Unverglaste PVT-Module gewinnen im Winter und nach Einbruch der Dunkelheit weiter Wärme, weil sie Energie nicht nur aus Sonnenlicht, sondern auch aus Umgebungsluft und Regen aufnehmen. Anlagen in der Praxis erreichen bei Lufttemperaturen von 0 °C oder darunter dauerhaft eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von etwa 3,3. Was im Winter ausfällt, ist die Hochtemperaturleistung: Das Modul speist einen Quellenkreis der Wärmepumpe, keinen 60-°C-Speicher.
Erzeugen PVT-Module nachts tatsächlich etwas?
Ja – thermisch arbeitet ein unverglastes PVT-Modul nach Sonnenuntergang, und das ist keine Marketingbehauptung, sondern eine Folge seiner Konstruktion. Unverglaste Kollektoren werden nach ISO 9806 als WISC (wind- und/oder infrarotempfindliche Kollektoren) eingestuft, gerade weil sie Wärme mit Wind, Umgebungsluft und Regen austauschen, nicht nur mit der Sonne. Zirkuliert man Fluid mit −5 °C durch den Absorber, während die Außenluft +3 °C hat, fließt Wärme in das Fluid. Das Modul verhält sich wie ein großer, stiller Luft-Wärmetauscher.
Die elektrische Seite endet selbstverständlich in der Dämmerung. Die ehrliche Formulierung lautet also: Ein PVT-Feld erzeugt Strom, wenn die Sonne scheint, und sammelt niederwertige Wärme nahezu durchgehend. Der ausgewiesene thermische Wirkungsgrad, bezogen auf die einfallende Sonnenstrahlung, kann genau aus diesem Grund über 100 % liegen – die Umgebungsenergie kommt zum Solareintrag hinzu (IEA SHC Task 60).
Wie viel Wärme liefert ein PVT-Modul im Winter?
Weniger als im Juli, aber genug, um eine Rolle zu spielen, weil eine Wärmepumpe sie vervielfacht. Gemessene PVT-Quellensysteme haben in realen Wintern, in denen die Umgebungsluft wiederholt bei 0 °C oder darunter lag, eine Jahresarbeitszahl von etwa 3,3 gehalten, und Systemstudien berichten eine JAZ von 3,49 bei 20 m² Kollektoren, steigend auf 3,80 bei 30 m². Ein Wintertag mit −10 °C ohne direkte Sonne liefert noch nutzbare Quellenwärme, weil das Fluid kälter als die Luft gefahren wird.
Das saisonale Muster sollte man klar benennen:
| Bedingung | Elektrische Leistung | Thermische Leistung | Wofür die Wärme genutzt wird |
|---|---|---|---|
| Sommermittag | Spitze, durch Zellkühlung verstärkt | Hoch, 25–45 °C Austritt | Direkte Trinkwarmwasser-Vorwärmung, Pool |
| Wintermittag, klar | 20–35 % des Sommerwerts | Mäßig, nahe der Umgebungstemperatur | Quelle der Wärmepumpe, Sole ~0 bis +10 °C |
| Winter, bedeckt | Niedrig | Weiterhin positiv | Quelle der Wärmepumpe, Wärme aus der Luft |
| Nacht, jede Jahreszeit | Keine | Positiv, wann immer das Fluid unter der Umgebungstemperatur läuft | Quelle der Wärmepumpe, Erdsondenregeneration |
| Strenger Frost, windstill | Keine | Nahe null, Reifbildung möglich | Wärmepumpe schaltet auf Zusatz- oder bivalente Quelle |
Warum friert das Modul im Winter nicht ein und vereist nicht?
Der Kreis ist durch ein Propylenglykol-Gemisch geschützt, typischerweise 30–40 %, das den Arbeitsbereich auf etwa −20 °C herabsetzt. Das Einfrieren des Fluids ist daher nicht das Problem, sondern Reif, der sich auf der Außenseite des Absorbers bildet. Läuft der Absorber unter dem Taupunkt, bilden sich Kondensat und dann Reif auf der Moduloberfläche, genau wie am Wärmetauscher einer Luft-Wärmepumpe.
