Klimaanlage mit Photovoltaik betreiben
Durch den Klimawandel treten auch in Deutschland immer häufiger Temperaturen von bis zu 40 Grad im Sommer auf. Solaranlagen erweisen sich in diesem Kontext oft als vielversprechende Lösung. Solarstrom aus einer PV-Anlage kostet nur rund 8 Cent pro Kilowattstunde und ist damit deutlich günstiger als herkömmlicher Strom. Gerade für Besitzer von Klimaanlagen, die bekanntlich viel Energie verbrauchen, ist das ein klarer Vorteil.
Was auf den ersten Blick als ungewöhnliche Idee erscheint, Klimaanlagen mit Sonnenenergie zu betreiben, gewinnt an Plausibilität, wenn man sich die Effizienz von Solar-Klimaanlagen vor Augen führt. Diese arbeiten besonders effizient, wenn der Kühlbedarf am höchsten ist - vor allem an sonnigen Sommertagen.
Unser Beitrag zeigt, wie du den von deiner Photovoltaikanlage erzeugten Solarstrom effektiv zur Klimatisierung deines Hauses nutzen kannst.
Inhaltsverzeichnis
Die Klimaanlage: ein Stromfresser?
Klimaanlagen sind seit ihrer Erfindung zu Beginn des 20. Jahrhunderts durch Willis Carrier immer beliebter geworden. Sie senken die Raumtemperatur effektiv und regulieren oft auch die Luftfeuchtigkeit. Zusätzlichen bieten sie an heißen Sommertagen eine willkommene Abkühlung.
Allerding wird es schnell deutlich, dass Klimaanlagen vergleichsweise teuer sind. Mobile Geräte sind bereits ab etwa 200 Euro erhältlich, aber ihre Leistung ist auf kleinere Räume beschränkt. Leistungsstärkere mobile Varianten kosten schnell 1.000 Euro oder mehr. Fest installierte Klimaanlagen sind sogar um ein Vielfaches teurer.
Zusätzlich zu dieser Investition kommen auf die Nutzer auch noch hohe Stromkosten zu. Bei regelmäßigem Betrieb sind Ausgaben von mehreren hundert Euro zu erwarten, die bei kleineren Geräten oft die Anschaffungskosten übersteigen. Ein genauer Blick auf die Stromrechnung kann die anfängliche Freude über die kühlende Wirkung der Klimaanlage schnell in Unzufriedenheit umschlagen lassen.
Kann man eine Klimaanlage mit Solar betreiben?
Die Antwort ist ja. Die Nutzung von Solarenergie zur Kühlung kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen: durch Solarthermie und durch Photovoltaik (PV).
Im Gegensatz zur Nutzung von Solarenergie zum Heizen ist bei der Kühlung das Verhältnis von Energieerzeugung und Eigenverbrauch immer ideal. An heißen, sonnigen Tagen, wenn der Kühlbedarf besonders hoch ist, erreichen sowohl die Solarpanels einer thermischen Solaranlage als auch die Solarzellen von PV-Anlagen ihre höchste Leistung. Eine effiziente Nutzung der Sonnenenergie zur Kühlung ermöglicht nicht nur die Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks, sondern auch finanzielle Ersparnisse.
Solar-Klimaanlagen
Die Kombination von einer Klimaanlage und einer PV-Anlage nennt man auch Solar-Klimaanlage. Diese Kombination, d.h. die Nutzung von Solarstrom aus einer hauseigenen Photovoltaikanlage zur Klimatisierung, bietet eine Vielzahl von Vorteilen.
Ein Vorteil ist, dass herkömmliche Klimageräte verwendet werden können. Darüber hinaus gibt es eine große Auswahl an verschiedenen elektrischen Klimasystemen, die eine flexible Anpassung an individuelle Bedürfnisse ermöglichen. In diesem Zusammenhang ist besonders der nachhaltige und kostengünstige Betrieb mit selbst erzeugtem Solarstrom hervorzuheben.
Klimaanlagen galten früher als umweltschädlich, da sie oft die Kältemittel R410A und R32 verwendeten. Wenn man sie jedoch mit selbst erzeugtem Solarstrom betreibt, arbeiten sie nahezu klimaneutral. Dies ist sowohl bei mobilen Kühlgeräten als auch bei fest installierten elektrischen Klimageräten eine umweltfreundliche Vorgehensweise.
