Photovoltaik und thermische Solaranlage

Photovoltaik erzeugt unter Lichteinfluss der Sonne Solarstrom, während thermische Sonnenkollektoren mit Hilfe von Sonnenlicht einen Wasserkreislauf erwärmen und im gleichen Zuge Solarwärme produzieren. In sogenannten Hybridmodulen, also PVT-Modellen werden diese zwei Möglichkeiten der Energiegewinnung verbunden. Konkret handelt es sich hierbei also um eine Anlage die Solarthermie und Photovoltaik kombiniert.

Die zur Energiegewinnung verwendeten PV-Anlagen bestehen hauptsächlich aus Solarmodulen, die aus Solarzellen aufgebaut sind. Solarzellen werden auf Siliziumbasis gefertigt. Unter Lichteinfluss können diese Elektrizität erzeugen. Genauer gesagt, produzieren sie Gleichstrom. Mittels eines Wechselrichters wird der gewonnene Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt. Dadurch kann der Solarstrom direkt vor Ort als Eigenverbrauch genutzt oder in das öffentliche Netz eingespeist werden.

Die thermischen Sonnenkollektoren - im Gegensatz zu den PV-Anlagen - absorbieren die Sonneneinstrahlung und übertragen die gesammelte Wärme an einen Wasserkreislauf. Mit der erzeugten Solarwärme wird Warmwasser erzeugt. Sie kann aber auch zum Heizen, als Prozesswärme oder zur Kühlung verwendet werden. Die Technik hinter den thermischen Sonnenkollektoren ist relativ einfach: Die Sonnenenergie wird von einem Kollektor in Wärme umgewandelt. Diese wird mittels Wärmeträger in Rohrleitungen zum Wärmetauscher transportiert.

Das System hinter den PVT-Modellen ist sehr komplex, aufgrund seiner hybriden Funktionsweise. Zudem gibt es zwei Arten der Modelle. Zum einen die bedeckten Modelle, welche einen hohen PV-Strombetrag erzielen und zum anderen die unabgedeckten Modelle, mit welchen viel Solarwärme gewonnen werden kann. In den Sonnenkollektoren befindet sich einen Absorber. Dies ist ein schwarz beschichteter, mit Kanälen durchzogener Metallkörper. Hier werden die Sonnenstrahlen aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Im Absorber zirkuliert ein Wasser-Glykolgemisch, welches die Wärme zum Wasserspeicher transportiert. Das Glykolgemisch dient als Frostschutzmittel. Via Wärmetauscher wird die Solarwärme an einen Speicher abgegeben. Beim Speicher handelt es sich in diesem Fall um einen Solarspeichertank. Dieser ist in der Regel grösser als ein konventioneller Boiler und verfügt über die nötigen Anschlüsse und Einbauten. Bei Anlagen im Einfamilienhaus fasst dieser Speicher oft zwischen 300 bis 500 Liter. PVT-Modelle können eine elektrische Leistung von ca. 250 Watt Peak (Wp) und eine Wärmeleistung von durchschnittlich 300 Watt (W) erzeugen.

PVT-Modelle eignen sich besonders wenn ganzjährig und insbesondere im Sommer Wärme benötigt wird. Ein- und Mehrfamilienhäuser brauchen beispielsweise in den Sommermonaten nur wenig bis keine Wärme, weshalb die Verwendung hier umstritten ist. Empfohlen wird für Ein- und Mehrfamilienhäuser eher eine Kombination von PV-Modellen und PVT-Modellen. Wichtig ist hier den Bedarf und Einsatz vor der Anschaffung zu klären.

• PVT-Modelle haben einen geringeren Flächenverbrauch bei ähnlicher Energiegewinnung
• Geringere Installationskosten
• eine gute Optik, dank der homogenen Dachflächenansicht
• Höhere Effizienz im Vergleich zu klassischen PV-Anlagen

• Bestmöglich findet die Verwendung des "Abfallproduktes" Wärme statt, nur dann lohnt sich die PVT-Anlage
  • Gerade in Wohnhäusern, wird im Sommer keine Wärme benötigt, weshalb die Energie hier verloren gehen würde
• Hohe Sicherhheitsstandards und Qualitätsprüfungen
• Hohe Systemreperaturen