Wärmepumpe + Photovoltaik: Eigenverbrauch maximieren nach der HTW-Berlin-Studie

Die Kombination aus Photovoltaik, Wärmepumpe und Stromspeicher ist eines der effizientesten Energiesysteme für Einfamilienhäuser. Eine Studie der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin zeigt, dass sich mit dieser Kombination ein Autarkiegrad von bis zu 59 Prozent erreichen lässt. Wir analysieren die Ergebnisse und erklären, wie Sie den Eigenverbrauch maximieren.

Die Ausgangslage: Warum die Kombination zählt

Eine Photovoltaikanlage allein produziert Strom nur dann, wenn die Sonne scheint – meist dann, wenn der Haushalt den Strom nicht benötigt. Ohne Speicherung landet der überschüssige Strom im Netz, für den Sie nur die Einspeisevergütung erhalten (deutlich weniger als der Bezugspreis).

Eine Wärmepumpe ändert dieses Bild grundlegend: Sie ist ein großer, flexibler Stromverbraucher, der sich hervorragend mit PV-Überschuss steuern lässt. Anstatt den Strom ins Netz einzuspeisen, nutzt die Wärmepumpe ihn, um Wärme zu erzeugen – gespeichert im Pufferspeicher oder im Warmwasserspeicher.

Das Fraunhofer ISE bestätigt: „Wärmepumpen sind gut mit Photovoltaik, Solarthermie und Stromspeichern kombinierbar." Diese Integration ist einer der wichtigsten Stellschrauben für die Wirtschaftlichkeit.

Die HTW-Berlin-Studie: Bis zu 59 Prozent Autarkie

Die HTW Berlin hat in einer Studie untersucht, wie sich verschiedene Systemkonfigurationen auf den Eigenverbrauch und den Autarkiegrad auswirken. Die wichtigsten Ergebnisse:

| Konfiguration | Autarkiegrad | Netzbezug (kWh/Jahr) | |---|---|---| | PV allein | ~30 % | ~6.900 | | PV + Wärmepumpe | ~40–45 % | ~4.500–5.000 | | PV + Wärmepumpe + Stromspeicher | bis zu 59 % | ~1.900 |

Die Ergebnisse wurden von mehreren Quellen bestätigt. Der Netzbezug lässt sich von 6.900 kWh auf etwa 1.900 kWh pro Jahr senken – eine Reduktion von rund 72 Prozent.

Die Neon-Studie: Über 1.000 Euro Ersparnis pro Jahr

Das Berliner Energieforschungsunternehmen Neon hat in einer Studie aus dem Jahr 2025 berechnet, dass die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik in Bestandsgebäuden zu einer jährlichen Ersparnis von über 1.000 Euro führen kann.

Die Studie zeigt außerdem:

• Der Deckungsgrad der Wärmepumpe durch PV liegt typisch bei 25 bis 45 Prozent.
• Die höchste Ersparnis wird erzielt, wenn die PV-Anlage groß genug dimensioniert ist (mindestens 8 kWp für ein Einfamilienhaus mit Wärmepumpe).
• Ein Stromspeicher erhöht die Ersparnis weiter, amortisiert sich aber nicht in allen Fällen.

Wie der Eigenverbrauch funktioniert

Ohne Steuerung

Ohne intelligente Steuerung läuft die Wärmepumpe nach Heizbedarf, nicht nach PV-Produktion. Der PV-Überschuss wird ins Netz eingespeist, die Wärmepumpe bezieht Strom aus dem Netz, wenn es in der Nacht oder bei Bewölkung kalt wird.

Mit PV-Überschusssteuerung

Moderne Wärmepumpen haben eine PV-Überschussfunktion: Wenn die PV-Anlage mehr Strom produziert, als der Haushalt verbraucht, schaltet sich die Wärmepumpe ein (oder erhöht die Leistung) und nutzt den Überschuss. Die Wärme wird im Pufferspeicher oder Warmwasserspeicher gespeichert.

Diese Funktion kann den Eigenverbrauch um 10 bis 20 Prozentpunkte erhöhen – ohne dass ein Batteriespeicher notwendig ist.

Mit Stromspeicher

Ein Stromspeicher speichert den PV-Überschuss, der nicht von der Wärmepumpe genutzt werden kann. Dadurch wird der Autarkiegrad weiter erhöht. Die HTW-Berlin-Studie zeigt, dass die Kombination aus PV, Wärmepumpe und Stromspeicher den höchsten Autarkiegrad von bis zu 59 Prozent erreicht.

