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Dynoptsan

PVT unterstützt ­Wärmepumpen im Bestand

Um im Gebäudesektor die Klimaschutzziele zu erreichen, ist eine deutlich größere Sanierungsrate mit konsequenter Umsetzung erforderlich. Dabei geht es zum einen um die Dämmung der Gebäudehülle, zum anderen um das Ersetzen fossil betriebener Wärmeerzeuger.

Der Einsatz konventioneller Wärmepumpen in der Sanierung von Mehrfamilienhäusern stößt allerdings an Grenzen: Sei es, dass im dicht besiedelten städtischen Raum größere Außenluftaggregate von Luftwärmepumpen nicht möglich sind. Sei es, dass Erdsonden oder Erdreichkollektoren keine realisierbare Option sind.

PVT und Wärmepumpen

Ein wirtschaftlicher Lösungsansatz hierfür sind mit PVT (Luft-Sole-Kollektoren) betriebene Wärmepumpen. Trotzdem stellen die Sanierungen Wohnbaugesellschaften, Planungsbüros und Installationsbetriebe vor große Herausforderungen: Die Umsetzung ist jedes Mal ein neuer Einzelfall und daher aufwendig, und es fehlt an notwendigen Fachkräften.

Im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt Dynoptsan sollen diese Hindernisse mit drei Zielen überwunden werden:

  • Entwicklung von standardisierten Sanierungskonzepten für die wichtigsten Bestandsfälle, basierend auf PVT-Wärmepumpensystemen und optional mit PCM-Speichern,
  • Entwicklung eines digitalen Sanierungsassistenten, der durch den Prozess von der Erstberatung und Konzeptauswahl bis zur Planerstellung unterstützt,
  • Entwicklung eines Betriebsmanagementsystems für Betreiber von Heizungen, mit automatischer herstellerunabhängiger Betriebsüberwachung und prädiktivem Energiemanagement zum Beispiel hinsichtlich Kosten oder Netzbelastung.

20 Demoprojekte geplant

Die entwickelten Konzepte werden im Rahmen von etwa 20 Demonstrationsobjekten sukzessive umgesetzt. Davon werden zehn mit spezieller Messtechnik ausgestattet. Projektpartner sind neben Consolar die Universität Paderborn, das Fraunhofer IOSB, die Firma Esda (PCM-Speicher), das Planungsbüro Solares Bauen und – assoziiert – der Energiemanagement­anbieter Enisyst.

Im Folgenden werden vier im Projekt spezifizierte Sanierungskonzepte und zu jedem Konzept ein realisiertes oder sich in der Planung/Umsetzung befindliches Beispiel vorgestellt:

  • A: hybride Wärmeversorgung mit PVT-Wärmepumpe und Spitzenlastkessel,
  • B: monoenergetische Versorgung mit zentralem PVT-Wärmepumpensystem,
  • C: Etagenheizungen mit monoenergetischen dezentralen Wärmepumpen und zentralem PVT-Kollektorfeld,
  • D: kaltes Nahwärmenetz mit gekoppelten PVT-Kollektoren und monoenergetischen dezentralen Wärmepumpen.

In allen vier Konzepten kann optional ein PCM-Speicher entweder auf der Quellenseite oder als Heizungs- oder Warmwasserpufferspeicher eingesetzt werden. Hierzu gibt es aktuell allerdings kein konkret geplantes Projekt.

Einfache Installation als Ziel

Zu den Arbeiten der Standardisierung gehört auch die Vereinfachung der Montage der PVT-Kollektoren und die Ermöglichung der Montage auch an der Fassade. Falls das Gebäude erst im zweiten Schritt gedämmt werden soll, stellt sich eine besondere Herausforderung, für die ein neues Montagekonzept vorgestellt wird.

Das Warmwasserversorgungskonzept hat bei Mehrfamilienhäusern zentralen Einfluss auf die Effizienz des Betriebs. Auch hier wurden vier Konzepte als Standard definiert, von denen eines in dem Beitrag gezeigt wird.

Abschließend werden die im Projekt ausgearbeiteten Konzepte zur digitalen Unterstützung des Auswahl- und Planungsprozesses sowie des Betriebsmanagements erläutert.

A: Hybrid aus PVT-Wärmepumpe und Spitzenlastkessel

Bei diesem Konzept wird zunächst das fossile Heizsystem durch eine Wärmepumpe mit PVT-Kollektorfeld ergänzt. Die Wärmepumpe muss meist nur 35 bis 50 Prozent der Heizlast abdecken, um insgesamt mehr als 65 Prozent der Heizenergie zu liefern. Die reduzierte Leistung und damit Größe der Wärmepumpe und des PVT-Kollektorfelds als alleinige Wärmequelle der Wärmepumpe führt zu moderaten Investitionskosten und guter Wirtschaftlichkeit.

