Solarthermie - Nutzen Sie die Vorteile unserer neuen Hybridmodule 

 

Von einem Hybridmodul oder Kombimodul spricht man, wenn ein Modul sowohl für Photovoltaik wie auch für Solarthermie bzw. zur Warmwassererzeugung genutzt werden kann. Es handelt sich also um eine Kombination aus PV- und Solarthermiemodul auch bekannt unter den Ausdrücken Thermovoltaik oder Photothermie. Der Photovoltaikanteil wird zur Erzeugung von Solarstrom genutzt, der Solarthermieanteil zur Erzeugung von Warmwasser.

Viele Interessenten einer Photovoltaikanlage spielen mit dem Gedanken, die Gelegenheit zu nutzen und auch gleich eine Solarthermieanlage mit auf dem Dach zu installieren. Das ist sehr nahe liegend, da bei beiden Techniken die Sonnenenergie ohne Einsatz fossiler Brennstoffe genutzt werden kann. Der nächste Gedanke, der einem in den Sinn kommt: Wenn ich schon einen Installateur aufs Dach schicke, warum dann nicht gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen. Alles aus einer Hand, keine unterschiedlichen Module auf dem Dach, Herz, was begehrst Du mehr? Wäre doch genial!

Während bei Photovoltaikmodulen der Ertrag umso höher ist, je niedriger die Zelltemperatur ist, benötigt die Solarthermie logischerweise hohe Temperaturen, um diese in einem Wasserspeicher zu sammeln. 

- Ein Photovoltaikmodul verliert pro Grad Celsius Temperaturerhöhung ca. 0,4% bis 0,5% an Leistung. 

- Ein Solarthermiemodul arbeitet aber mit sehr hohen Temperaturen. 

Gerade in der Mittagszeit, wenn die Photovoltaikanlage am meisten Strom produziert, sind die Wasserspeicher der Solarthermie bereits gefüllt. Wohin mit der Wärme fragt man sich? Wenn das Ventil zum Wasserspeicher geschlossen wird, um eine Überhitzung zu vermeiden können im Modul Temperaturen bis zu 140 Grad Celsius entstehen. Wenn man bedenkt, dass die Nennleistung eines PV-Moduls bei 25° C ermittelt wird, würde das bedeuten, dass ein Modul mit einer Nennleistung von 200 WP nur noch 85 W tatsächliche Leistung bringen würde.
 140°C - 25°C = 115°C Temperaturdifferenz
 115°C x 0,5%/°C = 57,5% weniger Leistung
 200 Wp – 57,5% = 85 Wp. Das bliebe also übrig! Und das zur besten Einspeisezeit.

Kommen wir zum nächsten Punkt: Eine Solarthermieanlage benötigt für einen 4-Personenhaushalt für die Warmwasser- und Heizungsunterstützung lediglich ca. 12 Quadratmeter. Eine Photovoltaikanlage in üblicher Größe nimmt aber eine sehr viel größere Dachfläche in Anspruch. Also auch hier muss man sich Gedanken über die Aufteilung machen. Die gesamte Dachfläche mit Hybridmodulen auszustatten macht wenig Sinn, da man die erzeugte Wärme gar nicht nutzen kann.

Der Clou ist also der, die entstehende Wärme entweder zu nutzen oder loszuwerden. Sollten Sie Besitzer eines großen Pools, einer Hotelanlage, eines Seniorenheimes oder einer Saunalandschaft sein, dann sind Hybridmodule für Sie optimal, da die Wärme sofort abgeführt und genutzt werden kann. Hier würden dann die Module während der Mittagszeit sogar bei Temperaturen von ca. 30°C gekühlt werden. 

Alle, die nicht auf solche Einrichtungen zurückgreifen können, müssen sich Gedanken darüber machen, wie sie die überschüssige Wärme loswerden. Hier kommen verschiedene Strategien zum Einsatz:

a) Hybridmodule in Kombination mit einer Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe funktioniert umgekehrt wie ein Kühlschrank. Ein Kühlmedium wird unter Druck verdampft und dann wieder verflüssigt. Dabei wird die freiwerdende Wärmeenergie an einen separaten Wasserkreislauf abgegeben. Dadurch kann beispielsweise aus 30°C im Hybridkreislauf 60°C im Heizkreislauf generiert werden. Negativ wirkt sich wieder einmal der zusätzliche Energieaufwand, der für die Wärmepumpe benötigt wird aus.

b) Speichern der Wärmeenergie in großen Erdspeichern
Die überschüssige Wärme wird über eine Wärmepumpe in einen Erdspeicher geleitet und kann dann bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt wieder für den Heizkreislauf verwendet werden. Das ist äußerst aufwendig und lohnt sich für den Normalbürger kaum.

c) Hybridmodule mit vergleichsweise kleinen Wasserspeichern (einstellige Kubikmeter Wasservolumen)
Bei dieser Technik liegt das Hauptaugenmerk auf der Solarthermie. Es stehen nur relativ kleine Speichermedien zur Verfügung. Warmwasser für den Hausgebrauch und die Heizungsunterstützung ist damit genügend vorhanden.

Wann kann Hybridtechnik zum Einsatz kommen:
- hoher Warmwasserbedarf, dadurch Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades
- hohe Speicherkapazitäten vorhanden
- Grund- oder Brunnenwasser vorhanden
- Kühlung von PV-Module ratsam (beispielsweise in südlichen Ländern mit extremen Sommertemperaturen, bei denen Module Schaden nehmen könnten)
- Man möchte alles „aus einer Hand“
- Ästhetische Gesichtspunkte. Geschlossene, einheitliche Dacheindeckung.
- Zu wenig Platz auf dem Dach für zwei unterschiedliche Systeme!