Mobile Klimageräte
Mobile Klimageräte sind flexibel, kostengünstig, leicht zu transportieren und sofort einsatzbereit. Sie saugen warme Raumluft an, kühlen diese und geben sie regelbar wieder ab. Es ist jedoch zu beachten, dass ihr Stromverbrauch im Vergleich zu fest installierten Geräten höher ist.
Eine Stationäre oder Split-Klimaanlage
Im Gegensatz dazu sind stationäre oder Split-Klimaanlagen feste, leistungsstarke Klimasysteme. Sie bestehen aus mehreren räumlich voneinander getrennten Komponenten. Normalerweise befinden sich außen am Gebäude ein Kompressor und eine Kältemittelpumpe. Im Inneren des Gebäudes befindet sich ein Wärmetauscher, der mit einem Ventilator kombiniert ist. Obwohl sie in der Anschaffung und Installation teurer sind als mobile Klimageräte, bieten sie einen wesentlich leiseren Betrieb innerhalb der Räume. Diese können dabei nicht nur gekühlt, sondern auch beheizt werden. Zusätzlich filtern sie Pollen und Staub aus der Luft, was besonders für Allergiker vorteilhaft ist.
Kühlen mit Solarthermie
Es gibt zwei Möglichkeiten, ein Haus mit einer Solarthermie-Anlage zu kühlen:
- In geschlossenen Verfahren werden spezielle Kältemaschinen eingesetzt, die auf Adsorption oder Absorption basieren.
- Bei offenen Systemen hingegen erfolgt die Kühlung über die Luft.
Ab- und Adsorptionsanlagen arbeiten mit einem zirkulierenden Kältemittel. Das Kältemittel nimmt die Wärme aus der Raumluft auf und gibt sie nach außen ab. Offene Systeme nutzen hingegen das Verdunstungsprinzip zur Kühlung. Sowohl Ab- und Adsorptionsanlagen als auch offene Systeme verwenden keine umweltschädlichen Kältemittel, sondern oft natürliche Kältemittel wie Wasser. Während die geschlossene Methode eine höhere Kälteleistung hat, hat die offene Methode eine etwas geringere Kälteleistung. Die geschlossene Methode hat dabei eine höhere Kälteleistung, während die offene Methode eine etwas geringere Kälteleistung aufweist.
Die Nutzung einer thermischen Solaranlage kann nicht nur zur Erwärmung von Brauchwasser genutzt werden, sondern auch zur Kühlung. Dadurch kann der Nutzungsgrad erheblich gesteigert werden. Wenn man ein Sorptionsgerät als zusätzlichen Abnehmer nutzt, kann die Solarthermie-Anlage größer dimensioniert werden. Dies führt im Winter zu einer höheren Wärmeerzeugung. Außerdem können Hitzeprobleme in den Sommermonaten vermieden werden.
Die Kombination von Solarthermie und Klimaanlage ist derzeit noch teuer. Außerdem ist die solare Kühlung noch in den Anfängen. Deshalb ist der Markt in Deutschland vergleichsweise klein, und nur wenige Hersteller bieten entsprechende Produkte an. Diese Systeme finden hauptsächlich in Bürogebäuden, Gewerbeeinheiten, Krankenhäusern oder Hotels Anwendung.
Wärmepumpe als Klimasystem
Auch die Wärmepumpe kann zur Kühlung eingesetzt werden. Diese wird dabei an das Solarsystem angeschlossen und bietet eine Alternative zum herkömmlichen Einsatz von Wärmepumpen, die in der Regel hauptsächlich für die Brauchwassererwärmung und die Beheizung von Gebäuden konzipiert sind. Außerdem haben Wärmepumpen eine besondere Eigenschaft: Ihr Kreislaufsystem ermöglicht eine äußerst effiziente Kühlung und Absenkung der Raumtemperatur. Typischerweise werden solche Wärmepumpen in Verbindung mit Flächenheizungssystemen wie beispielsweise Fußbodenheizungen eingesetzt.
Solar-Klimaanlagen und die Umwelt
Klimaanlagen galten lange Zeit als umweltschädlich, da sie chlorhaltige Kältemittel verwendeten, die die Ozonschicht beeinträchtigen können. Moderne Klimaanlagen setzen jedoch zunehmend auf umweltfreundlichere Alternativen wie Propan. Dies gilt insbesondere für spezielle Eco-Geräte, die besonders klimafreundlich sind.