Seit Mitte 2024 befindet sich die Sanierung eines Mehrfamilienhauses der Bauverein AG in Darmstadt gemäß diesem Konzept in Planung. Es handelt sich um ein Gebäude Baujahr 1961 (teilsaniert 2016) mit 1.000 Quadratmetern beheizter Wohnfläche für 16 Wohnungen, das aktuell mit einem Gaskessel mit 65 Kilowatt beheizt und mit Warmwasser versorgt wird.

Warmwasser zentral erzeugt

Der Jahreswärmebedarf der Heizung beträgt 97.600 Kilowattstunden bei einer Heizkreisvorlauftemperatur von 65 Grad Celsius. Der Jahreswärmebedarf für das Warmwasser beträgt 42.550 Kilowattstunden. Die Warmwasserbereitung erfolgt über einen zentralen Warmwasserspeicher mit 500 Litern und Zirkulationsleitung. Für die Heizungsversorgung gibt es bislang keinen Pufferspeicher. Für die erneuerte Heizung wurden folgende Komponenten geplant:

  • 51 Quadratmeter PVT-Kollektoren (21 Solink-Wärmepumpenkollektoren mit je 2,4 Quadratmetern),
  • Aufdachmontage, Ausrichtung Süd-West, Dachneigung: 30 Grad,
  • Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 17,6 Kilowatt (B0/W35),
  • Gaskessel 69,9 Kilowatt (40/30 Grad Celsius) bzw. 64,5 Kilowatt (80/60 Grad Celsius),
  • 283-Liter-Pufferspeicher (Heizung),
  • 922-Liter-Speicher (Warmwasser).

Planung digitalisiert

Im Rahmen des Dynoptsan-Projekts wurde das Dachbelegungs- und Statikprogramm Sunoptimo für Solink-PVT-Wärmepumpenkollektoren weiterentwickelt. Hiermit wurden die Dachbelegung und die statische Auslegung für das Objekt geplant.

Die geplante Anlage wurde in Polysun simuliert und soll mit wenigen Veränderungen so umgesetzt werden. Die Simulationsergebnisse sind in unten stehender Tabelle dargestellt.

B: Monoenergetische Versorgung

Einige kommunale Wohnbaugesellschaften sehen angesichts des Auftrags von Stadt, Land und Bund, ihren Gebäudebestand bis 2045 klimaneutral umzubauen, in der bis dahin verbleibenden Zeit keine finanziellen und personellen Kapazitäten, ein Gebäude „zweimal anzufassen“. Dies gilt insbesondere in Baden-Württemberg, wo bereits bis 2040 Klimaneutralität erreicht sein soll.

Somit streben diese Wohnbaugesellschaften Konzepte an, bei denen sofort auf eine bis 2040 oder 2045 klimaneutrale Lösung umgestellt wird, entweder auf Nah-/Fernwärme oder auf Wärmepumpen. Dafür werden an der Gebäudehülle meist nur die Maßnahmen umgesetzt, die ohnehin aktuell oder in Kürze anstehen wie eine Dachsanierung oder die Fassadendämmung, wenn das Gebäude ohnehin neu gestrichen oder verputzt werden muss.

Effizienter Betrieb der Wärmepumpe

Dazu kommen Maßnahmen, die mindestens nötig sind, um den effizienten Wärmepumpenbetrieb zu ermöglichen. Dazu gehören der Austausch einzelner Heizkörper durch großflächigere Modelle und der hydraulische Abgleich, um Vorlauftemperaturen von maximal 55 Grad Celsius im Heizkreis zu erreichen.

In jedem Fall beruht das zweite Standardkonzept darauf, dass die zentrale Komplettversorgung des Hauses mit einer Wärmepumpe mit PVT-Kollektoren erfolgt, ohne weiteren ergänzenden Wärmeerzeuger und ohne zweite Niedertemperatur-Wärmequelle für die Wärmepumpe.

Gemäß diesem Sanierungskonzept wurde 2020 ein Mehrfamilienhaus in Heitersheim (Südbaden) energetisch kernsaniert. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Mindestmaßnahmen wurde eine komplette Sanierung der Gebäudehülle vorgenommen. Im Zusammenspiel mit dem Solink-Wärmepumpensystem gelang es, den Effizienzhaus-40-Standard mit vertretbaren Kosten zu erreichen.

Sechs Wohnungen modern versorgt

Seit Dezember 2020 versorgt die PVT-Wärmepumpenanlage sechs Wohnungen mit einer Gesamtfläche von 560 Quadratmetern mit Strom und Wärme. Insgesamt 28 Solink-Kollektoren versorgen eine 17-Kilowatt-Wärmepumpe.

