Klimaanlage mit Solar betreiben: Auslegung, Ertrag und die ehrliche Rechnung

Warum Kühlen und Solarertrag zusammenpassen

Die meisten Verbräuche im Haus liegen falsch zur Sonne. Geheizt wird, wenn wenig Ertrag da ist; gewaschen und gekocht wird morgens und abends. Kühlen ist die Ausnahme: Der Bedarf steigt mit der Einstrahlung, erreicht am frühen Nachmittag sein Maximum und fällt am Abend — dieselbe Kurve, die auch die Module beschreiben, nur um ein bis zwei Stunden versetzt.

Das ist mehr als eine hübsche Beobachtung. Es bedeutet, dass der Strom für die Kühlung nicht zwischengespeichert werden muss, um selbst genutzt zu werden. Wo ein Haushalt sonst mit einer Eigenverbrauchsquote um 30 Prozent lebt, geht der Klimastrom fast vollständig direkt vom Dach ins Gerät. Die Kilowattstunde kostet dann nicht die 35 Cent aus dem Netz, sondern die entgangene Einspeisevergütung — ein Bruchteil davon.

Wie viel Photovoltaik ein Gerät braucht

Der häufigste Fehler in dieser Rechnung ist, die Kühlleistung für die Leistungsaufnahme zu halten. Ein Splitgerät mit „3,5 kW" kühlt mit 3,5 kW und nimmt dafür deutlich weniger auf: Bei einer Leistungszahl um 4 sind es rund 0,9 kW. Dieselbe Logik wie bei der Wärmepumpe, nur in die andere Richtung — der Zusammenhang steht im Abschnitt zur Leistungszahl.

Aus der Aufnahme folgt die Modulfläche. Ein Kilowattpeak liefert in Deutschland an einem klaren Sommertag mittags grob 0,7 bis 0,8 kW. Für 0,9 kW Aufnahme braucht es also etwa 1,2 bis 1,5 kWp, die zusätzlich zum übrigen Hausverbrauch verfügbar sein müssen — zwei bis vier Module. Zwei Innengeräte im Multisplit verdoppeln das nicht ganz, weil sie selten gleichzeitig auf Volllast laufen; als Anhalt genügen 2,5 bis 3 kWp.

Die Nachmittagslücke, und was sie kostet

Die beiden Kurven decken sich nicht vollständig. Der Ertrag folgt der Sonne, der Kühlbedarf folgt der Gebäudetemperatur — und die hinkt hinterher, weil Wände und Decken die Wärme des Tages speichern und erst am späten Nachmittag wieder abgeben. Zwischen etwa sechzehn und zwanzig Uhr läuft das Gerät deshalb häufig noch, während die Module schon deutlich nachlassen.

Für diese Lücke gibt es drei Antworten, und die billigste ist nicht die technische. Früher kühlen heißt, das Gerät um die Mittagszeit laufen zu lassen, wenn Ertrag im Überfluss da ist, und die Gebäudemasse als Speicher zu nutzen — ein Raum, der um vierzehn Uhr 23 Grad hat, braucht um achtzehn Uhr weniger. Verschatten senkt den Bedarf an derselben Stelle, an der er entsteht: Außenliegender Sonnenschutz hält die Wärme vor der Scheibe, während eine Innenjalousie sie bereits im Raum hat. Ein Speicher ist die dritte Antwort und die teuerste; sie lohnt sich, wenn er ohnehin für den Haushalt vorhanden ist, und selten, wenn er nur für das Kühlen angeschafft würde.

Solarthermie kühlt nicht — und das ist keine Kleinigkeit

„Klimaanlage mit Solar" wird für zwei völlig verschiedene Dinge benutzt, und die Verwechslung kostet Geld. Photovoltaik erzeugt Strom, der ein gewöhnliches Splitgerät antreibt — das ist der Fall, um den es oben geht. Solarthermie erzeugt Wärme, und Wärme kühlt nur über einen Absorptions- oder Adsorptionsprozess: Ein Kältemittel wird durch Hitze ausgetrieben statt durch einen Verdichter komprimiert.

Das funktioniert und wird in Gewerbebauten eingesetzt. Für ein Einfamilienhaus scheitert es an drei Dingen: Die kleinsten Anlagen beginnen bei Kälteleistungen weit über dem, was ein Wohnraum braucht; sie verlangen eine Rückkühlung, also einen zusätzlichen Kühlturm oder eine Erdsonde; und sie kosten ein Vielfaches eines Splitgeräts, das dieselbe Kälte mit ein paar hundert Watt Strom erzeugt.

Wer im Sommer Kollektorwärme übrig hat, hat kein Kühlproblem, sondern ein Abnahmeproblem — und dafür gibt es einen deutlich einfacheren Abnehmer. Der Abschnitt zur Poolheizung beschreibt ihn: Dieselbe überschüssige Wärme, die im Kollektor zur Stagnation führt, heizt ein Becken über die ganze Saison.

