Herkömmliche Solarmodule produzieren bei der Stromproduktion überschüssige Wärme. PVT-Module nutzen diese Wärme und können neben der Herstellung von Strom auch für Heizzwecke eingesetzt werden. Wie das funktioniert, welche Kosten und Vor- und Nachteile solche Hybridmodule haben, erfahren Sie in diesem Artikel.
Das Wichtigste zuerst
Was sind PVT-Module?
PVT-Module sind Hybridmodule, die Photovoltaik und Solarthermie in einem Modul verbinden.
Welche Vorteile haben sie?
PVT-Module benötigen weniger Platz als eine Kombination von Photovoltaik und Solarthermie.
Was kosten Hybridmodule?
PVT-Module kosten zwischen 400 und 700 € pro Stück. Damit sind sie deutlich teurer als herkömmliche PV-Module.
Welche Nachteile haben sie?
PVT lohnt sich bei einem ganzjährig hohen Wärmebedarf, was in Privathaushalten selten der Fall ist.
Was sind PVT-Module?
PVT-Module kombinieren Solar und Photovoltaik in einem Modul. Sie nutzen die Sonnenstrahlung für die gleichzeitige Erzeugung von Solarstrom und Wärmeenergie. Hybridmodule erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 80%. Durch ihren Einsatz kann die verfügbare Dachfläche effizienter genutzt werden.
Aufbau eines Hybridkollektors
Wie sind Hybridmodule aufgebaut?
Grundsätzlich bestehen Hybridmodule aus:
- Glasplatte als Witterungsschutz
- Belüftung (optional)
- Solarzellen für Strom
- Solarabsorber für Wärme
- Gehäuse
Hybridmodule werden in abgedeckte und nicht abgedeckte PVT-Module unterteilt und unterscheiden sich dadurch in ihrem Aufbau:
- Die nicht abgedeckten Module erzeugen viel Strom. Analog zu herkömmlichen PV-Modulen befindet sich keine Luft zwischen den Schichten, was einen Wärmestau verringert. Dies führt zu einer höheren Strom- als Wärmeerzeugung;
- Bei den abgedeckten Modulen steht die Wärmeerzeugung im Vordergrund. Sie haben eine Belüftung zwischen der Glasplatte und den Solarzellen. Dies ermöglicht die Aufnahme von Wärme durch die Solarthermieanlage. Allerdings verringert sich gleichzeitig der Wirkungsgrad der Stromproduktion.
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Wie funktionieren PVT-Module?
In PVT-Modulen absorbieren die Solarzellen die Sonnenstrahlen. Das erzeugt eine elektrische Spannung, die ein Wechselrichter in nutzbaren Strom umwandelt.
Das unterliegende thermische Bauteil nimmt die durchgedrungene Sonneneinstrahlung und resultierende Wärme mit einer Solarflüssigkeit auf. Die Flüssigkeit zirkuliert in einem Absorber aus beschichtetem Spezialblech, wodurch sich die Solarflüssigkeit schnell und auf eine hohe Temperatur erwärmt. Die erwärmte Flüssigkeit aus dem PVT-Modul wird ferner in einen Solarwärmespeicher geleitet, wo sie das Heizsystem unterstützt.
Was kosten PVT-Module?
PVT-Module kosten zwischen 400 und 700 €. Damit sind sie fast doppelt so teuer wie normale PV-Module, die von 200 bis 350 € kosten. Der Preis für Solarthermiekollektoren liegt dagegen zwischen 300 und 800 €.
| Modulart | Preis |
|---|---|
| PV-Modul | 150 - 350 € |
| PVT-Modul | 400 - 700 € |
| Solarthermiekollektoren | 300 - 700 € |
Werden PVT-Module gefördert?
PVT-Module qualifizieren sich aufgrund der Solarthermie für BAFA-Zuschüsse. Sie erhalten eine Förderung von mindestens 25 % der Anschaffungskosten. Die Kombination von PVT-Kollektoren mit einer Wärmepumpe führt beim Austausch einer alten Gas- oder Ölheizung zu einer Förderung von bis zu 40 %. Außerdem haben Sie Anspruch auf eine Einspeisevergütung, falls Sie die PV-Anlage an das öffentliche Stromnetz anschließen.
Welche Nachteile haben PVT-Module?
Ganzjähriger hoher Wärmebedarf notwendig
Die Investition in PVT-Module lohnt sich nur bei einem ganzjährig hohen Wärmebedarf, was in Privathaushalten selten der Fall ist. Im Sommer haben Sie tendenziell einen sehr geringen Wärmebedarf für Warmwasser und Heizung. Hybride Solarmodule werden daher eher in öffentlichen Schwimmbädern, Krankenhäusern, Hotels und Ferienanlagen eingesetzt.