Eine zentrale Frischwasserstation übernimmt in Kombination mit einem 1.000-Liter-Speicher die Warmwasserversorgung des Gebäudes. Die Verteilung erfolgt über ein Vierleitersystem. Für den Heizkreislauf wurde ein 800 Liter großer Pufferspeicher installiert. Die Beheizung der Wohnungen erfolgt über Fußbodenheizungen, die alternativ zur Kühlung genutzt werden können.

Anlagendaten ausgewertet

2022 wurden im Projekt Integra TE die Anlagendaten ausgewertet und mit den Simulationen verglichen. Dabei ergab sich weitgehende Übereinstimmung der Jahresarbeitszahl (JAZ) des Monitorings von 3,7 mit der Simulation mit 3,8. Dies ist in Anbetracht des anteilig hohen Warmwasserverbrauchs (54 Prozent) ein sehr gutes Ergebnis.

Da keine Monitoringdaten zum Ertrag der Photovoltaikmodule vorlagen, wurde der PV-Ertrag aus der Simulation entnommen, sodass die JAZ mit Berücksichtigung des Solarstroms, der direkt in die Wärmepumpe eingespeist wird, mit etwa 4,6 bis 4,8 angenommen werden kann.

C: Etagenheizungen mit Wärmepumpen und PVT-Kollektoren

Bei Etagenheizungen ist der Umbau auf ein zentrales Heizsystem oft aufwendig. Eine Alternative sind kleine, dezentrale Sole-Wärmepumpen in den Wohnungen anstelle der Gastherme. Die Wärmepumpen werden thermisch über eine Soleleitung versorgt, die entweder im nicht mehr benötigten Kamin oder an der Fassade verlegt wird. Die Sole wird im PVT-Kollektorfeld auf dem Dach oder an der Fassade erwärmt.

Seit Mitte 2024 befindet sich die Sanierung eines Mehrfamilienhauses in Frankfurt am Main gemäß diesem Konzept in Planung. Es handelt sich um ein Gebäude (Baujahr 1907) mit 770 Quadratmetern beheizter Wohnfläche für sechs Wohnungen einer Eigentümergemeinschaft, das aktuell mit Wohnungsgasthermen beheizt und mit Warmwasser versorgt wird. Der gesamte Jahreswärmebedarf für Heizung und Warmwasser beträgt 92.200 Kilowattstunden.

Individueller Fahrplan für Sanierung

Für das Gebäude wurde ein individueller Sanierungsfahrplan erstellt. Neben dem Austausch der Gasthermen werden folgende Maßnahmen empfohlen: Dämmung des Daches vor der Montage der PVT-Kollektoren sowie Dämmung der Kellerdecke.

Da beim aktuellen Verbrauch des Hauses und dem Anschluss aller Wohnungen die Dachfläche für die notwendige Kollektorfläche nicht ausreichen würde, wird zusätzlich die Montage der Kollektoren an der Fassade geprüft. Dabei soll nicht die gesamte Fassade des Gebäudes gedämmt werden, aber gegebenenfalls hinter den Kollektoren, wie weiter unten dargestellt. Es ist geplant, die ungedämmten Soleleitungen an der Fassade zu verlegen.

D: Kaltes Nahwärmenetz mit PVT und Wärmepumpen

Ist bei der Sanierung ein Nahwärmenetz geplant, kann vorteilhaft ein kaltes Netz eingesetzt werden, das durch PVT-Kollektoren dezentral, zentral oder kombiniert versorgt wird. Bei dezentral auf den Gebäuden montierten PVT-Kollektoren erfolgt die Versorgung der Wärmepumpe prioritär durch PVT direkt. Überschüsse werden ins Netz eingespeist, Unterdeckung kann durchs Netz ausgeglichen werden.

In Offenbach an der Queich wurde 2020 ein neues Rathaus gebaut, das mit 200 Quadratmetern PVT auf dem Dach und einer Sole-Wasser-Wärmepumpe (51 Kilowatt) beheizt und gekühlt wird.

Rathaus als Beispiel

Von Anfang an war geplant, das Rathaus im zweiten Schritt in ein noch zu errichtendes kaltes Nahwärmenetz zu integrieren, das mittlerweile gebaut wurde. Aktuell werden weitere kommunale Gebäude im Queichtalzentrum angeschlossen: Rathaus, Feuerwehr, Kita, Freibad, Sporthalle (Bestands- und Neubau), Vereinsheim Sportplatz und Festhalle (Neubau). Als Quellen dienen neben PVT auf dem Rathaus drei Grundwasserbrunnen. In den weiteren Ausbaustufen sind Erdwärmesonden vorgesehen.

