Die Sonnenenergie ist eine jene Energiequellen, die in unseren Breitengraden gut ausgenutzt werden kann. Südtirol bietet mit seinen vielen Sonnentagen ideale Bedingungen dafür und demzufolge überrascht es nicht, dass auch die Nachfrage nach Solar- und Photovoltaik-Anlagen in den vergangenen Jahren zunehmend gestiegen ist. Solche Anlagen können eine weitreichende Kostenersparnis ermöglichen, wenn es um die Strom- oder Warmwasserproduktion geht. Gerade in Zeiten steigender Energie- und Strompreise ist dies ein nicht zu unterschätzender Faktor.
Gleichzeitig gehört die Solarenergie zu den nachhaltigsten Energiequellen und birgt – nicht zuletzt auch durch die sich stetig weiterentwickelte Technik – ein enormes Potenzial auf dem Weg zum klimaneutralen Europa. Im Jahr 2023 deckte die italienische Photovoltaik-Produktion 10% des nationalen Strombedarfs; bis 2030 wird sie etwa 28 Prozent des bis dahin erwarteten Strombedarfs decken müssen.
Wärme oder Strom?
Viele Hausbesitzer möchten die Vorteile von Solar- oder Photovoltaikanlagen nutzen und müssen zu Beginn die Entscheidung treffen: Soll mit Photovoltaikmodulen Strom aus Sonnenlicht gewonnen werden oder soll Wärme zum Heizen oder Duschen mit einer Solaranlage erzeugt werden? Was von zwei unterschiedlichen Anlagen erzeugt wird, kann jedoch auch in einem Produkt vereint werden. Sogenannte PVT-Sonnenkollektoren (photovoltaisch-thermische Sonnenkollektoren) erzeugen aus Sonnenlicht elektrische Energie und Wärme und kombinieren zu diesem Zweck ein Photovoltaik-Modul mit einem thermischen Solarkollektor. Der PVT-Kollektor wird auch als Hybrid-Sonnenkollektor oder Hybrid-Kollektor bezeichnet.
Funktionsweise der Hybrid-Sonnenkollektoren
Hybride Solarkollektoren bestehen aus einem normalen Solarpanel, das mithilfe von Solarzellen Strom aus Sonnenlicht gewinnt, und einem zusätzlichen Wärmeaustauscher. Dieser erwärmt mithilfe der Energie eines Teils der Sonneneinstrahlung, die nicht zur Stromerzeugung genutzt wird, eine Flüssigkeit. Die erwärmte Flüssigkeit aus dem PVT-Modul wird in einen Solarwärmespeicher geleitet, wo sie das Heizsystem unterstützt. Damit kann sowohl ein Teil des Strombedarfs als auch ein Teil der Warmwassererzeugung abgedeckt werden.
Da ohnehin nur maximal ein Viertel der einfallenden Sonnenstrahlen in elektrische Energie umgewandelt wird und die Effizienz der Photovoltaikanlagen mit steigenden Temperaturen abnimmt, ist es sinnvoll, die „übrige“ einfallende Sonnenenergie für die Wärmeerzeugung zu nutzen. Gleichzeitig kann durch die Abführung der Wärme ein Kühleffekt erzielt und die Effizienz der Module erhöht werden. Hybridmodule erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 80%.
Man unterscheidet zwischen abgedeckten Modulen, bei denen die Wärmeerzeugung im Vordergrund steht, und nicht abgedeckten Modulen, die sich eher auf die Stromproduktion konzentrieren. Während sich bei den ersteren ein Belüftungsraum zwischen der Glasplatte und den Solarzellen befindet, was die Aufnahme von Wärme durch die Solarthermieanlage ermöglicht, befindet sich bei nicht abgedeckten Modulen keine Luft zwischen den Schichten; dadurch wird der Wärmestau verringert.
Doppelte Nutzungsmöglichkeiten – Effizienzsteigerung
Die Vorteile einer hybriden Anlage liegen klar auf der Hand: Unterschiedliche Nutzungsmöglichkeiten in einer Anlage vereint, spart nicht nur Platz auf dem Dach, auch die Effizienz kann gesteigert werden. Ein vorteilhafter Nebeneffekt ist, dass im Winter der Schnee auf den Hybridmodulen durch die erzeugte Wärme der Solarthermie-Module schmilzt. Das erhöht ebenfalls die Effizienz und den Stromertrag im Winter.
Eine gut überlegte Investition
Angesicht der – im Gegensatz zu herkömmlichen Photovoltaik- oder Solaranlagen – hohen Kosten einer hybriden Anlage, stellt sich die Frage, ab wann sich die Investition lohnt. Oft ist dies erst dann der Fall, wenn zu Zeiten hoher Sonneneinstrahlung besonders große Warmwassermengen benötigt werden. Aus diesem Grund eignen sich Hybridanlagen vor allem in Gebäuden mit einem hohen Wärmebedarf über das gesamte Jahr, was bei Einfamilienhäusern nicht immer der Fall ist, da im Sommer wenig Wärme benötigt wird. Zu bedenken ist auch, dass in den kalten und dunkleren Monaten der Wärmeertrag geringer ausfällt.
Zusammenfassend kann man also sagen: Wer mit dem Gedanken spielt, sich eine hybride Solaranlage anzuschaffen, sollte sich unbedingt vorab von einem Experten beraten lassen. PVT-Module können gut mit einer Wärmepumpe kombiniert werden. Überschüssige Sonnenwärme kann an das Erdreich abgegeben werden, wodurch die Wärmepumpe im Heizbetrieb mit einer höheren Ausgangstemperatur arbeiten kann und der Strombedarf für den Betrieb sinkt. In jedem Fall sollte man auf ein hochwertiges Produkt mit einer guten Umwandlungsrate setzen, das auf die anzuschließenden Geräte abgestimmt ist.
KH/co/ub
