PV-Überschuss im Heizstab: regeln statt voll heizen

Mittags im April, die Photovoltaikanlage produziert gerade 1,2 kW mehr, als der Haushalt verbraucht. Im Speicher steckt ein Heizstab mit 3 kW. Schaltet er jetzt ein, holt er sich die fehlenden 1,8 kW aus dem Netz, zum vollen Arbeitspreis Deines Tarifs. Wer PV-Überschuss in Warmwasser verwandeln will, muss deshalb vor allem eines lösen: Der Stab darf nur so viel ziehen, wie gerade übrig ist.

Warum der Heizstab bei kleinem PV-Überschuss Netzstrom kauft

Ein Heizstab ist ein ohmscher Widerstand. Seine Leistung ergibt sich aus Spannung und Widerstandswert, und die Netzspannung ist fest. Ein 3-kW-Stab nimmt an 230 V also rund 13 A auf, bei Sonne wie bei Regen. Er kennt nur zwei Zustände: voll an oder aus.

Der Zähler am Hausanschluss sieht nur die Summe. Liegt die Erzeugung unter dem Verbrauch, fließt der Rest aus dem Netz. Die zentrale Rechnung ist schnell gemacht:

Was eine solche Stunde kostet, hängt von Deinem Arbeitspreis ab. Läuft der Stab so an vielen Tagen ein paar Stunden, heizt er zu einem großen Teil mit gekauftem Strom. Aufs ganze Jahr gerechnet summiert sich das: Zwei solche Stunden an 100 Tagen ergeben 360 kWh Netzbezug. Wärme aus Netzstrom im Heizwiderstand ist in aller Regel deutlich teurer als Wärme aus Gaskessel oder Wärmepumpe.

Vier Wege, den Heizstab zu regeln

Thermostat: schaltet nach Temperatur

Jeder Heizstab hat einen eingebauten Temperaturregler und einen Sicherheitstemperaturbegrenzer. Der Regler schaltet ab, wenn das Wasser die eingestellte Temperatur erreicht hat. Vom Überschuss weiß er nichts. Manche koppeln den Stab an ein Überschussrelais, das ab einer Schwelle einschaltet, etwa ab 3 kW Einspeisung. Das funktioniert an klaren Sommertagen. Ziehen Wolken durch, taktet das Relais oder der Stab heizt mit Netzstrom weiter, bis die Messung nachzieht. Und kleine Überschüsse unter der Nennleistung des Stabs gehen ungenutzt ins Netz.

Leistungsregler: Leistung von Hand drosseln

Am einfachsten kommst Du mit einem elektronischen Leistungssteller zur Teilleistung. Er sitzt zwischen Netz und Heizstab und arbeitet meist mit Phasenanschnitt per Triac, gedacht für ohmsche Lasten wie Heizwendeln. Du stellst zum Beispiel 1 kW ein, und der 3-kW-Stab heizt dauerhaft mit einem Drittel seiner Leistung. Passende Leistungsregler für den Heizstab sind für die Dauerlast ausgelegt; das Gerät muss den Strom des Stabs mit Reserve vertragen und seine Abwärme loswerden.

Der Haken: Die Einstellung folgt der Sonne nicht. Wer im Sommer auf 1 kW stellt, verschenkt an starken Tagen Solarstrom und kauft an trüben Tagen trotzdem Netzstrom dazu. Bei gleichmäßigem Mittagsüberschuss und kleinem Budget taugt das trotzdem als Einstieg. Das Prinzip kennst Du vom Licht: Auch ein Dimmer für LED-Lampen begrenzt die Leistung über den Phasenanschnitt.

Energiemanager: stufenlose Steuerung per 0–10 V oder PWM

Am genauesten ist eine Steuerung, die am Netzanschlusspunkt misst, wie viel Überschuss vorhanden ist, und den Stab laufend nachführt. Der Energiemanager liest dafür einen Zähler mit Datenschnittstelle oder einen eigenen Stromsensor aus. Daraus erzeugt er ein Steuersignal: 0 bis 10 Volt oder ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM). Ein Leistungssteller mit Steuereingang setzt das in Heizleistung um, in der Regel 0 V für aus und 10 V für volle Leistung. Einige PV-Heizstäbe haben diese Elektronik schon eingebaut und lassen sich direkt ansteuern.

Sind 1,2 kW übrig, heizt der Stab dann stufenlos mit 1,2 kW, bei 2,1 kW mit 2,1 kW. So nutzt er auch kleine Überschüsse, die ein Thermostat liegen lässt. Netzbezug entsteht nur in den Sekunden, in denen der Manager nachzieht. Ein gutes Gerät hält auch eine Reihenfolge ein: erst Batteriespeicher und Wallbox, dann das Warmwasser. Das ist sinnvoll, weil Strom im Akku abends wieder als Strom bereitsteht.

Stufenschaltung: drei Heizwendeln, drei Relais

Viele 3-kW-Stäbe bestehen aus drei Heizwendeln zu je 1 kW. Über drei Relais lassen sie sich einzeln zuschalten, das ergibt 1, 2 oder 3 kW. Das braucht keine Leistungselektronik und erzeugt keine Oberschwingungen. Dafür bleibt der Rest liegen: Bei 1,2 kW Überschuss läuft eine Stufe mit 1 kW, 0,2 kW gehen ins Netz. Eine Schalthysterese ist Pflicht, sonst klackern die Relais bei jeder Wolke.

Die vier Wege auf einen Blick

Welche Heizstab-Leistung zum Speicher passt

Wie viel Strom mittags übrig bleibt, hängt von der Größe der PV-Anlage in kWp, ihrer Ausrichtung und dem Verbrauch im Haushalt ab. Eine Pauschalregel gibt es deshalb nicht. Die Wechselrichter-App zeigt, welche Mittagswerte an normalen Tagen im Jahr zusammenkommen. Ein ungeregelter Stab, dessen Nennleistung selten erreicht wird, ist zu groß. Mit stufenloser Steuerung schadet die Reserve kaum.