Wohnhäuser an Nahwärme anschließen

Weiterhin sollen Wohnhäuser eines Straßenzugs über das kalte Nahwärmenetz versorgt werden. Im Zuge der Straßensanierung wurden bereits die Rohre des kalten Netzes mitverlegt. Die Gebäude auf der Südseite wurden in den 1970er-Jahren gebaut, auf der Nordseite in den 1990er Jahren. Die bisherige Versorgung beruht überwiegend auf Gas, vereinzelt auf Öl.

20 Anlieger haben einen Anschluss auf das Grundstück vorverlegen lassen, als Option auf eine spätere Nutzung. Bei fünf Objekten besteht konkretes Interesse an der zeitnahen Nutzung.

Alle Gebäude sind reine Abnehmer

Alle Gebäude werden als reine Abnehmer ans Netz angeschlossen, ohne eigene PVT-Anlage auf dem Dach. Die Besitzer, die ihr Haus anschließen, bauen jeweils selbst eine Wärmepumpe ein. Zunächst wurde untersucht, ob die Wärmepumpe vom Versorger gestellt werden kann, wegen des hohen Bedarfs an individueller Abstimmung (unterschiedliche Verbräuche durch Anbauten oder unterschiedliche Sanierungsgrade) wäre das aber zu aufwendig.

In der Nachbarschaft zum Rathaus gibt es eine weitere Straße mit interessierten Anliegern. Hier gibt es aber noch keine konkreten Ausbaupläne. In den nächsten Jahren plant die Gemeinde, weitere Straßen zu sanieren, und möchte dort die Leitungen ebenfalls anbinden.

Konzepte zur Warmwasserbereitung

Bei Energiekonzepten mit zentraler Wärmeversorgung ist die Warmwasserbereitung insbesondere mit Wärmepumpen oftmals ein für die Effizienz und damit den Energieverbrauch entscheidender Faktor. Der Legionellenschutz verlangt Temperaturen am Austritt des Trinkwassererwärmers von mindestens 60 Grad Celsius.

Dies führt zu ungünstigen Betriebspunkten der Wärmepumpe, insbesondere, wenn keine Trennung der Temperaturen für Warmwasser und Heizung vorliegt und somit auch die Heizung immer mit mehr als 60 Grad Celsius betrieben werden muss.

Es wurden vier Warmwasserkonzepte für die Sanierung als Standard definiert, um die Versorgung mit guter Effizienz zu ermöglichen. Je nach Bestandssituation wird eines dieser Konzepte gewählt:

  • Vierleitersystem mit zentraler Warmwasserbereitung über Frisch­wasserstation,
  • Vierleitersystem mit dezentraler Warmwasserbereitung über Frisch­wasserstationen,
  • Zweileitersystem mit dezentralen Warmwasserspeichern und zyklischer Nachheizung,
  • Zweileitersystem mit dezentralen Frischwasserstationen und nach­geschalteter elektrischer Nachheizung.

Als Beispiel sei das vierte Konzept dargestellt. Der Heizkreis wird gleitend betrieben. Im Winter sind die Temperaturen teilweise so hoch, dass die Warmwassertemperatur am Austritt des Wärmetauschers auch ohne aktiven Durchlauferhitzer ausreichend hoch ist. Sinkt sie unter den Mindestwert ab, hebt der elektrische Durchlauferhitzer die Temperatur an.

Wird die Anlage in Verbindung mit PVT und Energiemanagement betrieben, wird der Pufferspeicher im Sommer mit selbst erzeugtem Stromüberschuss von der Wärmepumpe aufgeheizt. Auch dann müssen die elektrischen Durchlauferhitzer nur selten anspringen.

Montage für spätere Dämmung

Speziell das Konzept A der zweistufigen Sanierung (Hybridanlage) wirft die Frage auf, wie erreicht werden kann, dass durch die Montage der PVT-Kollektoren auf einem ungedämmten Gebäude die Dämmung der Gebäudehülle im zweiten Schritt nicht verhindert wird. Für diese Anforderung wurde für die Fassadenmontage der Kollektoren ein spezielles Konzept entwickelt.

Die Montageschienen werden auf Holzbalken geschraubt, die den für eine spätere Dämmung der restlichen Fassade gewünschten Abstand herstellen. Der Bereich zwischen den Balken, zu dem nach Montage der Kollektoren kein Zugang mehr besteht, wird gedämmt und durch eine Unterspannbahn sowie oben durch eine Blechabdeckung vor Feuchtigkeit geschützt.

Die spätere Dämmung der gesamten Fassade kann dann seitlich an die Balken anschließen. Die PVT-Kollektoren benötigen auf der Rückseite eine gute Hinterlüftung, weshalb die Integration in die Dämmhülle nicht möglich ist.

