Experten der Technischen Universität (TU) Dresden haben im Auftrag des Herstellers Lucht LHZ eine Vergleichsstudie zur Wirtschaftlichkeit von Elektroheizungen durchgeführt. Sie zeigt, dass E-Heizsysteme mit thermischem Speicher (zum Beispiel keramische Schamottplatten) wirtschaftliche Vorteile bieten.
Lucht LHZ legt im ersten Halbjahr kräftig zu
Insbesondere in der Kombination mit dynamischem Stromtarif und eigener Photovoltaikanlage werden nachweislich Heizkosten eingespart. Das untersuchte Heizsystem mit integriertem Doppelspeicher aus keramischen Platten hat einen reduzierten Energiebedarf und zeigt zudem Vorteile bei der Lastverschiebung. Das entlastet nicht nur das Stromnetz, sondern auch den Geldbeutel der Nutzerinnen und Nutzer.
Lucht LHZ bringt neues E-Heizsystem
E-Heizungen können das Stromnetz stabilisieren
Im Zuge der Energiewende werden flexible Energiesysteme immer wichtiger, um Erzeugung und Verbrauch von Strom besser aufeinander abzustimmen. Elektrische Heizsysteme können zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen, indem sie Lastspitzen reduzieren und Strom flexibel nutzen. „Der schleppende Netzausbau darf nicht zum Bremsklotz der Energiewende werden“, sagt Uwe Lucht, Geschäftsführer von Lucht LHZ. „Was wir jetzt brauchen, sind flexible elektrische Heizlösungen, die Strom dann aufnehmen, wenn er günstig und verfügbar ist, ihn als Wärme speichern und später nutzbar machen. So wird Heizen nicht nur netzdienlich, sondern durch dynamische Stromtarife auch wirtschaftlich attraktiver für die Nutzerinnen und Nutzer.”
Elektroheizungen einfach und effizient mit Solarstrom kombinieren
Studie bildet Betrieb realistisch ab
Bei der Untersuchung wurden mehrere elektrische Heizsysteme mit einer angenommenen Betriebsdauer von vier Stunden im Innenklimaraum des Combined Energy Lab der TU Dresden getestet. Der untersuchte Raum hat eine Heizlast von 1.500 Watt. Zur Abbildung realistischer Betriebsbedingungen im Bestandsgebäude von kaltem Winter bis hin zur Übergangszeit wurden drei Teillastfälle mit 85, 60 und 25 Prozent definiert. Jeder Lastfall umfasste eine Belade- und anschließende Nutzungsphase mit einem Sollwert von 21 Grad Celsius.
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Drei E-Heizungen und drei Szenarien
Drei verschiedene Geräte kamen zum Einsatz: eine Teilspeicherheizung (auch Flächenspeicherheizung genannt), ein Heizsystem mit thermischem Doppelspeicher (Heizgerät Dynamo von Lucht LHZ) und ein Infrarotheizsystem. Ziel der Untersuchung war die energetische und monetäre Bewertung der elektrischen Heizsysteme.
Lucht LHZ baut Fertigung von E-Heizungen aus
Für die Berechnung der Wirtschaftlichkeit wurden drei Szenarien betrachtet, darunter ein konstanter Strompreis, ein dynamischer Tarif mit zeitabhängigen Preisphasen sowie eine Kombination mit Photovoltaik-Eigenverbrauch und Einspeisevergütung.
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Zeitliche Verschiebung der Wärmebereitstellung
Die Studie zeigt, dass bei E-Heizsystemen mit integriertem thermischem Speicher eine zeitliche Verschiebung der Wärmebereitstellung möglich ist. Durch eine vorgelagerte Beladungsphase kann der Wärmespeicher bereits vor der Nutzungszeit aufgeladen werden. Eine vollständige Beladung dauert eine Stunde und 15 Minuten.
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Ein weiteres Ergebnis ist, dass der Einsatz dynamischer Stromtarife bei elektrischen Heizsystemen mit Wärmespeicher zu Kostenvorteilen führt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Beladung in Zeiträume mit niedrigen Strompreisen und die Nutzung in Zeiträume mit höheren Preisen fällt. Für Heizsysteme ohne integrierten Speicher können dagegen konstante Stromtarife unter den betrachteten Bedingungen vorteilhaft sein.
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Solarstrom als Wärme speichern
Auch der Einsatz einer Photovoltaikanlage kann die Wirtschaftlichkeit elektrischer Heizsysteme erhöhen, sofern ein möglichst hoher Eigenverbrauch des erzeugten Stroms erreicht wird. Dadurch reduziert sich der Netzstrombezug, was sich unter den untersuchten Bedingungen positiv auf die Heizkosten auswirken kann.
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Auch für die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage wird es künftig immer wichtiger, möglichst viel des selbst erzeugten Stroms im eigenen Haus zu nutzen – etwa in Form von Wärme. „Nach derzeitigen Plänen soll die feste Einspeisevergütung für neue Photovoltaikanlagen ab 2027 entfallen“, erläutert Uwe Lucht. „Umso wichtiger ist es für die Wirtschaftlichkeit des Energiesystems im Einfamilienhaus, möglichst viel Solarstrom selbst zu verbrauchen oder zwischenzuspeichern – zum Beispiel in Form von Wärme. Elektroheizungen mit thermischem Speicher sind dafür besonders gut geeignet.“
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Jedes E-Heizsystem hat eigenes Nutzungsprofil
Die Ergebnisse der Studie zeigen zudem, dass die Eignung der Heizsysteme stark von den Nutzungsprofilen der Räume abhängt: Infrarotheizungen sind bei zeitweise genutzten Räumen und in Neubauten besonders geeignet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Wärmeabgabe stark von der Positionierung des Heizsystems abhängig ist und Temperaturunterschiede im Raum auftreten können.
Speicherheizungen erzeugten unter den untersuchten Bedingungen eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Raum. Insbesondere unter hoher thermischer Last zeigten sie einen geringeren Energieverbrauch als Infrarotheizungen.
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Wirtschaftliche Alternative für Bestand und Neubau
Elektrische Heizsysteme sind eine echte Alternative sowohl für Bestandsgebäude und den Neubau – gerade in Kombination mit Photovoltaik und dynamischen Stromtarifen. „E-Heizung ist aber nicht gleich E-Heizung“, merkt Uwe Lucht an. „In der Studie der TU Dresden wird deutlich, dass Infrarotheizungen vor allem für zonale Wärme im Neubau sehr gut geeignet sind. Flächenspeicherheizungen sind dagegen unkomplizierte Lösungen vom Neubau bis in den Bestand. Heizsysteme mit erweitertem thermischem Speicher schaffen echte Flexibilität, ermöglichen Lastverschiebung und verbinden Wärmekomfort mit Solaranlage, dynamischen Stromtarifen und den Anforderungen des neuen Energiemarkts.” (HS)
Hier finden Sie die Studie der TU Dresden.
