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Hybridkollektor

Hybridkollektoren kombinieren die Photovoltaik und die Solarthermie miteinander. Die Idee, Strom und Wärme auf dem Dach zu erzeugen, ist nahe liegend. Daher bieten einige Hersteller inzwischen Hybridkollektoren an, die teilweise aus Solarkollektoren und teilweise aus Photovoltaik Modulen bestehen. Ganz unproblematisch ist das nicht, denn die beiden Technologien harmonieren nicht gut miteinander.

Heiß oder kalt?

Die Solarthermie benötigt hohe Temperaturen, um entsprechend hohe Leistungen zu erzeugen. Für die Photovoltaik Module sind hohe Temperaturen jedoch alles andere als wünschenswert, sie verlieren dabei an Leistung. Die angegebene Nennleistung eines Photovoltaik Moduls wird bei einer Temperatur von 25 Grad ermittelt, jedes Grad darüber kostet ungefähr ein halbes Prozent Leistung. Besonderes ärgerlich ist, dass beide Technologien im Hochsommer ihr Leistungsmaximum erreichen. In anderen Worten: Die Erhitzung der Sonnenkollektoren bremst die Photovoltaik Module genau dann besonders stark aus, wenn sehr viel Strom produziert werden soll. Eine gewisse Kompensation dieses Effekts kann durch eine geschickte Leitungsführung erreicht werden. Das zum Hybridkollektor fließende kältere Wasser wird unter den Photovoltaik Modulen vorbei geleitet und kann so sogar einen Beitrag zur Kühlung leisten. Das funktioniert zeitweise, aber leider genau dann nicht, wenn eine Kühlung besonders notwendig wäre. An heißen Sommertagen kommt es in der Solarthermie Anlage zu einer so genannten thermischen Stagnation. Das bedeutet, dass der Pufferspeicher seine maximale Aufnahmekapazität erreicht hat und keine weitere Wärme mehr aus dem Kollektor abgeführt werden kann. Der Kollektor heizt sich auf Temperaturen von deutlich mehr als hundert Grad auf, der zur Kühlung der Photovoltaik Module genutzte Kreislauf kommt zum Erliegen. Nimmt man beispielsweise eine nicht unrealistische Temperatur von 125 Grad an, reduziert sich die Leistung der Photovoltaik Anlage gemäß dem oben Gesagten um rund die Hälfte gegenüber der Nennleistung.

Hybridkollektoren auf Schwimmbädern oder Industriegebäuden

Das ergibt deutlich mehr Sinn, sofern sichergestellt ist, dass der Wärmebedarf selbst im Sommer mindestens so hoch wie die Wärmeleistung der Kollektoren ist. In diesem Fall kann die gesamte Wärme abgeführt werden, was zumindest das Problem der thermischen Stagnation löst. Dennoch bleibt das Problem bestehen, das die Kollektoren bei möglichst hohen Temperaturen arbeiten sollen und in unmittelbarer Nähe von Photovoltaik Modulen eigentlich deplatziert sind. Abhängig vom Nutzungsprofil für Wärme und Strom kann sich eine solche Konstruktion mit Hybridkollektoren individuell möglicherweise rechnen. In Hinblick auf die globale Ökobilanz sind zwei getrennte Anlagen die bessere Lösung.

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