Sanierungsassistent und Betrieb

Im nächsten Schritt werden die beschriebenen Sanierungskonzepte mit ihrer Wirkung auf Energieverbrauch und Energiekosten, CO₂-Emissionen und indikative Sanierungskosten beschrieben. Im digitalen Sanierungsassistenten werden für ein vorgegebenes Bestandsgebäude unterschiedliche infrage kommende Konzepte simuliert und das geeignete vorgeschlagen.

Neben den vier PVT-Konzepten sollen herkömmliche Wärmeversorgungssysteme wie Luft-Wärmepumpe mit oder ohne Photovoltaikanlage oder der Anschluss an Nah-/Fernwärme berücksichtigt werden. Weiterhin sollen Dämmmaßnahmen abgebildet sein.

Software hilft bei der Planung

Das ausgewählte Konzept kann im Anschluss mit allen dazu hinterlegten Daten konkretisiert und in die digital unterstützte Planung gebracht werden. Dazu gehört das oben erwähnte Planungstool zur Belegungsplanung für die PVT-Kollektoren. Hier wird zurzeit daran gearbeitet, auch die Planung und hydraulische Dimensionierung der Rohrleitungen in das Programm zu integrieren.

Weiter sollen mit der geplanten Dach- und Fassadenbelegung und den konkret ausgewählten Komponenten wie Kollektortyp, Wärmepumpe und Speicher die Anlage simuliert und Verbrauch, Erträge und Wirtschaftlichkeit spezifisch ermittelt werden können.

Betriebsmanager in Entwicklung

Zur einfachen standardisierten Umsetzung der Konzepte auf der Steuerungs- und Regelungsseite ist ein lokaler Betriebsmanager bei Enisyst in Entwicklung, in Abstimmung mit dem IOSB und Consolar. Diese lokale Steuerungs- und Regelungshardware kommuniziert mit dem cloudbasierten Dynoptsan-Energiemanager, der am IOSB entwickelt wird und die dort ermittelten optimierten Betriebsfahrpläne in Form von Solltemperaturanhebungen umsetzt. Dabei arbeitet er herstellerunabhängig und kompatibel mit den wichtigsten Wärmepumpen, Heizkesseln und Batteriespeichern/Wechselrichtern am Markt.

Die Kommunikation mit den Wärmeerzeugern erfolgt über Modbus-Anbindung. Die von Consolar entwickelte Logik für den Betrieb von Wärmepumpen mit PVT-Kollektoren wird integriert. Für die Grundeinstellungen für Heizung und Warmwasser wie Heizkurve, Warmwasser-Solltemperatur, Zeitprogramme gibt es eine identische Oberfläche für alle Wärmeerzeugerfabrikate, was für Hausverwalter ein großer Vorteil ist. Über den Cloud-Energiemanager werden die realen Verbrauchs- und Ertragswerte mit den Simulationen verglichen und größere Abweichungen angezeigt.

Foto: Consolar

Foto: Consolar

Foto: Consolar

Foto: Consolar

Foto: Consolar

Kollektorplanung an der Fassade (links Südfront, rechts Ostfassade).

Foto: Consolar

Kollektorplanung an der Fassade (links Südfront, rechts Ostfassade).

Polysun

Ergebnisse der Simulation

Solar Investors Guide Podcast

Hochgradig energieautarke Wohngebäude mit Timo Leukefeld

Video-Podcast: Professor Timo Leukefeld erläutert im Gespräch sein Konzept für nahezu autarke Gebäude, die das Stromnetz schonen und ihm zugleich dienen. Mit Photovoltaik, leistungsstarken Stromspeichern, Infrarotheizflächen und solarelektrischer Warmwasserbereitung sinken die Kosten für Energie und Emissionen – auf beinahe null. Zugleich steigt die Mietrendite und somit der Anreiz für Neubau oder Sanierung des Bestands. Weniger Technik – höherer Komfort, mehr Rendite. Das ist der Schlüssel zu bezahlbarem Wohnraum. Dauer der Podcastfolge: 1:02:25 Minuten

Foto: Matthias Schur/Mays/privat

Sunmaxx

Zertifizierung nach Solar Keymark bestätigt

Der Anbieter von PVT-Kollektoren aus dem sächsischen Ottendorf-Okrilla hat umfangreiche Felddaten aus installierten Systemen veröffentlicht. Im Fokus stehen hierbei die unabgedeckten und ungedämmten PVT-Kollektoren Sunmaxx PX-1 mit flachem, vollflächig ans Photovoltaiklaminat angebundenem Absorber als Wärmequelle für Sole-Wasser-Wärmepumpen.

