Infrarotheizung und Photovoltaik: gut kombiniert
Ein Niedervolt-Gleichstrom-Heizelement läuft direkt an PV-Anlage oder Batterie, ohne Wechselrichter. Warum Infrarotheizung und Photovoltaik so gut passen.
Die meisten Heizsysteme lassen sich mit Photovoltaik betreiben – in dem trivialen Sinn, in dem das für fast alles gilt: Die Module versorgen das Haus, das Haus versorgt das Gerät. Das gilt für eine Wärmepumpe, eine Nachtspeicherheizung und einen Wasserkocher gleichermaßen.
Eine Infrarotheizung passt deutlich besser zu Solarstrom als das – aus Gründen, die es wert sind, sauber dargelegt zu werden.
Strom rein, Wärme raus – nichts dazwischen
Ein elektrisches Infrarot-Heizelement wandelt praktisch den gesamten aufgenommenen Strom in Wärme im Raum um. Es gibt keine Verbrennung, keinen Schornstein, keinen Wärmetauscher und kein Verteilmedium. Das US-Energieministerium (Department of Energy) stuft elektrische Widerstandsheizung am Ort der Nutzung als im Wesentlichen 100 % effizient ein – und genau das ist sie.
Für Photovoltaik ist das wichtig, weil die Rechnung dadurch einfach wird. Eine Kilowattstunde vom Dach ist eine Kilowattstunde Wärme im Raum. In der Kette gibt es nichts, was Verluste verursachen könnte.
Der Gleichstromvorteil
Dieser Teil betrifft speziell unsere Systeme, und er ist das stärkste technische Argument.
Photovoltaikmodule erzeugen Gleichstrom. Batteriespeicher speichern Gleichstrom. Ihr Hausnetz führt Wechselstrom, daher leitet eine normale Anlage den Modulstrom durch einen Wechselrichter, um Wechselstrom zu erzeugen – und jedes Gerät, das eigentlich Gleichstrom benötigt, wandelt ihn anschließend wieder zurück. Jede Umwandlung kostet etwas.
ComfortScrim ist ein Niedervolt-Gleichstrom-Heizelement, das mit 12 bis 48 V arbeitet. Unser Multi Zone Power Supply nimmt einen Gleichstromeingang von PV-Anlage oder Batteriespeicher direkt auf. Die Heizung kann also direkt vom Modulfeld oder vom Speicher betrieben werden, ganz ohne Wechselrichter dazwischen.
Für einen Haushalt mit Photovoltaik und Speicher ist das etwas grundlegend anderes, als ein 230-V-Heizpaneel in die Steckdose zu stecken.
Warum Infrarotheizung zum Verhalten von Solarstrom passt
Die Solarstromerzeugung schwankt und erreicht ihr Maximum um die Mittagszeit. Die klassische Schwierigkeit besteht darin, das mit dem Bedarf in Einklang zu bringen.
Eine Infrarotheizung hilft dabei auf zweierlei Weise.
Sie reagiert in Minuten. Das Heizelement sitzt wenige Millimeter hinter der fertigen Oberfläche und hat sehr wenig Masse. Es erreicht seine Betriebstemperatur daher fast sofort und reagiert beim Abschalten ebenso schnell. Das macht die Heizung zu einer wirklich steuerbaren Last: Sie kann der verfügbaren Erzeugung folgen, statt nach einem festen Zeitplan laufen zu müssen. Ein System mit hoher Masse, etwa eine wassergeführte Heizung im Estrich, kann das nicht.
Warme Oberflächen speichern Wärme. Eine beheizte Wand oder ein beheizter Boden speichert einen Teil der zugeführten Energie und gibt ihn allmählich wieder ab. Laden Sie die Oberflächen auf, während die Sonne aufs Dach scheint, und das Gebäude trägt einen Teil davon in den Abend.
Die Effizienzfrage, ehrlich betrachtet
Infrarotheizungen werden oft als „bis zu 30 % effizienter“ oder ähnlich beworben. Wir verwenden solche Zahlen nicht, denn die Effizienz am Ort der Nutzung liegt bei jeder elektrischen Heizung ohnehin bei praktisch 100 % – das Widerstandselement in einem Heizlüfter ist nicht weniger effizient als unseres.
Die tatsächliche Einsparung entsteht an anderer Stelle: Weil die Wärme Sie als Strahlung statt als warme Luft erreicht, fühlen sich die meisten Menschen bei einer Lufttemperatur wohl, die zwei bis drei Grad unter der liegt, die ein Konvektionssystem erfordert. Bei rund 6 % weniger Heizenergie pro Grad sind das in der Größenordnung von 12 bis 18 %. Kommen eine echte raumweise Zonenregelung und schnelle Reaktion hinzu, verbrauchen Sie nochmals weniger – um einen Betrag, der ganz von Ihrem Gebäude und Ihren Gewohnheiten abhängt.
Unabhängige Arbeiten in Deutschland, darunter das Forschungsprojekt IR-Bau an der HTWG Konstanz, kamen zu dem Ergebnis, dass Infrarotheizung plus Photovoltaik bei den Gesamtkosten über die Lebensdauer gut gegenüber Alternativen wie einer Luftwärmepumpe mit Photovoltaik abschneidet, sobald die Investitionskosten der Installation einbezogen werden. Eine Infrarotheizung hat kein Außengerät, keinen Kältemittelkreislauf, keine Rohrleitungen und sehr wenig, was kaputtgehen kann; der Unterschied zeigt sich bei den Investitions- und nicht bei den Betriebskosten.
Wo es am besten funktioniert
Schlecht gedämmte ältere Gebäude verdienen besondere Erwähnung. Konventionelle Systeme tun sich dort schwer, weil so viel Wärme über Luftbewegung und die Gebäudehülle verloren geht. Die massiven Oberflächen direkt zu erwärmen ist behaglicher und hilft zugleich gegen Feuchtigkeit, denn eine warme Oberfläche erreicht den Taupunkt nicht.
Jede Anlage mit Batteriespeicher profitiert am meisten, weil ein Speicher die schwankende Erzeugung in etwas verwandelt, nach dem sich ein Heizsystem tatsächlich zeitlich richten kann.
Eine intelligente Regelung verbindet alles. Mit Zonen und einem ordentlichen Regler können Sie das Heizen auf die Stunden verlagern, in denen die Anlage Strom erzeugt, und die Gebäudemasse überbrückt den Rest.
Die ehrliche Einschränkung
Solarstrom deckt in Nordeuropa keinen Winter-Heizbedarf. Im Dezember ist die Erzeugung genau dann am niedrigsten, wenn der Bedarf am höchsten ist. Wer Ihnen erzählt, eine private Photovoltaikanlage heize Ihr Haus durch einen britischen oder irischen Winter, ist nicht ehrlich zu Ihnen.
Was die Kombination tatsächlich leistet: eine erhebliche Verringerung des Netzbezugs in den Übergangszeiten, ein Heizsystem, das der verfügbaren Erzeugung wirklich folgen kann, und keine Wechselrichterverluste im Strompfad. Das lohnt sich – eine netzunabhängige Heizung ist es aber nicht.
Wenn Sie wissen möchten, was Ihr Gebäude tatsächlich braucht, schicken Sie uns einen Grundriss, und wir legen die Anlage aus – einschließlich der Gleichstromversorgung, wenn Sie sie über Module oder einen Batteriespeicher betreiben.
