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Fotothermie erzeugt Solarstrom und Wärme

Willi Bihler, Geschäftsführer des Solarzentrum Allgäu, präsentiert seine Kombimodule, die mit Wasser als Wärmeträger arbeiten.

Fotothermie verbindet die Erzeugung von Strom und Wärme durch Solaranlagen. Das Angebot an PVT-Modulen ist derzeit noch beschränkt. Das dürfte nicht zuletzt daran liegen, dass die Kombination umstritten ist.

Ein gängiges Argument ist, dass die Funktionen von Solarthermie und Fotovoltaik sich gegenseitig stören. „Ein Sonnenkollektor zur Gewinnung von Wärme wird bei möglichst hohen Temperaturen betrieben. Fotovoltaikzellen zur Stromerzeugung dagegen arbeiten umso besser, je kühler sie sind“, so Michael Powalla, Experte des Zentrums für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung ZSW in Stuttgart. Der Wirkungsgrad eines Fotovoltaik-Thermie-Moduls (PVT) sei immer ein Kompromiss, sagt Powalla. Weder die Stromerzeugung noch die Wärmegewinnung könne optimal betrieben werden.

Gekühlte Fotovoltaik-Module liefern mehr Strom

Allerdings hat die Kombination auch Vorteile. Befürworter führen an, dass Kombimodule insgesamt mehr Sonnenenergie nutzbar machen können. Fotovoltaikmodule alleine nutzten maximal 20 Prozent der Sonnenenergie, der Rest gehe unnötigerweise verloren. Fotovoltaik-Module würden ohnehin heiß. „In Kombimodulen können sie gekühlt werden, so dass die Temperatur sinkt und der Stromertrag steigt“, führt der Experte Matthias Rommel an, der bis Anfang 2009 die Gruppe Thermische Kollektoren und Anwendungen am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) leitete.

 

Systeme arbeiten meist mit einer Wärmepumpe

Um die ohnehin an den Fotovoltaik-Modulen entstehende Wärme zu nutzen, sind jedoch nicht zwingend Kombimodule erforderlich. Eine Alternative sind integrierte Lösungen, wie sie beispielsweise Systaic anbietet. Beim Energiedach des Anbieters wird anstelle von separaten Wärmekollektoren durch die gezielte Zuführung der Abwärme in ein optimiertes Wärmepumpensystem die Energie für Raumwärme und Warmwasser generiert.

Eine weitere Möglichkeit ist die Integration von Solar- und Fotovoltaik-Kollektoren auf einem Dach. Dabei werden die Systeme nebeneinander installiert, beide kommen aber aus einer Hand und sind optisch aufeinander abgestimmt. Diese Variante ist jedoch nur sinnvoll, wenn genügend Platz zur Verfügung steht. „Momentan mag es noch billiger sein, Wärmegewinnung und Fotovoltaik zu trennen“, sagt ISE-Mann Rommel. „Aber die Flächen auf den Gebäuden werden knapp.“

Hausbesitzer werden künftig öfter entscheiden müssen, ob sie ihr Sonnendach lieber für Heizung und Warmwasser oder zur Stromerzeugung nutzen wollen. Dementsprechend werden entweder Solarkollektoren oder Fotovoltaik-Module installiert. Diese Frage stellt sich heute bereits bei Mehrfamilienhäusern. Denn je mehr Warmwasser gebraucht wird, desto größer muss die Kollektorfläche sein. Folge: Für die Stromerzeugung bleibt kaum noch Platz. Hier könnten sich Kombi-Module für Solarthermie und Fotovotoltaik schon heute lohnen.

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