Die Messungen zeigen, dass auch im Winter stabile Quellentemperaturen für die Wärmepumpe im monovalenten Betrieb erreicht werden. Bei Sonneneinstrahlung liegen die Quellentemperaturen deutlich über der Umgebungstemperatur, ohne Einstrahlung nur wenige Kelvin darunter. Die untersuchten PVT-Anlagen wurden mit zwei bis 4,5 Quadratmetern pro Kilowatt Heizleistung der Wärmepumpe (bei B0/W35) dimensioniert. Selbst in der sehr kalten Heizperiode im Winter 2025/26 wurden Arbeitszahlen größer als 4,5 im monovalenten Betrieb bei einer Dimensionierung von nur 2,8 Quadratmeter PVT-Kollektoren pro Kilowatt Heizleistung erzielt.

Die Daten stammen aus realen Projekten im laufenden Betrieb unter tatsächlichen Witterungsbedingungen auf dem Dach. Die Veröffentlichung erfolgte in Zusammenarbeit mit dem SPF Institut für Solartechnik in Rapperswil, Schweiz. Das Institut führte die Rezertifizierung der Sunmaxx-PVT-Module mit dem Solar-Keymark-Label durch. Die Verlängerung bestätigt die hohe Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Normkonformität der in Sachsen gefertigten Hybridmodule.

Mit der Rezertifizierung stärkt Sunmaxx seine Position als verlässlicher Partner für die Dekarbonisierung von Gebäuden, Industrieprozessen sowie kommunalen Nah- und Fernwärmenetzen. Gleichzeitig unterstützt das Zertifikat die Förderfähigkeit, Investitionssicherheit und den beschleunigten Markthochlauf von PVT-Systemen für die Wärmewende.

The smarter E Europe

Warmwasser und Heizung mit Sonnenstrom

Zur Messe in München gibt es erstmals ein besonderes Forum zur solarelektrischen Wärmetechnik. Sie nutzt Sonnenstrom zur Versorgung von Gebäuden – und bietet Installateuren ein neues Betätigungsfeld. Merken Sie sich diesen Termin für Ihren Messebesuch vor!

Am 23. Juni 2026 findet im Intersolar Forum (Stand A3.150) eine spannende Vortragsreihe zur E-Wärme statt. Zwischen 13:30 Uhr und 15 Uhr dreht sich dort alles um Infrarotheizungen, elektrische Direktheizungen und Heizstäbe für Warmwasser und Raumwärme. Sie nutzen den Sonnenstrom direkt, um saubere und kostengünstige Wärme zu erzeugen.

Früher galt elektrischer Strom als zu kostbar, um verheizt zu werden – bis Atomstrom in Nachtspeicheröfen genutzt wurde. Heute bieten sich durch Photovoltaik und dynamische Stromtarife sehr preiswerte Stromquellen an.

In Verbindung mit Batteriespeichern lassen sich durch elektrische Wärmetechnik sehr preiswerte Versorgungskonzepte realisieren – im Eigenheim, im Geschosswohnbau, in Gebäuden von Gewerbe, Industrie und Kommunen.

Die solarelektrische Versorgung steigert den Eigenverbrauch von Solarstrom, senkt externen Energiebedarf und macht dynamische Stromtarife attraktiv. Sie bietet den Solarteuren neue Möglichkeiten, die Wünsche ihrer Kundschaft auf vielfältige und effiziente Weise zu bedienen.

Adolf-Goetzberger-Preis

Ulrich Leibfried für PVT-­Kollektor Solink ausgezeichnet

Der Gründer und Geschäftsführer von Consolar macht sich seit Jahrzehnten für Solarthermie und Wärmepumpen stark. Die Jury würdigte den PVT-Kollektor Solink, der Abwärme von Solarpaneelen auf dem Dach einsammelt und in den Vorlauf von Sole-Wärmepumpen speist. Er revolutioniert die saubere Wärmeversorgung von Gebäuden.

Zwar wird der Adolf-Goetzberger-Preis beim PV-Symposium in Bad Staffelstein verliehen, aber er ist nicht auf Photovoltaik beschränkt. „Professor Goetzberger selbst wollte immer die Sonnenenergie fördern“, erzählte Thomas Nordmann zum Auftakt der Preisverleihung. „Also auch Wärme oder andere Anwendungen.“

Nordmann ist Vorsitzender des Kuratoriums der Adolf-Goetz­berger-­Stiftung, die den Preis in diesem Jahr zum zweiten Mal verlieh. Die hochkarätig besetzte Jury wurde von Winfried Hoffmann geleitet. Er würdigte Leibfried als Vorreiter einer sauberen Wärmeversorgung. „Solink ist ein stimmiges Gesamtsystem, das die Flächenkonkurrenz auf dem Dach zwischen Solarstrom und Solarwärme beseitigt“, begründete er die Auszeichnung. „Durch die Skalierung der Fertigung können die Preise so weit sinken, dass sich ein großer Markt öffnet.