Geringere Leistung
Während eine reine Photovoltaikanlage bis zu 260 Wp pro m² liefert, liegt die Leistung bei eines PVT-Modulsl bei rund 190 Wp pro m². Auch die thermische Leistung ist mit rund 440 W pro m² deutlich geringer als bei einer reinen Solarthermieanlage, die circa 550 W pro m² produziert.
Höhere Kosten
PVT-Module sind wesentlich teurer als einfache PV-Module oder Solarkollektoren. Diese Investition rentiert sich allerdings, wenn Sie ganzjährig einen hohen Wärmebedarf haben.
Geringer Stromertrag bei nicht abgeführter Wärme
Der Wirkungsgrad von Solarzellen sinkt, wenn sie zu heiß werden. Solarthermie arbeitet hingegen bei hohen Temperaturen besonders effizient. Es ist deshalb wichtig, dass die thermische Energie vom Modul abgeführt wird, damit dieses wieder gekühlt wird.
Welche Vorteile haben Hybridmodule?
Wenn Sie die hohen Wärmemengen im Sommer sinnvoll nutzen, haben Hybridmodule viele Vorteile. Sie benötigen eine kleinere Dachfläche für die Energieerzeugung und verbessern durch die Wärmeabfuhr den Wirkungsgrad der PV-Zellen. Ein vorteilhafter Nebeneffekt ist, dass im Winter der Schnee auf den Hybridmodulen durch die erzeugte Wärme der Solarthermiemodule schmilzt. Das wiederum erhöht die Effizienz und den produzierten Stromertrag im Winter.
| Vorteile von Hybridmodulen |
|---|
| erhöhte Wirtschaftlichkeit bei hohem ganzjährigen Wärmebedarf |
| kleinere Dachfläche für die Energieerzeugung |
| verbesserte Leistung der PV-Zellen durch Wärmeabfuhr |
| Schnee schmilzt im Winter, sodass PV-Module mehr Strom produzieren |
| einheitliche Optik als bei getrennten Anlagen |
Welche Hersteller von PVT-Modulen gibt es?
Die folgenden Hersteller produzieren PVT-Kollektoren, wobei einige von ihnen auf die Kombination von PVT und Wärmepumpen spezialisiert sind.
- Consolar
- Fototherm
- Gasokol
- NIBE
- PVTSOLAR
- Solator
- Solimpeks
- Sunmaxx
- Vissolar
Eignen sich Hybridmodule für den Einsatz in Einfamilienhäusern?
Hybridmodule eignen sich für Einfamilienhäuser nur bei einem hohen Wärmebedarf über das gesamte Jahr. In einem Privathaushalt ist das jedoch selten der Fall, da in Sommermonaten deutlich weniger Wärmebedarf in Form von Warmwasser und Heizung besteht.
Mit welchen Systemen können PVT-Module kombiniert werden?
PVT-Module mit Wärmepumpe
PVT-Module können mit einer Erdwärmepumpe kombiniert werden. Im Sommer geben sie überschüssige Sonnenwärme an das Erdreich ab. Infolgedessen arbeitet die Wärmepumpe während der Heizperiode mit einer höheren Ausgangstemperatur. Dadurch erhöht sich die Jahresarbeitszahl und der Strombedarf für den Betrieb sinkt.
Hybridmodule als Solarfassade
Hybridmodule können auch in der Solarfassade eingesetzt werden. Dabei produzieren Sie nicht nur Strom und Wärmeenergie, sondern dienen darüber hinaus als Wärmedämmung. Die Verwendung von hybriden PVT-Modulen als Fassadenelemente ist jedoch teuer und der zusätzliche Energieertrag deckt meist nicht die Kosten.
Welche Alternative zu PVT-Modulen gibt es?
Sie können anstelle der PVT-Anlage auch eine Kombination aus Photovoltaik und Solarthermie verwenden. Bei dieser Option haben Sie zwei separate Systeme auf Ihrem Dach. Die PV-Anlage erzeugt Strom, während die Solarthermieanlage Wärme liefert. Diese Alternative nimmt allerdings mehr Fläche ein. Zudem erhöhen sich die Wartungskosten.
Eine weitere Alternative ist eine Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage.
Anstelle einer Wärmepumpe können Sie auch einen Heizstab verwenden. Er wird mit Strom aus der PV-Anlage betrieben und erwärmt Ihr Brauchwasser im Warmwasserspeicher.
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