 kWh pro Monat. Klar erkennbar auch die Übergangszeiten. In einem früheren Posting habe ich diese Werte etwas genauer analysiert. 

Ohne repräsentativ zu sein, gibt die Graphik eine solide Vorstellung davon, was der Einsatz von Wärmepumpen in der Praxis bedeutet. Vor allem ist zu bedenken, dass der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe mit fallender Außentemperatur abfällt. Man stößt hier wieder auf ein altes heiztechnisches Dilemma: Nämlich dann, wenn der Bedarf an Wärme groß ist (also bei niedrigen Außentemperaturen) ist die Effizienz einer Wärmepumpe gering, während sie bei höheren Außentemperaturen einen deutlich größeren Wirkungsgrad aufweist. 

Je mehr der Einsatz von Wärmepumpen voranschreitet, umso mehr Strom wird verbraucht, vor allem natürlich in der kalten Jahreszeit. Man wird also mehr Stromerzeugungskapazitäten benötigen, um den Energiebedarf abzudecken. 

Sind regenerative Stromquellen, also in erster Linie Photovoltaik (PV) und Windstrom, dafür ausreichend? Im Winter sieht es mit der PV naturgemäß recht trüb aus, während der Wind ein unsicherer Geselle ist und bei bestimmten Witterungsverhältnissen auch im Winter oft längere Durststrecken einlegt. Das sollte aus meinen Schaubildern über den deutschen Strommix hinreichend bekannt sein. 

Fazit: Wärmepumpen sind im Prinzip eine feine Sache. Man muss weder Heizöl, noch Holz oder Kohle einlagern, um über den Winter zu kommen. Und man ist auch nicht von den Unwägbarkeiten der Gasversorgung abhängig. Aber dafür gibt es andere Unsicherheiten, vor allem, wenn daran gedacht ist, Millionen von Haushalten allein mit regenerativen Stromquellen zu versorgen. Und natürlich, im Fall eines Blackouts hat man weder eine warme Wohnung noch warmes Wasser. 

Energieverbrauch eines Einfamilienhauses (2)

Kürzlich ging es um den Energieverbrauch eines Einfamilienhauses innerhalb eines kurzen Zeitraumes beim Übergang vom Winter zum Frühjahr. Das ist eine Periode, in der sich die Heizleistung zum Teil deutlich verringert, während andererseits die Sonne aus ihrem winterlichen Versteck ausbricht und somit zur Heizung und Warmwasserbereitung beitragen kann.

Wie bereits im letzten Posting erwähnt, wird das Haus mit einer Luft-Wärmepumpe beheizt und mit Warmwasser versorgt. Es ist also vollständig elektrifiziert. Der gesamte Energiebedarf wird über das Stromnetz abgedeckt.

Im vergangenen Jahr sah die Verbrauchskurve so aus:

Fig. 1 Gesamtenergieverbrauch (blau) und thermische Solarproduktion (rot) pro Monat in kWh in 2017

Was an diesem Bild als erstes ins Auge sticht, ist die enorme Schwankungsbreite des Verbrauchs zwischen Winter- und Sommermonaten. Im Winter trägt die Solarthermie naturgemäß recht wenig zur Energieversorgung bei (weniger als 10%). Andererseits befindet sich die Luft-Wärmepumpe während der kalten Jahreszeit in einem Bereich relativ geringer Effizienz.

In der Übergangszeit (Frühjahr, Herbst) hingegen ist der Beitrag der Solarthermie bereits spürbar.

Und im Sommer wird die gesamte Warmwasserbereitung von der Solaranlage erledigt. Hier lässt sich dann auch eine "Grundlast" bestimmen, die unabhängig von Heizung und Warmwasser ist. Diese beläuft sich auf etwa 400 kWh pro Monat, also rund 13 kWh pro Tag. Die jährliche Grundlast beträgt in diesem Beispiel folglich 4800 kWh. Alles, was darüber liegt, geht also für warmes Wasser sowie für Heizzwecke drauf, in diesem Fall rund 5000 kWh.

Für ein Haus dieser Größe (240 m2 Wohnfläche) ist das ein recht passabler Wert. Andererseits sind inzwischen die Anforderungen an die Wärmedämmung so streng, dass der Bedarf an Heizenergie nicht mehr so hoch ist wie bei älteren Häusern.