Der PVT-Wärmepumpenkollektor Solink wurde 2024 entwickelt. 2025 wurde bei der Firma AKG in Nordhessen eine moderne Fabrik eingeweiht, um die Komponenten in Deutschland zu fertigen. Solink ist die neueste Innovation von Consolar, das auf mehr als 33 Jahre zurückblicken kann.

Ulrich Leibfried hat das Unternehmen gemeinsam mit Partnern im Jahr 1994 gegründet. 33 Jahre nach der Gründung hält er 33 Patente oder hat Patente angemeldet. Mehrere Generationen von solarthermischen Kollektoren, Hybridkollektoren, thermischen Speichern und die Wärmepumpe Solaera haben die Solarbranche wesentlich geprägt und vorangebracht.

Leibfried traf 1992 erstmals mit Professor Goetzberger zusammen, beim zweiten Symposium für Solarthermie im Kloster Banz. Nun blickt er auf mehr als drei Jahrzehnte zurück, auf zahlreiche Auszeichnungen und Preise der Fachwelt und des Landes Baden-Württemberg. Der mit 25.000 Euro dotierte Adolf-Goetzberger-Preis krönt diese Karriere, deren Ende nicht in Sicht ist.

Die Adolf-Goetzberger-Stiftung ist gemeinnützig und kann für Spenden steuerlich abzugsfähige Quittungen ausreichen. Professor Adolf Goetzberger war Gründer und viele Jahre Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Er starb 2023.

Foto: Velka Botička

Austria Solar/Solar Solutions Wien

Mehr Energie vom Dach mit PVT

Auf der Solar Solutions in Wien wurden zahlreiche Innovationen vorgestellt und diskutiert. Roger Hackstock von Austria Solar legte den Schwerpunkt seines Vortrages auf PVT-Module, die Photovoltaik und Solarthermie intelligent kombinieren. Der Wärmetauscher auf der Rückseite sammelt die Abwärme der Solarzellen und bietet dem Heizsystem zwischen 40 und 60 Grad Celsius an. Wärmepumpen können die Temperaturen leicht auf höhere Temperaturen für den Heizungsvorlauf heben.

Zudem helfen PVT-Module, den Aufwand für Bohrungen um bis zu drei Viertel zu senken, wenn Wärmepumpen mit Erdwärme zum Einsatz kommen. Luft-Wasser-Wärmepumpen kommen bei höherem Leistungsbedarf im Mehrgeschosswohnungsbau oder bei Prozesswärme für die Industrie schnell an ihre Grenzen.

Erdwärmepumpen sind deutlich leistungsfähiger, brauchen aber Bohrungen oder großflächige Kollektoren im Erdreich, um es als Wärmequelle zu nutzen. Dieser Aufwand wird bei höheren Heizleistungen teuer. Gekoppelt mit PVT lassen sich bis zu 75 Prozent der Bohr­meter einsparen.

Dagegen haben PVT-Module einige Probleme nicht, die den Einsatz von thermischen Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren in der Vergangenheit erschwerten. Der Wärmetauscher hinterm Solarmodul ist meist ein Blech mit dünnen Leitungen, nur wenige Millimeter oder Zentimeter flach. Darin zirkuliert eine geringe Wassermenge, um die Wärme hydraulisch abzuführen.

Weil die Temperaturen relativ niedrig bleiben, können diese Systeme nicht überkochen. Die sogenannte Stagnation war ein Problem, das den Einsatz von thermischen Kollektoren begrenzte. Denn es wurden große thermische Speicher benötigt, um die Wärme im Sommer irgendwie vom Dach zu bekommen.

Die hydraulischen Speicher für PVT-Systeme legt man hingegen nach dem Optimum für die Wärmeversorgung aus. Das spart erhebliche Kosten. Zudem sind die Drücke im System viel geringer als in der Vergangenheit, was die Lebensdauer der Wärmetauscher, der hydraulischen Leitungen und Pumpen deutlich erhöht.

In seinem Vortrag präsentierte Roger Hackstock sehr spannende Beispiele aus Österreich, bei denen es mit PVT und Wärmepumpen gelungen ist, die Versorgung größerer Gebäude und Quartiere komplett aus Photovoltaik, Sonnenwärme und Wärmepumpen zu sichern. Öl und Gas gehören der Vergangenheit an. Hier können Sie die Folien des Vortrags kostenfrei laden:

Foto: Sunmaxx

Spezial zur E-Wärme

Solare Wärmetechnik für Neubau und Bestand

Solare Dächer und Fassaden bringen die Wärmewende in Schwung. Denn Sonnenstrom bietet eine günstige und saubere Alternative zu Gas und Öl. Mittlerweile bietet der Markt viele erprobte Lösungen an, um die Wünsche der Kundinnen und Kunden nach hohem Wärmekomfort zu erfüllen – ohne Emissionen. Für Sie zum kostenfreien Download!

