PVT-Anlagen für Wärmepumpen Einsatz – Innovation für Ihr Zuhause
Letztes Update: 23. Juni 2024
PVT-Anlagen kombinieren Photovoltaik und Solarthermie und ermöglichen eine optimale Energieversorgung für Wärmepumpen. Der Artikel erklärt, wie diese Technologie funktioniert, welche Vorteile sie bietet und in welchen Einsatzbereichen sie besonders sinnvoll ist.
PVT – die große Unbekannte
Eine Photovoltaik-Anlage (PV) auf dem Hausdach kennt man. Sie erzeugt Strom aus Sonnenergie. Die Solarthermie-Anlage ist schon weniger geläufig. Sie erzeugt Wärme aus Sonnenenergie. Und die PVT-Anlage? Die PVT, häufig auch als Hybridkollektor bezeichnet, ist noch relativ unbekannt. Sie kombiniert beide Techniken – eine Solarthermie-Anlage mit Photovoltaik-Modulen. Daher auch der Name PVT. Ob sich ihr Einsatz lohnt und welche besondere Rolle sie beim Betrieb von Wärmepumpen spielen kann, erklärt Energieexperte Stephan Herpertz von der Verbraucherzentrale NRW.
Wie funktioniert eine PVT-Anlage und was sind ihre Stärken?
Die PVT-Anlage funktioniert im Grunde wie jede andere Solaranlage. Kollektoren auf dem Dach wandeln die Sonnenstrahlen in nutzbare Energie um. Die Hybridkollektoren einer PVT-Anlage kann man sich dabei als Kombination eines Photovoltaikmoduls und eines Solarthermie-Kollektors vorstellen. Die PV-Elemente liegen an der Kollektorenoberfläche und fangen die Sonnenstrahlung ein. Der darunterliegende Solarthermie-Kollektor nutzt das Sonnenlicht, um Wärme bereitzustellen. Einige PVT-Kollektoren nutzen zusätzlich die Außenluft als zweite Wärmequelle. Sie geben die „aufgefangene“ Wärme an eine Wärmeträger-Flüssigkeit im sogenannten Solarkreis ab, über den die Wärme zur weiteren Nutzung abtransportiert wird. Dadurch wird der PVT-Kollektor gekühlt. Dies sorgt im Vergleich zu herkömmlichen PV-Modulen für rund sechs Prozent höhere Stromerträge im Sommer. Ein weiterer Vorteil: Beim Einsatz von PVT-Modulen entfällt die Nutzungskonkurrenz von solarer Strom- und Wärmeproduktion auf Dächern und Fassaden, da auf der derselben Fläche Strom- und Wärme gleichzeitig produziert werden kann.
Was ist das Besondere an PVT-Anlagen im Zusammenspiel mit Wärmepumpen?
Die Wärmepumpe wird zukünftig eine zentrale Rolle bei der Versorgung von Wohngebäuden mit erneuerbaren Energien für die Heizung und die Warmwasseraufbereitung spielen. Wo aber bisher aus technischen oder rechtlichen Gründen ihr Einsatz nicht möglich war, kann die PVT-Anlage eine Lösung sein, um dennoch eine Wärmepumpe zu betreiben. Beispielsweise bei Gebäuden mit zu kleinen Flächen im direkten Umfeld, zu geringen Abständen zu Nachbargebäuden sowie denkmalschutzrechtlichen Einschränkungen. Die Kollektoren der PVT-Anlage dienen einer Sole-Wasser-Wärmepumpe als Wärmequelle. Gleichzeitig können die PV-Module im PVT-Kollektor einen Teil des Stroms liefern, um die Wärmepumpe zu betreiben. So verbessern sich Effizienz und Stromverbrauch der Wärmepumpe. Ein weiterer Vorteil der Kombination von PVT-Kollektoren mit Wärmepumpen: Die Geräuschentwicklung ist im Vergleich zu typischen Luft-Wasser-Wärmepumpen oder Luft-Luft-Wärmepumpen sehr gering.
Was ist bei der Planung von PVT-Anlagen zu beachten und gibt es Fördermöglichkeiten?