Dasselbe Gerät heizt im Winter — und dann kippt die Rechnung

Ein Splitgerät ist eine Wärmepumpe, die sich umdrehen lässt, und viele Käufer entdecken den Heizbetrieb erst nach dem ersten Winter. Für die Solarrechnung ist das der Punkt, an dem sich alles ändert: Der Heizbedarf liegt im Dezember und Januar, wenn eine Photovoltaikanlage in Deutschland zwischen einem Zehntel und einem Fünftel ihres Sommerertrags bringt. Was im Sommer fast vollständig vom Dach kommt, kommt im Winter fast vollständig aus dem Netz.

Das ist kein Argument gegen den Heizbetrieb — in der Übergangszeit ist er günstiger als eine Direktheizung, und die Einordnung dazu steht unter elektrische Heizoptionen. Es ist ein Argument dagegen, die sommerliche Eigenverbrauchsquote auf das ganze Jahr hochzurechnen. Wer beide Betriebsarten plant, rechnet sie getrennt.

Was die Anlage im Sommer tatsächlich kostet

Ein Rechenbeispiel mit den Zahlen dieses Portals. Ein Splitgerät mit 3,5 Kilowatt Kühlleistung, 0,9 Kilowatt Aufnahme, an sechzig Sommertagen jeweils sechs Stunden in Betrieb, davon aber nicht durchgehend auf Volllast — realistisch sind rund 60 Prozent der Aufnahme im Mittel. Das ergibt etwa 195 Kilowattstunden über die Saison.

Aus dem Netz kosten sie bei 35 Cent rund 68 Euro. Läuft das Gerät überwiegend aus eigenem Solarstrom, kostet dieselbe Kühlung nur die entgangene Einspeisevergütung — bei den heute üblichen Sätzen in der Größenordnung von 15 bis 20 Euro. Die Ersparnis ist also real, aber sie ist keine Investitionsbegründung: Sie trägt keine zusätzliche Photovoltaikanlage, sondern macht eine vorhandene sinnvoller. Wer wegen der Klimaanlage über Module nachdenkt, rechnet mit dem Gesamthaushalt, nicht mit diesen 195 Kilowattstunden.

Split, Multisplit oder Monoblock — was am Solarstrom Sinn ergibt

Die Bauart entscheidet über die Leistungszahl, und die Leistungszahl entscheidet, wie viel Modul für dieselbe Kälte nötig ist. Ein Splitgerät hat den Verdichter draußen und die kalte Seite drinnen; es erreicht Leistungszahlen um 4 und ist deshalb der Fall, für den die Rechnung oben gilt. Ein Multisplit hängt mehrere Innengeräte an eine Außeneinheit — effizient, solange nicht alle gleichzeitig auf Volllast laufen, weil der eine Verdichter sonst zum Engpass wird.

Ein Monoblock mit Abluftschlauch ist bauartbedingt schlechter, und zwar aus einem Grund, der in keinem Datenblatt steht: Er bläst warme Raumluft nach draußen, und dieselbe Menge Außenluft strömt durch Ritzen, Türen und das gekippte Fenster nach, durch das der Schlauch läuft. Ein Teil der Kühlleistung arbeitet also gegen die eigene Abluft. Reale Leistungszahlen liegen um 2, teils darunter — für dieselbe Kälte braucht ein Monoblock damit rund doppelt so viel Strom und doppelt so viel Modulfläche wie ein Splitgerät.

Deshalb ist die Kombination „mobiles Klimagerät plus kleines Solarmodul", die in der Werbung auftaucht, keine sparsame Lösung, sondern eine teure: Das Modul deckt einen Teil eines Verbrauchs, der von vornherein doppelt so hoch ist wie nötig. Wo fest installiert werden darf, ist das Splitgerät sowohl leiser als auch billiger im Betrieb.

Der Zähler, die Anmeldung und der Nulleinspeiser

Zwei bürokratische Punkte, die den technischen überholen. Ein Klimagerät ist ein gewöhnlicher Verbraucher und braucht keine eigene Anmeldung; die Photovoltaikanlage, aus der es gespeist wird, schon — Marktstammdatenregister und Netzbetreiber, unabhängig von der Größe und auch bei einem Balkonkraftwerk.

Der zweite Punkt betrifft die Messung. Damit der Solarstrom überhaupt im eigenen Haus landet und nicht ins Netz geht, muss der Zähler rückspeisefähig und die Anlage hinter dem Hausanschluss verschaltet sein — bei jeder regulär angemeldeten Anlage der Fall, bei improvisierten Aufbauten nicht immer. Und wer eine Nulleinspeisung eingestellt hat, um die Anmeldung klein zu halten, bekommt ein Gerät, das die Leistung drosselt, sobald das Haus gerade nichts braucht: Die Klimaanlage läuft dann zwar aus dem Dach, aber die Anlage hat vorher künstlich abgeregelt.

Was das Kühlen billiger macht, bevor über Module gesprochen wird

Jede Kilowattstunde, die gar nicht gebraucht wird, ist billiger als eine selbst erzeugte. Drei Maßnahmen wirken stärker als die Modulfläche und kosten weniger.