Elektrische Infrarotheizungen und Flächenspeicherheizungen lösen wassergeführte Heizsysteme mit Gasthermen und Ölkesseln ab. Der Aufwand zur Modernisierung von Bestechungsgeld ist deutlich geringer als beispielsweise bei Wärmepumpen.

Sinnvoll ist, die elektrische Heiztechnik weitgehend mit Sonnenstrom vom eigenen Dach und der Fassade zu speisen. Im Winter werden dynamische Stromtarife ausgenutzt, um die Energiekosten niedrig zu halten.

Win-Win für Mieter und Vermieter

Solche Konzepte erlauben es vor allem, den Wohnungsbestand in Städten und Ballungsräumen zu modernisieren. Ab 2027 steigen die Abgaben für Emissionen, wächst der Druck, Öl und Gas in der Wärmeversorgung zu ersetzen.

Mit solarelektrischen Konzepten ist die Umrüstung mit überschaubarem Aufwand möglich. Zugleich sinken die Energiekosten für Millionen Mieterinnen und Mieter – und die Mietrendite für die Vermieter steigt.

Warmwasser mit Sonnenstrom

Vielerorts praktiziert wird bereits die Erzeugung von Warmwasser mit Sonnenstrom vom eigenen Dach. Mit elektrischen Einschraubheizstäben wird der saubere Strom genutzt, um Trinkwasser auf Temperatur zu bringen.

Dadurch steigt der Eigenverbrauch des Sonnenstroms im Gebäude. Allein dadurch lassen sich erhebliche Kosten bei Gas und Öl sparen, ebenso beim Betrieb von Wärmepumpen im Sommer.

Aus dem Inhalt:

  • Solarisierte Gebäude beleben das Baugeschäft,
  • Weniger Technik, geringere Kosten, höherer Komfort,
  • Mehrgeschosser solarelektrisch modernisieren,
  • Warmwasser mit Sonnenstrom und dynamischen Stromtarifen,
  • Höherer Eigenverbrauch durch E-Wärme,
  • Neue Produkte für E-Wärme.

Hier können Sie das Spezial kostenfrei downloaden:

Foto: Matthias Schur/GEM

Autorinnen und Autoren

Dr.-Ing. Ulrich Leibfried
ist als geschäftsführender Gesellschafter für Forschung & Entwicklung, Produktmanagement und Produktion bei Consolar Solare Energiesysteme verantwortlich. Seit seinem Maschinenbaustudium in Karlsruhe und Lyon beschäftigt er sich mit Solartechnik und hat in diesem Bereich auch promoviert. Leibfried hat mehrere richtungweisende Neuentwicklungen geleitet und ist Inhaber zahlreicher Patent-Schutzrechte.

Stadt Loerrach/Alexander Fessler

Harshvadan Modi
arbeitet als Entwicklungsingenieur bei Consolar und beschäftigt sich mit der Simulation verschiedener Energiekonzepte und -systeme. Nach seinem Masterstudium in Renewable Energy Engineering and Management war er für das Institut für Solarforschung Hameln tätig. Beim Wettbewerb Solar Decathlon Europe gewann Modi mehrere Preise für Solar- und Energiekonzepte.

privat

Aaron Podmore
arbeitet bei Consolar Solare Energiesysteme als Produktmanager für effiziente solarthermische und PVT-Wärmepumpensysteme und ist zuständig für die Entwicklung und Optimierung von Steuerungs- und Hydraulikkonzepten. Nach seinem Masterstudium in Erneuerbaren Energien spezialisierte er sich auf Solarthermie.

privat

Andreas Siegemund
ist als geschäftsführender Gesellschafter für Vertrieb und Marketing verantwortlich. Nach seinem Diplom in Maschinenbau arbeitete er zunächst im Energiereferat der Stadt Frankfurt am Main, bevor er 1994 mit drei weiteren Ingenieuren, darunter Ulrich Leibfried, die Firma Consolar gründete.

Consolar

Amandine Tupine
ist Entwicklungsingenieurin für Montagesysteme und für die Fassadenmontage zuständig. Sie hat ihren Master in Erneuerbare Energien in Chambéry absolviert und danach zu Solartechnik geforscht sowie im Klima- und Naturschutz gearbeitet.

K. Kossmann

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