PV-Überschuss ist der Anteil deiner Solarstromerzeugung, der im Moment der Erzeugung weder im Haushalt verbraucht noch in einen Speicher geladen wird und deshalb ins Netz geht. Diesen Anteil ins Warmwasser zu schieben, ist eine der einfachsten Formen der Eigenverbrauchserhöhung - aber nicht in jedem Haus die wirtschaftlichste. Es gibt drei technische Wege: elektrischer Heizstab, Wärmepumpe oder Batteriespeicher. Sie unterscheiden sich um den Faktor drei im Nutzen je Kilowattstunde.
Welcher Weg passt, hängt an drei Größen: der Höhe des Überschusses zur Mittagszeit, dem täglichen Warmwasserbedarf und der Frage, ob im Haus ohnehin eine Wärmepumpe steht. Wer das vorab rechnet, spart sich teure Nachrüstungen an der falschen Stelle.
Wie viel Energie 200 Liter Warmwasser brauchen
Die Rechnung ist reine Physik und lässt sich nachvollziehen. Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von rund 4,19 kJ pro Kilogramm und Kelvin. Um 200 Liter von 15 °C Kaltwasser auf 50 °C zu bringen, sind 35 Kelvin Temperaturhub nötig:
200 kg × 4,19 kJ/(kg·K) × 35 K = 29.330 kJ = 8,15 kWh
Diese 8,15 kWh sind die Nutzwärme. Was du an Strom dafür einsetzen musst, entscheidet die Technik - und genau dort liegt der Unterschied. Ein typischer Vierpersonenhaushalt liegt beim Warmwasser je nach Nutzung grob in dieser Größenordnung pro Tag. Wenn dein Energiezähler zeigt, dass mittags über mehrere Stunden 2 bis 4 kW ungenutzt ins Netz gehen, ist genügend Überschuss für eine Warmwasserladung vorhanden.
Heizstab: einfach, aber teuer je Kilowattstunde
Ein elektrischer Heizstab im Warmwasserspeicher wandelt Strom praktisch vollständig in Wärme um. Der Wirkungsgrad liegt bei etwa 1. Für die 8,15 kWh Nutzwärme brauchst du also rund 8,15 kWh Strom, plus Speicherverluste.
Der Vorteil ist die Einfachheit. Ein Heizstab braucht keine Kältetechnik, keine Außeneinheit und kaum Platz. Viele Wärmepumpen und Speicher haben ohnehin einen ab Werk. Angesteuert wird er über einen Energiemanager, der bei ausreichendem Überschuss freigibt - stufig oder stufenlos, je nach Gerät.
Der Nachteil ist der Faktor: Jede Kilowattstunde Überschuss ergibt genau eine Kilowattstunde Wärme. Solange der Überschuss sonst eingespeist würde, lohnt sich das trotzdem, weil eingespeister Strom weniger einbringt als selbst genutzter. Sobald aber Netzstrom nachhelfen muss - abends, im Winter, bei Schlechtwetter - wird der Heizstab schnell zur teuersten Wärmequelle im Haus. Er ist eine Ergänzung, keine Heizung.
Elektrisch gehört der Heizstab in einen eigenen Stromkreis mit passender Absicherung. Ein 6-kW-Heizstab wird üblicherweise dreiphasig ausgeführt. Anschluss und Absicherung gehören in die Hände einer Elektrofachkraft.
Wärmepumpe: dreimal mehr Wärme aus derselben Kilowattstunde
Steht im Haus bereits eine Wärmepumpe, ist sie fast immer der bessere Abnehmer für den Überschuss. Sie arbeitet bei der Warmwasserbereitung je nach Zieltemperatur und Außenbedingungen mit einer Leistungszahl von etwa 2,5 bis 3,5. Bei einem COP von 3 werden aus 2,72 kWh Strom die gleichen 8,15 kWh Nutzwärme, für die der Heizstab 8,15 kWh braucht.
Praktisch heißt das: Mit demselben Mittagsüberschuss lädst du entweder einen Speicher - oder drei. Geräte wie eine Wärmepumpe mit integriertem Heizstab decken beide Wege ab: Die Wärmepumpe übernimmt den Normalfall, der Heizstab springt nur bei hohen Zieltemperaturen oder im Notbetrieb ein.
Die Ansteuerung läuft über die Regelung des Wärmeerzeugers, meist über SG-Ready-Kontakte oder eine Datenschnittstelle. Was dabei technisch und regulatorisch gilt, steht im Beitrag SG Ready und §14a. Wichtig ist, dass die Optimierung die herstellereigenen Schutz- und Taktbegrenzungen nicht aushebelt. Eine Wärmepumpe, die wegen PV-Signalen ständig startet und stoppt, verliert mehr an Effizienz, als die Optimierung einbringt.
Batteriespeicher: Strom bleibt Strom
Der dritte Weg ist, den Überschuss gar nicht in Wärme umzuwandeln, sondern in einem Batteriespeicher als Strom zu halten. Der Wirkungsgrad über Lade- und Entladeweg liegt je nach System typischerweise bei rund 90 Prozent. Der gespeicherte Strom ist danach universell nutzbar: Warmwasser, Haushalt, Ladung des Fahrzeugs.
