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Forschungsprojekt zu Hybrid-Kollektoren gestartet

Im Rahmen einer Kooperation des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme, des TÜV Rheinland und weiterer Projektteilnehmer werden die Eigenschaften so genannter Hybridkollektoren untersucht. Hybridkollektoren kombinieren ein Photovoltaik Modul und einen thermischen Solarkollektor, weswegen auch die Bezeichnung PVT-Kollektor verwendet wird.

Standardisierung als erster Schritt

Im jetzt gestarteten Projekt steht nicht die Entwicklung eines neuen Hybridkollektors im Vordergrund. Vielmehr lautet das Ziel, Normen und Sicherheitsstandards zu entwickeln, an denen sich Hersteller orientieren können. Wie wichtig diese Aufgabe ist, zeigt ein Blick auf die Photovoltaik. Selbst bei dieser etablierten Technologie sind längst nicht alle Sicherheitsprobleme gelöst, insbesondere im Brandfall bilden die Module und die stromführenden Leitungen eine erhebliche Gefahrenquelle für die Rettungskräfte. Selbst dann, wenn die Anlage alle einschlägigen Normen erfüllt. In Hybridkollektoren befinden sich wasser- und stromführende Teile in unmittelbarer Nähe zueinander, wodurch die Sicherheitsprobleme deutlich verschärft werden. Erste Hybridkollektoren werden bereits angeboten, gegenwärtig noch mit mäßigem Erfolg. Das Fehlen verbindlicher Sicherheitsstandards ist ein Hindernis auf dem Weg zur Markteinführung, aber nicht das einzige. Auch deswegen musste die Solarhybrid AG, die sich als einziger deutscher Anbieter auf Hybridkollektoren spezialisiert hatte, bereits vor einem Jahr Insolvenz anmelden.

Warum Hybridkollektoren?

Die einfache Frage lautet, ob Hybridkollektoren mehr leisten als der getrennte Betrieb von Solarkollektoren und Photovoltaik Modulen. Theoretisch kann die Rechnung aufgehen. Die Nennleistung von Photovoltaik Modulen wird bei einer Temperatur von 25 Grad ermittelt, jedes zusätzliche Grad kostet etwa ein Halbes Prozent Leistung. Angesichts dessen liegt die Idee nahe, die Solarkollektoren als Kühlung für die Module einzusetzen. Die Solarmodule werden kälter, die Solarflüssigkeit wärmer – eine klassische Win-Win-Situation. Leider funktioniert das nur, wenn die Module wärmer als die Kollektoren sind. Kommt es im Sommer zu einer thermischen Stagnation, heizen die Kollektoren die Solarmodule und mindern ausgerechnet dann die Leistung, wenn ein wesentlicher Teil des jährlichen Stromertrags erzielt werden soll. Deswegen erfordern die Hybridkollektoren einige tiefgreifende Änderungen an der gesamten Solarthermieanlage.

Wärmeausgleich

Auf irgendeine Weise muss sichergestellt werden, dass die Wärme der Kollektoren auch bei intensiver Sonneneinstrahlung ständig abgeführt werden kann. Wenig elegant ist die Lösung, im Notfall das heiße Wasser aus dem Pufferspeicher einfach abzulassen und durch kaltes Wasser zu ersetzen. Noch relativ neu ist die Idee, die überschüssige Wärme der Kollektoren zum Betrieb einer Erdwärmepumpe zu nutzen. Grundsätzlich ist das eine gute Idee, weil vom Erdreich an der Stelle der Erdsonde praktisch unbegrenzt Wärme aufgenommen werden kann. Ob diese Lösung sich am Markt durchsetzt, bleibt abzuwarten. Eine Kombination aus Photovoltaik, Solarthermie und Wärmepumpe dürfte manchem Besitzer eines Einfamilienhauses vielleicht doch eher überdimensioniert erscheinen.
Bildquelle: TÜV Rheinland

 

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