Ein Heizstab im Warmwasserspeicher kostet 200 bis 500 Euro und wandelt überschüssigen Solarstrom in warmes Wasser um. Das Wasser speichert die Wärme über Stunden, und abends kommt die Dusche aus dem selbst erzeugten Strom statt aus Gas oder teurem Netzstrom. Kein kompliziertes System, keine teure Technik, und trotzdem einer der effektivsten Wege, den Eigenverbrauch einer PV-Anlage zu steigern.
Wie ein Heizstab funktioniert
Ein Heizstab (auch Einschraubheizkörper oder Elektroheizeinsatz) ist ein elektrisches Heizelement, das in den vorhandenen Warmwasserspeicher eingeschraubt wird. Er funktioniert wie ein Tauchsieder: Strom fließt durch einen Widerstandsdraht, der sich erhitzt und das umgebende Wasser erwärmt.
Die Leistung liegt typischerweise bei 1 bis 3 kW. Ein 2-kW-Heizstab erwärmt 200 Liter Wasser um 10 Grad in etwa einer Stunde (abhängig von der Isolierung des Speichers und der Ausgangstemperatur). Bei einem 300-Liter-Speicher, der von 30 auf 55 Grad erwärmt wird, braucht man rund 9 kWh Strom. An einem sonnigen Tag liefert eine 10-kWp-Anlage diese 9 kWh als Überschuss problemlos.
Der Heizstab wird über einen Schütz (Relais) geschaltet, das vom HEMS, vom Wechselrichter oder von einem einfachen Thermostat gesteuert wird. Bei Solarüberschuss wird der Heizstab eingeschaltet. Sinkt der Überschuss unter die Heizstab-Leistung, wird er abgeschaltet. So wird nur Strom verwendet, der sonst für 7,78 Cent ins Netz gegangen wäre.
Was es kostet und was es bringt
Investition: Heizstab 100 bis 200 Euro. Thermostat oder Steuerung 50 bis 200 Euro. Elektriker für den Einbau 100 bis 300 Euro. Gesamtkosten: 200 bis 500 Euro.
Ein Vier-Personen-Haushalt verbraucht 1.500 bis 2.500 kWh pro Jahr für Warmwasser. Davon lassen sich im Sommer 80 bis 100 Prozent solar erzeugen (Heizstab plus PV-Überschuss), im Winter 10 bis 30 Prozent. Im Jahresdurchschnitt: 40 bis 60 Prozent, also 600 bis 1.500 kWh.
Jede kWh, die der Heizstab nutzt, spart 38 Cent Netzstrom (oder 8 bis 12 Cent Gas, falls die Warmwasserbereitung bisher über die Gasheizung lief). Bei 1.000 kWh solar erzeugtem Warmwasser: 380 Euro Ersparnis bei Strom-Warmwasser, 80 bis 120 Euro bei Gas-Warmwasser.
Amortisation: Bei 380 Euro Ersparnis und 400 Euro Investition: etwas über ein Jahr. Bei 100 Euro Ersparnis (Gas-Ersatz): vier Jahre. In beiden Fällen wirtschaftlich.
Wie die Steuerung funktioniert
Einfachste Variante: Timer. Der Heizstab läuft per Zeitschaltuhr von 11 bis 14 Uhr, wenn die PV-Anlage statistisch den meisten Überschuss hat. Vorteil: Kostet nur eine Zeitschaltuhr (10 Euro). Nachteil: An bewölkten Tagen heizt der Heizstab mit Netzstrom, weil der Timer das Wetter nicht kennt.
Bessere Variante: Überschussgesteuert. Der Fronius Ohmpilot ist das bekannteste Gerät dafür. Er misst den PV-Überschuss und regelt die Leistung des Heizstabs stufenlos von 0 bis 3 kW. Bei 500 Watt Überschuss heizt er mit 500 Watt. Bei 2.500 Watt mit 2.500 Watt. So wird exakt der Überschuss genutzt, kein Watt mehr, kein Watt weniger. Kein Netzstrom für den Heizstab, und kein Überschuss verschenkt. Preis Fronius Ohmpilot: 600 bis 800 Euro.
Alternative: Ein HEMS (SMA Sunny Home Manager, E3/DC, Kostal) steuert den Heizstab über ein einfaches Relais. Das HEMS schaltet den Heizstab ein, wenn der Überschuss die Leistung des Heizstabs übersteigt, und aus, wenn er darunter fällt. Weniger feingranular als der Ohmpilot (ein/aus statt stufenlos), aber deutlich günstiger (Relais 30 bis 50 Euro, HEMS hat man eventuell schon).
Noch einfacher: Smarte Steckdose mit Leistungsmessung (Shelly Plug S, 20 bis 30 Euro), die per Home Assistant oder ioBroker gesteuert wird. Wenn der Wechselrichter Überschuss meldet, schaltet die Steckdose den Heizstab ein. Bastlerlösung, aber funktioniert.
Voraussetzungen im Haus
Ein Warmwasserspeicher muss vorhanden sein. Bei Durchlauferhitzern (die Wasser im Moment des Bedarfs erhitzen, ohne zu speichern) funktioniert der Heizstab nicht, weil es keinen Speicher gibt, in dem die Wärme gepuffert werden kann. Wer einen Durchlauferhitzer hat, müsste erst einen Warmwasserspeicher installieren (500 bis 1.500 Euro), was die Wirtschaftlichkeit verschlechtert.
Der Speicher braucht einen freien Anschluss für den Heizstab. Die meisten Warmwasserspeicher (200 bis 500 Liter) haben eine 1,5-Zoll-Muffe für einen Einschraubheizkörper. Wenn nicht, kann der Installateur eine nachrüsten.
