Solaranlage in Hybridtechnik: Strom und Wärme im Doppelpack

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Kraftwerk oder Heizung? Mit einer Solaranlage in Hybridtechnik lässt sich beides auf einer Dachfläche verwirklichen.

Solardach: Diese Module erzeugen Strom und Wärme zugleich und werden auf Trägerziegeln bei der Dachdeckung befestigt. Foto: Dachziegelwerke Nelskamp Foto: Dachziegelwerke Nelskamp

Die Kraft der Sonne lässt sich auf zweierlei Weise nutzen: Zum einen als thermische Energie zur Erwärmung des Trink- oder Heizungswassers, zum anderen als elektrische Energie. Solarwärme wird durch von Solarkollektoren gewonnen, die Umwandlung des Sonnenlichts in Strom geschieht mit Hilfe von Fotovoltaikmodulen, die aus Solarzellen bestehen. Oft findet man beide Formen der Solaranlage nebeneinander auf einem Dach. Eine neue Technik vereint beide Solarnutzungen in einer Anlage.

Die Sonne optimal nutzen

Wenn man Fotovoltaik und Solarthermie anlagentechnisch zusammenführt – so der Gedanke hinter der Entwicklung – kann der begrenzte Platz auf der Sonnenseite von Dächern effizienter genutzt werden. Hausbesitzer, die Solarstrom und Solarwärme selber produzieren, profitieren von der Fotovoltaik-Förderung und entlasten gleichzeitig ihre Heizkostenrechnung. Es gibt noch einen weiteren Grund, der für eine Kombination spricht: Fotovoltaik-Zellen wandeln nur rund 20 Prozent der Sonnenstrahlung in Strom um, der Rest geht als Abwärme verloren, die man zur Wassererwärmung nutzen könnte.

Zu viel Wärme mindert Stromertrag

Allerdings erwies es sich zunächst als nicht so einfach wie angenommen, die Idee von der kombinierten Solaranlage in die Praxis umzusetzen. Das Hauptproblem besteht darin, dass Wärmekollektoren bei möglichst hohen Temperaturen betrieben werden, während Fotovoltaik-Zellen umso besser arbeiten, je kühler sie sind. Mit zunehmender Temperatur verringert sich ihre Leistung um etwa ein halbes Prozent pro Grad Celsius. Bei 90 Grad - eine Temperatur, die in Solarkollektoren im Sommer keine Seltenheit ist - erzeugen die PV-Zellen ein Drittel weniger Solarstrom als bei 25 Grad. Mit steigendem Wärmegewinn sinkt also der Ertrag aus der Fotovoltaik.

Technische Lösungen

Inzwischen haben Forscher und Solarunternehmen verschiedene Lösungen entwickelt, mit denen die Hybridtechnik aus Fotovoltaik und Solarthermie optimiert werden soll. Die „2Power“-Hybridmodule beispielsweise arbeiten mit einem Kühlmedium, das die Wärme der Silizium-Solarzellen aufnimmt und sie in einen Warmwasserspeicher abführt. Durch die Kühlung soll der elektrische Wirkungsgrad der Solaranlage bei gleichzeitiger Brauchwassererwärmung stabil bleiben. Andere Hybridmodelle integrieren eine Erdwärmepumpe in das System, über die überschüssige Solarwärme abgeleitet und dem Heizkreislauf zugeführt wird.

Solaranlage ins Dach integrieren

Die Kombination von Fotovoltaik und Solarthermie soll nicht nur den Ertrag optimieren, sondern auch attraktivere Gestaltungsmöglichkeiten für solartechnisch genutzte Dächer bieten. Mit einheitlichen Elementen lässt sich ein optisch unruhiger Flickenteppich aus PV-Modulen und Kollektoren vermeiden. Noch ansprechender wirkt es, wenn die Hybridmodule nicht nachträglich aufgesetzt sondern mit der Dacheindeckung zu einem Solardach verbunden werden.


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1 Kommentar

Michaela am 22.09.2017 20:41

Und was kostet das für ca. 500 m2 Wohnraum Altbau nicht gedämmt?

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Redaktion bauen.de am 25.09.2017 09:45

Hallo Michaela,

pro Kilowatt Spitzenleistung können Sie mit etwa 1.400 Euro rechnen. Genauere Preisangaben hängen beispielsweise davon ab, welche Leistung Sie wünschen, von den Bedingungen, von der technischen Ausstattung. Am besten,... mehr