Außenliegender Sonnenschutz. Eine Jalousie vor der Scheibe hält den größten Teil der Strahlung, bevor sie im Raum ist; eine innenliegende hat sie bereits hereingelassen und beschattet nur noch. Der Unterschied zwischen beiden ist bei einem großen Südfenster größer als alles, was ein Gerät nachher ausgleichen kann.

Nachtlüftung. Ein Gebäude, das nachts auf 18 Grad heruntergelüftet wird, startet am nächsten Mittag von einer anderen Basis. Das setzt Querlüftung voraus und funktioniert in einer Wohnung mit Fenstern auf einer Seite schlechter — aber wo es geht, ersetzt es Betriebsstunden.

Die Solltemperatur. Jedes Grad tiefer kostet ungefähr sechs Prozent mehr Strom. Und weil Kühlen auch entfeuchtet, fühlen sich 26 Grad bei niedriger Luftfeuchte angenehmer an als 24 bei schwüler — der Zusammenhang steht im Abschnitt zum Entfeuchtungsbetrieb unter Klimaanlage. Wer die Solltemperatur immer weiter senkt, obwohl es sich klamm anfühlt, bekämpft die falsche Größe und bezahlt es an beiden Enden.

Wohnung statt Haus: was ohne eigenes Dach geht

Der Suchbegriff „Solar-Klimaanlage Wohnung" beschreibt einen Fall, in dem die Voraussetzung fehlt: kein eigenes Dach, oft kein Zustimmungsrecht für eine Außeneinheit, und ein Zähler, der der ganzen Hausgemeinschaft gehört. Drei Wege bleiben, und sie unterscheiden sich stark.

Ein Balkonkraftwerk mit 600 bis 800 Watt Einspeiseleistung deckt einen Teil der Aufnahme eines kleinen Splitgeräts, aber eben nur einen Teil: 0,5 kW Aufnahme gegen 0,6 kW Modulleistung geht sich mittags gerade aus, bei bedecktem Himmel nicht. Es senkt die Rechnung, es trägt das Gerät nicht.

Ein Monoblock ist in der Mietwohnung häufig die einzige zulässige Bauart, weil außen nichts montiert wird — und zugleich die Bauart mit der schlechtesten Leistungszahl. Wer beides kombiniert, kombiniert die kleinste verfügbare Erzeugung mit dem größten Verbrauch.

Die Split-Außeneinheit am Balkon ist die effiziente Variante und braucht die Zustimmung des Vermieters oder der Eigentümergemeinschaft — Fassade und Balkonbrüstung sind Gemeinschaftseigentum, und die Kernbohrung für die Kältemittelleitung ist ein Eingriff in die Bausubstanz. Was dabei zu klären ist, steht im Abschnitt zu Genehmigung und Eigentümergemeinschaft unter Klimaanlage.

Wartung: was der Solarbetrieb nicht ändert

Ein Gerät, das aus dem Dach läuft, braucht dieselbe Pflege wie eines am Netz — und die zwei Punkte, die die Leistungszahl am schnellsten verderben, kosten nichts. Die Filter im Innengerät setzen sich über eine Saison sichtbar zu; ein verstopfter Filter zwingt den Ventilator zu mehr Drehzahl für weniger Luft und senkt die Leistung messbar. Sie werden ausgespült, nicht getauscht, alle paar Wochen im Betrieb. Der Verflüssiger im Außengerät zieht Pollen, Blätter und Staub in seine Lamellen; einmal im Jahr vorsichtig ausgespült, bleibt der Wärmeübergang, für den er gebaut ist.

Was sich mit dem Solarbetrieb tatsächlich ändert, ist das Betriebsmuster. Wer mittags kühlt, wenn Ertrag da ist, statt abends, wenn keiner mehr kommt, fährt das Gerät in seinem günstigsten Bereich: hohe Last bei hoher Einstrahlung, statt kurzer Takte am Abend. Ein Inverter-Gerät dankt das mit einer besseren Jahresarbeitszahl, weil es durchlaufen darf, statt zu takten.

Was vor der Entscheidung steht

Drei Angaben, in dieser Reihenfolge. Erstens die Kühllast des Raums — sie bestimmt die Gerätegröße, und ein zu groß gewähltes Splitgerät taktet, statt sauber durchzulaufen; die Auslegung steht unter Klimaanlage. Zweitens die Leistungsaufnahme, die aus der Kühlleistung und der Leistungszahl folgt und nicht mit ihr verwechselt werden darf. Drittens der Blick auf die vorhandene Photovoltaik: Nicht die installierte Spitzenleistung zählt, sondern das, was um die Mittagszeit nach Abzug des übrigen Hausverbrauchs übrig bleibt. Ein Wechselrichter mit Tagesverlaufsanzeige beantwortet das in fünf Minuten und genauer als jede Faustformel — der Wert eines wolkenlosen Julitags um vierzehn Uhr ist die Zahl, gegen die die Leistungsaufnahme des Geräts gerechnet wird.