PVT

Kann ein Solarmodul gleichzeitig Strom und Warmwasser erzeugen?

Kurzantwort

Ja. Ein PVT-Hybridmodul (Photovoltaik-Thermie) erzeugt auf derselben Fläche gleichzeitig Strom und Warmwasser: PV-Zellen an der Oberseite erzeugen Strom, während ein Absorber dahinter Wärme in einen Flüssigkeitskreis aufnimmt. Die Technologie ist ausgereift – Solimpeks stellt seit 2008 PV-T-Module her –, und ein PVT-Modul liefert bei Nutzung der Wärme das 3- bis 4-Fache der Gesamtenergie eines reinen PV-Moduls gleicher Größe.

Titelgrafik: Kann ein Solarmodul gleichzeitig Strom und Warmwasser erzeugen?

Gibt es wirklich ein Solarmodul, das Strom und Warmwasser erzeugt?

Ja – es heißt PVT-Modul (Photovoltaik-Thermie) und ist eine bewährte Produktkategorie, kein Konzept. Ein PVT-Hybridkollektor sieht von der Straße aus wie ein normales PV-Modul, doch hinter den Solarzellen sitzt ein Wärme-Absorber mit Flüssigkeitskanälen; so wird das Modul wie PV an Ihren Wechselrichter angeschlossen und wie ein Solarkollektor an Ihr Warmwassersystem. PVT-Kollektoren werden nach demselben Solar Keymark-System zertifiziert wie herkömmliche thermische Kollektoren, und die Marktberichte von IEA SHC zählen weltweit weit über eine Million Quadratmeter installierter Fläche.

Wie schafft ein Modul beide Aufgaben?

Solarzellen wandeln nur etwa 20 % des Sonnenlichts in Strom um – der Rest wird im Modul zu Wärme. Ein normales PV-Modul gibt diese Wärme an den Wind ab; ein PVT-Modul sammelt sie. Eine Pumpe bewegt Glykol oder Wasser durch Kanäle, die mit der Rückseite der Zellen verbunden sind, transportiert die Wärme zu einem Speicher oder einer Wärmepumpe und führt kühle Flüssigkeit zum Dach zurück. Diese Kühlung ist an sich schon ein Bonus: Die Zellen laufen 10–20 °C kühler als in einem ungekühlten Modul und erzeugen dadurch etwa 3–8 % mehr Strom. Den vollständigen Mechanismus Schicht für Schicht erklärt Wie funktionieren PVT-Hybridmodule?.

Wie schneidet ein PVT-Modul im Vergleich zu reinem PV oder reiner Solarthermie ab?

OptionStromWarmwasserBenötigte Dachfläche für beide Erträge
Nur PV-ModuleJa (~20 % Umwandlung)Nein – braucht einen Heizstab oder PV-ÜberschussreglerGanzes Dach nur für Strom
Nur SolarthermieNeinJa (60–70 % Umwandlung in Wärme)Ganzes Dach nur für Wärme
Getrennte PV + SolarthermieJaJaZwei getrennte Felder, die um Platz konkurrieren
PVT-HybridJa (+3–8 % durch Kühlung)Ja, gleichzeitigEin Feld – 3–4× Gesamtenergie je m²

Wo reichlich Dachfläche vorhanden ist, bleiben getrennte Felder eine sinnvolle Wahl – diesen Zielkonflikt untersucht PVT-Module oder getrennte PV und Solarthermie: Was ist besser?. Wo der Platz die Grenze setzt, gewinnt der Hybrid bei der Gesamtenergie je Quadratmeter.

Für wen ist ein Zwei-in-eins-Solarmodul geeignet?

PVT eignet sich für Gebäude mit echtem ganzjährigem Wärmebedarf und begrenzter Dachfläche: Einfamilienhäuser mit realem Warmwasserverbrauch, Hotels und Fitnessstudios mit täglich laufenden Duschen, Schwimmbäder und – zunehmend – Häuser, die die Module mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe kombinieren, bei denen das PVT-Feld das Außengerät als Wärmequelle ersetzt (siehe Wie ein PVT-Modul als Quelle einer Wärmepumpe dient). Haben Sie für die Wärme keine Verwendung, ist reines PV der einfachere Kauf; die Einschränkungen sind offen in Nachteile von PVT-Modulen aufgeführt.

Wie lange gibt es die Technologie schon auf dem Markt?

Hybridkollektoren gibt es seit Jahrzehnten in Forschung und Nischenprodukten, und die Serienfertigung ist inzwischen etabliert: Solimpeks stellt seit 2008 PV-T-Hybridmodule in Konya her und beliefert Kunden in 96+ Ländern. Das aktuelle Modell PV-T 590 verbindet eine elektrische Nennleistung von 590 Wp mit der thermischen Solar-Keymark-Zertifizierung über Kiwa Cermet Italia (Lizenz 16918 Rev.0) und der PV-Zertifizierung nach IEC 61215/61730-1. Mit anderen Worten: Ein Modul, das gleichzeitig Strom und Warmwasser erzeugt, ist etwas, das Sie heute kaufen, zertifizieren und fördern lassen können – kein Laborversprechen.

Häufig gestellte Fragen

Verringert die Warmwassererzeugung den Stromertrag?

Nein – sie erhöht ihn. Der Wärmeentzug kühlt die PV-Zellen um 10–20 °C, und kühleres Silizium wandelt effizienter um; ein PVT-Modul liefert daher typischerweise etwa 3–8 % mehr Strom als dieselben ungekühlten Zellen. Beide Erträge laufen gleichzeitig, ohne zu konkurrieren.

Kann ich ein PVT-Modul an meinen vorhandenen Warmwasserspeicher anschließen?

In der Regel ja, über einen Solar-Wärmetauscher oder einen externen Wärmetauscher, genau wie bei einer herkömmlichen Solarthermie-Nachrüstung. Ein bivalenter oder solarvorbereiteter Speicher macht den Anschluss unkompliziert; andernfalls wird der Speicher im Zuge der Installation getauscht.

Wie viel Warmwasser erzeugt ein PVT-Modul?

Der Ertrag hängt von Klima und Jahreszeit ab: Im Sommer kann ein kleines Feld den größten Teil des Warmwasserbedarfs eines Haushalts decken, im Winter wärmt es den Speicher vor, und ein Kessel oder eine Wärmepumpe heizt nach. Typisch sind je nach Bedingungen und Systemauslegung Liefertemperaturen von etwa 25–60 °C.

Ist ein PVT-Modul dasselbe wie ein Solar-Warmwasserbereiter mit PV obendrauf?

Funktional ähnlich, aber es ist ein einziges, als Einheit konstruiertes Laminat, nicht zwei gestapelte Produkte. Der Absorber ist direkt mit der Rückseite der Zellen verbunden, damit die Wärme effizient übertragen wird, und das gesamte Modul wird als eine Einheit sowohl nach den PV-Normen (IEC 61215) als auch nach den Kollektornormen (ISO 9806 / Solar Keymark) geprüft.

Quellen & weiterführende Literatur

Über den Autor

Technik-Team von Solimpeks

Solarthermie & Anlagentechnik