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Höherer PV-Ertrag durch Kühlung kaum nachweisbar

Kombis aus Solarthermie und PV fehlen klare Normen

09.06.2015, 09:30

Hybridkollektoren im Quartier Bahnhof Rotkreuz, Schweiz
In einem Neubauprojekt in der Schweiz werden Hybridkollektoren verbaut. © Meyer Burger

Die Idee eines kombinierten photovoltaischen und solarthermischen Kollektors (PVT) klingt einleuchtend: Licht und Wärme werden in einer einzigen Anlage zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt, durch die Kühlung der PV-Module lassen sich die elektrischen Erträge theoretisch außerdem noch deutlich erhöhen. Doch das Konzept hat sich nicht durchgesetzt.

Einer der Gründe: Bestehende Normen für PV und Solarthermie sind für die Bewertung der Produktkombination PVT nur bedingt geeignet. Das macht die Produkte schwer vergleichbar. Ein Verbundprojekt hat sich zwei Jahre lang mit dem Thema beschäftigt und erste Ergebnisse vorgestellt.

Um sinnvolle Kriterien für die Bewertung zu sammeln, hat sich das Forschungsteam aus FHD Düsseldorf, Fraunhofer ISE, TÜV Rheinland Energie und Umwelt GmbH und dem Solarzentrum Allgäu einen Marktüberblick verschafft. Die Zahl der Hersteller von PVT-Kollektoren ist mit 34 relativ überschaubar.

Unterschieden wird im wesentlichen zwischen abgedeckten und unabgedeckten Kollektoren. Schon die Definition dieser Begriffe ist aber nicht so einfach, wenn es zum Beispiel darum geht, sich von ganz einfachen Systemen wie Schwimmbadabsorbern abzugrenzen, bei denen meist nur Röhren ausgelegt werden, in denen sich das Wasser durch Solareintrag erwärmt und dann direkt genutzt wird. Unabgedeckt in der Untersuchung umfasst aber alle Systeme, deren Abdeckung keine thermische Isolation leistet. Sie sind also teilweise abgedeckt zum Schutz, es ist aber zumindest teilweise ein Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft möglich.

30 der Hersteller bieten unabgedeckte Kollektoren an, 17 davon verfügen über Dämmung an der Rückseite der Solarkollektoren, 7 sind komplett ohne Dämmung und einige mit einem separaten Wärmeübertrager. Dämmung kann die thermischen Erträge erhöhen, da weniger Wärme verloren geht, vermindert aber den Effekt der Kühlung des PV-Teils der Systeme.

Systeme sind nur schwer vergleichbar

Beim Versuch, bestehende Systeme wirklich zu vergleichen, gab es neben fehlenden oder ungeeigneten Prüfnormen auch das Problem, dass die Hersteller derzeit noch wenig einheitliche Angaben auf ihren Datenblättern zur Verfügung stellen. Bauart, verwendete Materialien, Abmessung, elektrische und thermische Kennwerte sowie die Angabe des Betriebsmodus bei deren Messung, Grenzwerte für den Betrieb, maximaler Betriebsdruck und vorhandene Prüflabel seien als Mindestangaben notwendig.

Trotz einer relativ geringen Anzahl an Herstellern sind die Anwendungsideen und Systemkonzeptionen vielfältig. Drei Schaltungen sind besonders weit verbreitet: Die Koppelung von PVT, Kessel oder Wärmepumpe in paralleler Schaltung, die Koppelung von PVT und Wärmepumpe und paralleler und serieller Schaltung sowie die Kombination von PVT, Wärmepumpe und Erdsonde in paralleler und serieller Schaltung.

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