Eine optimale Lösung entsteht, wenn Klimaanlagen mit einer Photovoltaikanlage und einem Stromspeicher verbunden werden. Klimaanlagen laufen normalerweise, wenn die Sonne scheint und die PV-Anlage ihre maximale Leistung erbringt. Dadurch können Überschüsse entstehen, die zeitlich mit dem Verbrauch übereinstimmen und somit einen besonders hohen Eigenverbrauch ermöglichen. Außerdem können Klimaanlagen immer häufiger mithilfe von einem Wechselrichter und Energiemanagern gesteuert werden. Mit zusätzlichen Funksteckdosen kann die Klimaanlage nur bei überschüssigem Solarstrom betrieben werden, ohne auf konventionellen Netzstrom zurückgreifen zu müssen.
Durch diese Vorgehensweise wird die effiziente Nutzung von Solarstrom optimiert. So wird ein maximaler Eigenverbrauch erreicht und der Bezug von konventionellem Kohle- oder Atomstrom aus dem öffentlichen Netz reduziert. Das hat finanzielle Einsparungen und positive Umwelteffekte zur Folge.
Fazit
Die Klimaveränderungen haben zweifellos einen deutlichen Einfluss auf unsere Erde: mehr Sonnenstunden, mehr Hitzetage und mehr Tropennächte. Als Folge davon wird die Installation von PV-gestützten Klimaanlagen in Zukunft mit der Verbreitung der Photovoltaik wahrscheinlich häufiger werden.
Es spielt keine entscheidende Rolle, ob du eine Klimaanlage nachrüstest und mit deiner bestehenden PV-Anlage kombinierst oder dich für eine komplette Neuinstallation einer Kombination aus PV-Anlage, Stromspeicher, Klimaanlage und eventuell Wärmepumpe entscheidest. Allerdings ist zu betonen, dass sich eine Solaranlage vor allem dann rechnet, wenn ein großer Teil des erzeugten Solarstroms selbst genutzt wird. Dadurch können die Kosten für teuren Netzstrom deutlich reduziert werden.
In der Planungsphase deiner Solaranlage ist es ratsam, auch zukünftige Stromverbraucher zu berücksichtigen. Dein PV-System sollte daher modular erweiterbar sein. So kannst du beispielsweise in der Zukunft eine Wallbox für ein Elektroauto, eine Wärmepumpenheizung, Smart-Home-Anwendungen oder eine Klimaanlage nahtlos integrieren.
Häufig gestellte Fragen (FAQs)
Wie funktioniert eine Solar-Klimaanlage?
Eine Solar-Klimaanlage nutzt Solarenergie, um Strom für den Antrieb der Klimaanlage zu erzeugen. Dabei wird typischerweise eine Photovoltaikanlage verwendet, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Der erzeugte Solarstrom betreibt die Klimaanlage und kühlt somit Räume.
Warum ist die Verwendung einer Solar-Klimaanlage sinnvoll?
Eine Solar-Klimaanlage ist ökologisch nachhaltig, da sie erneuerbare Energie nutzt und somit den Bedarf an Strom aus fossilen Brennstoffen reduziert. Außerdem ist sie kostensparend, da der durch die Photovoltaikanlage erzeugte Solarstrom oft wirtschaftlicher ist als konventioneller Netzstrom.
Kann eine Solar-Klimaanlage den gesamten Energiebedarf decken?
Ob eine solare Klimatisierung den gesamten Energiebedarf decken kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Größe der Photovoltaikanlage, der Effizienz der Klimatisierung und dem individuellen Energieverbrauch. Für Nachtstunden oder bewölkten Tage gibt es Stromspeicher mit Ersatzstromfunktion. Trotzdem kann es in Einzelfällen notwendig sein, zusätzlichen Strom aus dem Stromnetz zu beziehen.
Sind Solar-Klimaanlagen teurer in der Anschaffung?
Die Installation einer Solarkühlung erfordert höhere Anfangsinvestitionen als herkömmliche Systeme. Allerdings können langfristige Ersparnisse durch den günstigeren Solarstrom die anfänglichen Kosten ausgleichen. Es gibt auch oft Förderprogramme und steuerliche Anreize für den Einsatz erneuerbarer Energien.
Kann man ein bestehendes Klimagerät nachträglich auf Solarbetrieb umstellen?
Ein bestehendes Klimagerät kann nachträglich mit einer Photovoltaikanlage verbunden werden, um sie solarbetrieben zu machen. Ein Experte kann die Integration beurteilen und die notwendigen Anpassungen vornehmen.