Wie lange das Aufheizen dauert, lässt sich ausrechnen. Ein Liter Wasser braucht 1,163 Wh je Kelvin. 200 Liter von 15 auf 60 °C zu bringen, kostet damit rund 10,5 kWh. Mit 1,2 kW sind das knapp neun Stunden, mit 3 kW gut dreieinhalb. Ein großer Pufferspeicher nimmt zusätzlich Wärme für die Heizung auf. Ein kleiner Trinkwasserspeicher ist an sonnigen Tagen schon am frühen Nachmittag voll.

Lohnt sich der PV-Heizstab? Die Rechnung mit Deinen Zahlen

Jede Kilowattstunde, die in den Heizstab fließt, fehlt bei der Einspeisung. Für Anlagen bis 10 kW mit Teileinspeisung, die zwischen dem 1. August und dem 31. Dezember 2026 in Betrieb gehen, nennt die Bundesnetzagentur 7,70 Cent pro kWh. Ältere Anlagen haben ihren eigenen, festen Satz.

Im Gegenzug ersetzt der Heizstab Wärme, die sonst die Heizung liefern würde. Rechnerisch sieht das so aus:

• Wert der ersetzten Wärme = Brennstoffpreis je kWh ÷ Nutzungsgrad der Heizung
• bei einer Wärmepumpe = Strompreis je kWh ÷ Jahresarbeitszahl
• Vorteil pro kWh Solarstrom = Wert der ersetzten Wärme − Einspeisevergütung

Ein Beispiel mit Platzhaltern: Kostet Gas G Cent je kWh und arbeitet der Kessel mit 90 Prozent, ist jede Kilowattstunde Wärme G ÷ 0,9 Cent wert. Liegt dieser Wert über der Vergütung, ist es günstiger, mit dem überschüssigen Solarstrom zu heizen, als ihn einzuspeisen. Ein Heizstab macht aus 1 kWh Strom genau 1 kWh Wärme. Eine Wärmepumpe mit Jahresarbeitszahl 3 macht daraus etwa 3 kWh und ist damit deutlich effizienter. Wer eine hat, hebt mit dem Solarstrom besser zuerst ihre Solltemperatur an, etwa über den SG-Ready-Eingang. Heizstab, Wärmepumpe und PV lassen sich trotzdem kombinieren: Der Stab bekommt dann nur, was die Wärmepumpe nicht abnimmt. Was der Reststrom für die Wärmepumpe kostet, zeigt der Beitrag zu Wärmepumpentarifen.

Für Anlagen, die seit dem 25. Februar 2025 in Betrieb gegangen sind, gilt außerdem das Solarspitzengesetz: In Stunden mit negativen Börsenpreisen gibt es für eingespeisten Strom keine Vergütung. In diesen Stunden gehört der Strom klar in den Speicher.

Die Anschaffung musst Du gegen diese Rechnung stellen. Dazu brauchst Du drei Werte: den jährlichen Überschuss aus der App Deines Wechselrichters, den Anteil, den Akku und Wallbox nicht schon aufnehmen, und Deinen Wärmepreis. Warum Eigenverbrauch meist mehr bringt als Einspeisung, steht ausführlich im Beitrag zum Stromvergleich mit Photovoltaik.

Warmwasser, Legionellen und der Anschluss

Ein Heizstab im Warmwasserspeicher heizt nur das Wasser oberhalb seiner Einbauhöhe. Darunter bleibt es kühler, weil warmes Wasser nach oben steigt. Für die Hygiene zählt die Temperatur am Austritt: Das Umweltbundesamt empfiehlt am Austritt des Trinkwassererwärmers mindestens 60 °C und überall im Leitungssystem mindestens 55 °C. Im Sommer schafft der Solarstrom das oft allein. Im Winter muss die Heizung diese Temperatur sicherstellen. Wer das Wasser höher aufheizt, braucht einen Verbrühschutz, etwa ein thermostatisches Mischventil.

Der Anschluss ist kein Steckdosenprojekt. Nach § 13 der Niederspannungsanschlussverordnung (NAV) darf nur ein im Installateurverzeichnis eines Netzbetreibers eingetragener Betrieb die Elektroanlage erweitern oder ändern, also ein Elektriker mit Eintrag. Zusätzlich braucht ein 3-kW-Stab einen eigenen, abgesicherten Stromkreis mit Fehlerstromschutz. Der Regler ersetzt weder Thermostat noch Sicherheitstemperaturbegrenzer; beide bleiben in Betrieb. Lass Dir vom Elektriker bestätigen, dass Gerät und Stab für den Dauerbetrieb zusammenpassen.

Checkliste: PV-Überschuss, Heizstab und Speicher

• Mittagswerte der letzten Monate aus der Wechselrichter-App ablesen.
• Stabgröße an die typischen Werte anpassen, nicht an die Spitze; die Größe der PV-Anlage in kWp allein sagt dazu wenig.
• Gewinde und Einbaulänge am Speicher prüfen, häufig ist eine 1½-Zoll-Muffe.
• Regelungsweg wählen: fester Leistungsregler für gleichmäßigen Überschuss, Energiemanager für wechselnde Werte, Stufenschaltung bei Dreiphasen-Stäben.
• Wärmepumpe vorhanden? Dann zuerst SG-Ready nutzen, der Heizstab kommt danach.
• Elektriker mit Eintrag beim Netzbetreiber beauftragen und Temperaturen nach Umweltbundesamt einstellen.