Eine weitere Analyse bestätigt, dass PV-WP-Batterie-Systeme die Effizienz um bis zu 60 Prozent steigern können.

Die 5 Stellschrauben für maximalen Eigenverbrauch

1. PV-Anlage richtig dimensionieren

Für ein Einfamilienhaus mit Wärmepumpe sollte die PV-Anlage mindestens 8 kWp, besser 10–12 kWp leisten. Eine zu kleine Anlage produziert nicht genug Überschuss, eine zu große liefert Überschuss, der nicht genutzt werden kann.

2. Pufferspeicher ausreichend groß

Der Pufferspeicher ist der „Wärme-Batteriespeicher" des Systems. Je größer er ist, desto mehr PV-Überschuss kann als Wärme gespeichert werden. Faustregel: 50 bis 100 Liter Pufferspeichervolumen pro kW Heizlast.

3. Warmwasserspeicher nutzen

Der Warmwasserspeicher kann ebenfalls als Speicher für PV-Überschuss genutzt werden. Wenn die Wärmepumpe das Warmwasser auf 50–55 °C aufheizt, wenn die Sonne scheint, ist der Speicher voll, wenn abends geduscht wird.

4. Heizkurve anpassen

Eine niedrigere Vorlauftemperatur bedeutet, dass die Wärmepumpe effizienter arbeitet und mehr Spielraum für PV-Überschuss hat. Die Heizkurve sollte so niedrig wie möglich eingestellt werden.

5. Intelligente Steuerung

Ein Energiemanagementsystem (HEMS) koordiniert PV-Produktion, Stromverbrauch, Wärmepumpe und Speicher. Es entscheidet, ob der PV-Überschuss in den Batteriespeicher, in den Pufferspeicher (über die Wärmepumpe) oder ins Netz fließt.

Kosten und Amortisation

Die Investition in eine PV-Anlage mit Stromspeicher kostet typischerweise 12.000 bis 20.000 Euro. Die jährliche Ersparnis durch reduzierten Strombezug liegt bei 800 bis 1.500 Euro – je nach Strompreis und Autarkiegrad.

| System | Investition | Jährliche Ersparnis | Amortisation | |---|---|---|---| | PV allein (8 kWp) | 8.000–12.000 € | 400–600 € | 15–20 Jahre | | PV + WP-Überschussfunktion | 8.000–12.000 € | 600–900 € | 10–15 Jahre | | PV + WP + Stromspeicher | 15.000–22.000 € | 1.000–1.500 € | 12–18 Jahre |

Die Werte sind Richtwerte und hängen stark vom individuellen Verbrauchsprofil ab.

Die Rolle des Strompreises

Der Strompreis ist der wichtigste Faktor für die Wirtschaftlichkeit. Je höher der Strompreis, desto schneller amortisiert sich das System. Mit dem Wärmepumpenstromtarif (oft 25–30 ct/kWh) und einem PV-Anteil von 40–59 Prozent sinken die effektiven Stromkosten erheblich.

Die Kombination aus Wärmepumpe und Solar kann die Heizkosten um 30 bis 60 Prozent reduzieren.

Fazit: Die Kombination ist überlegen

Die Datenlage ist eindeutig: Wer eine Wärmepumpe plant, sollte auch eine Photovoltaikanlage in Betracht ziehen – und umgekehrt. Die Kombination aus PV, Wärmepumpe und Stromspeicher erreicht Autarkiegrade von bis zu 59 Prozent und senkt die jährlichen Energiekosten um über 1.000 Euro.

Der Schlüssel liegt in der intelligenten Steuerung: Eine Wärmepumpe mit PV-Überschussfunktion, ein ausreichend großer Pufferspeicher und ein Energiemanagementsystem sind die wichtigsten Bausteine.

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Quellen

• HTW Berlin: Studie zu PV + Wärmepumpe + Stromspeicher (über Polarstern Energie und reduco.ai dokumentiert)
• Neon-Studie 2025: über HeatPumpsWatch dokumentiert
• Fraunhofer ISE: Geschäftsfeld Wärmepumpen
• Winasolar: PV-WP-Batterie-Systeme
• Nachhaltigkeit mit Kopf: Wärmepumpe mit Solar