Der Heizstab braucht einen Stromanschluss am Speicher. Ein 2-kW-Heizstab kann an eine normale 230-Volt-Steckdose. Ein 3-kW-Heizstab braucht eventuell einen eigenen Stromkreis mit entsprechender Absicherung.
Heizstab vs. Wärmepumpe für Warmwasser
Ein Heizstab wandelt 1 kWh Strom in 1 kWh Wärme um (Wirkungsgrad nahezu 100 Prozent, aber physikalisch ist es Umwandlung, nicht Effizienz). Eine Warmwasser-Wärmepumpe (Brauchwasser-Wärmepumpe) wandelt 1 kWh Strom in 2,5 bis 3,5 kWh Wärme um (weil sie Umgebungswärme nutzt).
Die Wärmepumpe ist also effizienter: Sie braucht weniger Strom für dieselbe Menge Warmwasser. Aber sie kostet 1.500 bis 3.000 Euro (statt 200 bis 500 für den Heizstab) und braucht mehr Platz (ein eigenes Gerät statt eines Einschraubheizkörpers).
Wann der Heizstab die bessere Wahl ist: Wenn bereits eine Heizungs-Wärmepumpe vorhanden ist, die auch das Warmwasser erzeugt. Der Heizstab ergänzt die WP, indem er bei Solarüberschuss zusätzlich Wärme erzeugt und den WP-Strombedarf senkt. Wenn das Budget begrenzt ist und man 200 statt 2.000 Euro ausgeben will. Wenn der PV-Überschuss groß genug ist, um den niedrigeren Wirkungsgrad des Heizstabs zu kompensieren.
Wann die Brauchwasser-Wärmepumpe die bessere Wahl ist: Wenn keine Heizungs-Wärmepumpe vorhanden ist und man von Gas-Warmwasser auf solar umstellen will. Die Effizienz der Brauchwasser-WP senkt den Strombedarf um 60 bis 70 Prozent gegenüber dem Heizstab.
Warmwasser als thermischer Speicher
Ein 300-Liter-Warmwasserspeicher, der von 30 auf 55 Grad aufgeheizt wird, speichert ca. 9 kWh thermische Energie. Das ist vergleichbar mit einem kleinen Batteriespeicher, kostet aber nur einen Bruchteil. Die Wärme steht abends und am nächsten Morgen zum Duschen, Baden und Spülen zur Verfügung.
Der Nachteil gegenüber einem Batteriespeicher: Wärme lässt sich nicht in Strom zurückverwandeln. Was als Wärme gespeichert wird, bleibt Wärme. Man kann damit duschen, aber nicht den Fernseher betreiben. Ein Batteriespeicher kann beides: Strom speichern und als Strom wieder abgeben.
In einem Gesamtsystem (PV plus Speicher plus Wärmepumpe plus Heizstab) ergänzen sich beide Speicherformen. Der Batteriespeicher puffert den Haushaltsstrom für abends. Der Warmwasserspeicher puffert die Wärme für die Dusche. Beides zusammen steigert den Eigenverbrauch auf 70 bis 80 Prozent.
Der Heizstab in der Kaskadenschaltung
In einem Haus mit PV, Speicher, Wärmepumpe und Wallbox gibt es eine Priorisierung der Verbraucher (Kaskade). Der Heizstab steht meistens ganz unten: Erst Haushaltsstrom, dann Speicher, dann Wärmepumpe, dann Wallbox, dann Heizstab. Erst wenn alle anderen Verbraucher versorgt sind und noch Überschuss da ist, springt der Heizstab an.
Das klingt nach wenig Betriebszeit, aber an sonnigen Tagen im Sommer, wenn Speicher voll, Wärmepumpe aus (kein Heizbedarf) und E-Auto geladen, bleibt oft genug Überschuss für den Heizstab. Die 200 bis 500 Euro Investition spielen sich trotzdem ein, weil der Heizstab den letzten Rest Überschuss nutzt, der sonst für 7,78 Cent ins Netz gegangen wäre.
Einbau und Installation
Der Einbau eines Heizstabs ist ein Job für den Installateur (Sanitär oder Heizung), nicht für den Laien. Obwohl das Einschrauben des Heizstabs in den Speicher handwerklich einfach ist, muss der elektrische Anschluss von einer Fachkraft gemacht werden, und die Regelung (Thermostat, Überspannungsschutz, Steuerung) muss fachgerecht installiert werden.
Zeitaufwand: 2 bis 4 Stunden inklusive Anschluss und Test. Kosten für den Installateur: 100 bis 300 Euro.
Der Heizstab sollte an ein Thermostat angeschlossen werden, das die Maximaltemperatur des Speichers begrenzt (typisch 60 Grad). Ohne Thermostat kann der Heizstab das Wasser über 90 Grad aufheizen, was Verbrühungsgefahr und Kalkbildung bedeutet.
Fazit
Der Heizstab ist die günstigste und einfachste Maßnahme zur Eigenverbrauchssteigerung nach der Lastverschiebung. 200 bis 500 Euro Investition, 5 bis 10 Prozentpunkte mehr Eigenverbrauch, und die Amortisation in ein bis vier Jahren. Kein Hightech, kein Spezialist nötig, und über 20 Jahre zuverlässiger Betrieb. Wer eine PV-Anlage hat und noch keinen Heizstab im Warmwasserspeicher: nachrüsten. Es gibt keinen Grund, den Überschuss für 7,78 Cent einzuspeisen, wenn man damit kostenlos duschen kann.