Unverglaste PVT-Module gehen damit weit schonender um als das Lamellenregister einer Luft-Wärmepumpe. Die Fläche ist groß und eben, sodass sich Reif als dünne, gleichmäßige Schicht bildet und keinen Luftweg blockiert, und er löst sich durch einen kurzen Gegenimpuls mit warmem Fluid statt durch einen vollständigen Abtauzyklus mit Kreislaufumkehr über das Vierwegeventil. Da das Feld keine Luft bläst, entstehen weder Geräusche noch eine Kondensatfahne.
Ist PVT die falsche Technik für kaltes Klima?
Nein, aber sie muss dafür ausgelegt und passend ausgewählt werden. Drei Regeln folgen aus der Physik:
- Wählen Sie eine Wärmepumpe, die für Soleeintritt bei −15 °C oder darunter zugelassen ist. Voreinstellungen für Erdkreise, die bei −5 °C abschalten, führen im Januar wiederholt zu Störungen.
- Bevorzugen Sie unverglaste Module mit Lamellen für den Quellenbetrieb. Rückseitige Lamellen vervielfachen die der Umgebungsluft ausgesetzte Fläche und sorgen dafür, dass das Feld nach Einbruch der Dunkelheit als Luftkollektor arbeitet.
- Erwarten Sie im Winter keine direkte Hochtemperaturwärme. Wie in Welche Wassertemperatur erzeugt ein PVT-Modul? erläutert, arbeitet ein unverglastes Modul im Bereich von 10–40 °C, und im Januar ist die nutzbare Leistung Quellenwärme, kein Zapfwasser.
So dimensioniert laufen PVT-Felder in Tausenden niederländischer Gebäude als alleinige Wärmequelle – in einem Klima mit kalten, dunklen, windigen Wintern und ohne nennenswerte Tradition von Erdsondenbohrungen.
Und der Einwand, dass Wärme genau dann gebraucht wird, wenn die Sonne fehlt?
Es ist der richtige Einwand, und er hat eine konkrete Antwort: Ein PVT-System versucht nicht, Wärme in dem Moment zu liefern, in dem sie gewonnen wird. Das Feld lädt einen Speicher oder einen Erdkreis, und die Wärmepumpe greift später darauf zurück. Solimpeks kombiniert seine PV-T-Hybridmodul-Felder aus diesem Grund mit Puffer- und Kombispeichern – die Aufgabe des Moduls ist es, die Quellentemperatur, die der Verdichter über eine Saison sieht, anzuheben, nicht in Echtzeit auf den Thermostat zu reagieren.
Den Ausschlag gibt die Bilanz über die Saison. Über eine Heizperiode hinweg hebt eine erhöhte Quellentemperatur von schon 3–5 K die saisonale Leistungszahl um etwa 10–15 %, und das gerade an den grauen, windstillen Tagen, an denen eine Luft-Wärmepumpe am schwächsten ist.
Häufig gestellte Fragen
Erzeugen PVT-Module nachts Strom?
Nein. Die Photovoltaikschicht braucht Licht, die elektrische Leistung ist nach Einbruch der Dunkelheit also null. Die thermische Seite läuft weiter, wann immer das zirkulierende Fluid kälter als die Umgebung ist – deshalb arbeitet PVT rund um die Uhr als Wärmepumpenquelle.
Müssen PVT-Module von Schnee befreit werden?
Selten. Eine dünne Schicht schmilzt schnell, sobald Fluid zirkuliert, weil der Absorber direkt hinter dem Glas sitzt. Schwerer, anhaltender Schnee blockiert sowohl den elektrischen als auch den solarthermischen Beitrag, doch das Feld tauscht über seine Rückseite weiterhin Wärme mit der Luft aus.
Wie kalt kann ein PVT-Modul laufen?
Mit einem Propylenglykol-Gemisch von 30–40 % arbeitet der Kreis bis etwa −20 °C, und im Quellenbetrieb der Wärmepumpe wird er bewusst unter 0 °C gefahren. Gerade weil das Fluid kälter als die Umgebung gefahren wird, gewinnt das Modul neben Solarwärme auch Wärme aus der Luft.
Ist PVT im Winter besser als eine Luft-Wärmepumpe?
Es ist leiser und frei von ventilatorgestützter Abtauung und bringt Solargewinn, sobald die Sonne erscheint; eine gut ausgelegte Luft-Wärmepumpe bleibt in milden Klimazonen aber die einfachere Wahl. PVT gewinnt, wo Schall, Genehmigungsbeschränkungen oder der Wert von Strom vor Ort zählen.