Wärme ist dagegen eine Einbahnstraße. Aus warmem Wasser wird kein Strom mehr. Dafür ist ein Warmwasserspeicher deutlich günstiger je Kilowattstunde Speicherkapazität als eine Batterie und verliert im Betrieb nichts an Kapazität.
Die ehrliche Reihenfolge lautet deshalb meist: Erst den Haushaltsverbrauch decken, dann die Wärmepumpe für Warmwasser freigeben, dann den Batteriespeicher laden, und erst danach mit einem Heizstab Wärme aus reinem Überschuss erzeugen. Wie groß der Speicher überhaupt sein sollte, klärt der Beitrag Batteriespeicher dimensionieren.
Was die Anlage dafür können muss
Die Steuerung braucht eine belastbare Messung. Ohne Wissen über den tatsächlichen Netzbezug und die Einspeisung am Übergabepunkt kann kein Energiemanager sauber entscheiden. Der Wechselrichter allein weiß nur, was er erzeugt - nicht, was das Haus gerade zieht.
Wichtig ist außerdem eine Hysterese. Wolken lassen die Erzeugung binnen Sekunden einbrechen. Wer den Heizstab bei jedem kurzen Überschuss zuschaltet, erzeugt Schaltspiele statt Wärme. Sinnvoll sind eine Mindestüberschussleistung, eine Mindestlaufzeit und ein Zeitfenster, das zur Sonnenkurve passt.
Trinkwasserhygiene ist kein Nebenthema. Für Großanlagen gelten nach DVGW-Arbeitsblatt W 551 Temperaturvorgaben, unter anderem 60 °C am Speicheraustritt. Ein- und Zweifamilienhäuser fallen in der Regel unter die Kleinanlagen mit geringeren Anforderungen. Trotzdem gilt: Wer die Speichertemperatur zugunsten der Effizienz dauerhaft absenkt, sollte das mit dem ausführenden Fachbetrieb abstimmen und nicht allein nach Ertragsoptimierung entscheiden.
Wann sich welcher Weg lohnt
Ohne Wärmepumpe im Haus und mit vorhandenem Speicher ist der Heizstab die günstigste Nachrüstung. Er kostet wenig, ist schnell installiert und hebt den Eigenverbrauch spürbar an - solange er wirklich nur aus Überschuss läuft.
Mit Wärmepumpe im Haus ist der Heizstab fast nie die erste Wahl. Die Wärmepumpe erzeugt aus derselben Kilowattstunde etwa das Dreifache. Der Heizstab bleibt dann Reserve für Spitzen und Hygieneprogramme.
Wenn die Anlage groß ist und der Mittagsüberschuss auch nach Warmwasserladung noch mehrere Kilowattstunden beträgt, ist der Batteriespeicher der flexiblere Abnehmer. Er verlagert Energie in den Abend, statt sie in einem Speicher zu parken, den niemand mehr braucht. Eine belastbare Entscheidung entsteht aus gemessenen Lastgängen, nicht aus Jahresmittelwerten. Wer die Investitionsseite mitrechnen will, findet die Kostenlogik im Beitrag Wärmepumpe Kosten realistisch kalkulieren.
Häufige Fragen
Wie viel Strom braucht eine Warmwasserladung von 200 Litern?
Für 35 Kelvin Temperaturhub sind rund 8,15 kWh Nutzwärme nötig. Ein Heizstab braucht dafür etwa 8,15 kWh Strom, eine Wärmepumpe mit einem COP von 3 rund 2,7 kWh.
Lohnt sich ein Heizstab, wenn eine Wärmepumpe vorhanden ist?
Als alleiniger Weg fürs Warmwasser meist nicht. Die Wärmepumpe liefert aus derselben Kilowattstunde etwa das Dreifache an Wärme. Als Reserve für hohe Zieltemperaturen und Hygieneprogramme bleibt der Heizstab sinnvoll.
Was ist besser: Wärme speichern oder Strom speichern?
Wärme ist günstiger je Kilowattstunde Speicherkapazität, aber nur für Wärme nutzbar. Strom im Batteriespeicher ist teurer, dafür universell einsetzbar - mit einem Zyklus-Wirkungsgrad von typischerweise rund 90 Prozent.
Braucht der Heizstab einen eigenen Stromkreis?
Ja. Ein Heizstab wird als eigener Verbraucher mit passendem Leitungsquerschnitt und eigener Absicherung angeschlossen. Größere Heizstäbe werden dreiphasig ausgeführt. Die Ausführung gehört zu einer Elektrofachkraft.
Wie verhindere ich, dass der Heizstab bei Wolken ständig taktet?
Über Mindestüberschussleistung, Mindestlaufzeit und ein festes Zeitfenster in der Energiemanager-Logik. Stufenlos regelnde Geräte glätten den Betrieb zusätzlich.