Der Gesamtertrag von PVT-Kollektoren ist im Vergleich zu einem Solarthermie-Kollektor oder einem Photovoltaikmodul bezogen auf die Fläche größer. Entscheidend für den Flächenbedarf eines PVT-Kollektors ist die Heizleistung, die notwendig ist, um das Gebäude mit Wärme zu versorgen. Pro Kilowatt Heizleistung muss man etwa dreieinhalb bis viereinhalb Quadratmeter kalkulieren. Die Kosten für eine Kombination von PVT-Kollektoren und Wärmepumpen liegen deutlich über denen von Luft-Wasser-Wärmepumpen mit vergleichbarer Leistung, jedoch unterhalb der Kosten für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, die das Erdreich als Wärmequelle nutzt. Grundsätzlich können PVT-Kollektoren durch die Bundesförderung Effiziente Gebäude (BEG) bezuschusst werden. Allerdings werden vorab die Kosten für die Anlagenteile, die der solaren Stromproduktion dienen, mit einem pauschalen Betrag von 1.500 Euro je Kilowatt Anlagenleistung abgezogen. Diese Förderkonditionen machen PVT-Kollektoren in Kombination mit Wärmepumpen besonders für Mehrfamilienhäuser interessant. Bei der Auswahl geeigneter Installationsbetriebe ist es darüber hinaus empfehlenswert, sich direkt an die Kollektoren-Hersteller zu wenden und nach geeigneten Betrieben zu fragen.
Die Vorteile von PVT-Anlagen für Wärmepumpen Einsatz
PVT-Anlagen bieten eine Vielzahl von Vorteilen, besonders im Zusammenspiel mit Wärmepumpen. Zum einen wird die Effizienz der Wärmepumpe durch die zusätzliche Wärmequelle erhöht. Dies führt zu einem geringeren Stromverbrauch und somit zu niedrigeren Betriebskosten. Zum anderen entfällt die Notwendigkeit, separate Flächen für Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen zu nutzen. Dies ist besonders in städtischen Gebieten von Vorteil, wo der Platz oft begrenzt ist. Darüber hinaus tragen PVT-Anlagen zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei, da sie sowohl Strom als auch Wärme aus erneuerbaren Quellen erzeugen. Dies macht sie zu einer umweltfreundlichen Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen.
Wirtschaftlichkeit und Amortisation
Die Investitionskosten für PVT-Anlagen sind zwar höher als für herkömmliche PV- oder Solarthermie-Anlagen, jedoch amortisieren sie sich durch die höheren Erträge und die Einsparungen bei den Betriebskosten schneller. Eine genaue Wirtschaftlichkeitsberechnung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Größe der Anlage, den lokalen Sonneneinstrahlungsbedingungen und den aktuellen Energiepreisen. Es ist ratsam, sich von einem Fachmann beraten zu lassen, um eine fundierte Entscheidung treffen zu können.
Technische Herausforderungen und Lösungen
Wie bei jeder neuen Technologie gibt es auch bei PVT-Anlagen einige technische Herausforderungen. Eine davon ist die effiziente Kühlung der PV-Module, um eine Überhitzung zu vermeiden und die Leistung zu maximieren. Hier kommen innovative Kühlsysteme zum Einsatz, die die überschüssige Wärme abführen und gleichzeitig die Solarthermie-Komponente unterstützen. Ein weiteres Problem kann die Integration der PVT-Anlage in bestehende Heizsysteme sein. Hier ist eine sorgfältige Planung und Abstimmung mit den vorhandenen Systemen notwendig, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
Fazit: PVT-Anlagen als zukunftsweisende Technologie
PVT-Anlagen sind eine vielversprechende Technologie, die das Potenzial hat, die Art und Weise, wie wir Energie für unsere Häuser erzeugen und nutzen, grundlegend zu verändern. Sie bieten eine effiziente und umweltfreundliche Lösung für die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme und sind besonders im Zusammenspiel mit Wärmepumpen von großem Vorteil. Trotz der höheren Investitionskosten und der technischen Herausforderungen überwiegen die Vorteile, insbesondere in Bezug auf Effizienz, Platzersparnis und Umweltfreundlichkeit. Wenn Sie also auf der Suche nach einer nachhaltigen und zukunftssicheren Energiequelle für Ihr Eigenheim sind, sollten Sie die Installation einer PVT-Anlage in Betracht ziehen.
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