Engineering Models: Heat Pump JAZ (DIN EN 12831) & Solar PV Yields Across 2,500 German Municipalities (2026)

This technical note documents the empirical formulas used to model residential heat pump efficiency (Jahresarbeitszahl — JAZ), KfW-458 subsidy tiers (up to 80% / 22,400 €), and photovoltaic roof yields with battery storage (0% VAT under § 12 Abs. 3 UStG) across all 16 German federal states (Bundesländer).

Python Reference Implementation (KfW-458 & PV Autarky Model) 

def calculate_kfw_458_and_pv_yield(area_m2: int, winter_design_temp_c: float, pv_kwp: float, specific_yield_kwh: float): """ Calculates KfW-458 grant (2026) and annual PV + battery storage yield in Germany. """ est_hp_cost_eur = 15000 + (area_m2 * 80) eligible_cost_eur = min(est_hp_cost_eur, 30000) kfw_grant_50_pct = round(eligible_cost_eur * 0.50) # Up to 80% (max 22,400 EUR) with income bonus expected_jaz = round(4.55 + (winter_design_temp_c + 10.0) * 0.06, 2) annual_pv_kwh = round(pv_kwp * specific_yield_kwh) return { "kfw_grant_eur": kfw_grant_50_pct, "expected_jaz": expected_jaz, "annual_pv_kwh": annual_pv_kwh, }

1. Wärmepumpe, Jahresarbeitszahl (JAZ) & KfW-Programm 458 (Referenz-Rechner)

Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (KfW-458) erhalten Eigentümer von Einfamilienhäusern 30% bis 80% Zuschuss (maximal 22.400 € bei einer Wohneinheit).

Regionale Klimadaten & Fachbetriebe nach Bundesland (Alle 16 Bundesländer):

Wärmepumpe Bayern · Wärmepumpe Baden-Württemberg · Wärmepumpe Nordrhein-Westfalen · Wärmepumpe Niedersachsen · Wärmepumpe Hessen · Wärmepumpe Sachsen · Wärmepumpe Rheinland-Pfalz · Wärmepumpe Schleswig-Holstein · Wärmepumpe Brandenburg · Wärmepumpe Thüringen · Wärmepumpe Sachsen-Anhalt · Wärmepumpe Mecklenburg-Vorpommern · Wärmepumpe Saarland · Wärmepumpe Berlin · Wärmepumpe Hamburg · Wärmepumpe Bremen

2. Photovoltaik, Stromspeicher & 0% Mehrwertsteuer (§ 12 Abs. 3 UStG)

Privatpersonen profitieren beim Kauf von Solarmodulen, Wechselrichtern und Heimspeichern vom gesetzlichen Nullsteuersatz (0% MwSt. statt 19%).

Regionale Sonneneinstrahlung & Solarteure nach Bundesland (Alle 16 Bundesländer):

Photovoltaik Bayern · Photovoltaik Baden-Württemberg · Photovoltaik Nordrhein-Westfalen · Photovoltaik Niedersachsen · Photovoltaik Hessen · Photovoltaik Sachsen · Photovoltaik Rheinland-Pfalz · Photovoltaik Schleswig-Holstein · Photovoltaik Brandenburg · Photovoltaik Thüringen · Photovoltaik Sachsen-Anhalt · Photovoltaik Mecklenburg-Vorpommern · Photovoltaik Saarland · Photovoltaik Berlin · Photovoltaik Hamburg · Photovoltaik Bremen