PVT-Anlage: Kombination aus Photovoltaik und Solarthermie

Isa Kabakci Redakteur

6. Juli 2024, 6:59 Uhr | Lesezeit: 5 Minuten

Immer häufiger sieht man Photovoltaik- beziehungsweise Solarthermie-Anlagen auf den Hausdächern. Kein Wunder, denn damit ist es möglich, mit Sonnenenergie Strom oder Wärme zu erzeugen. Häufig stellt sich dabei die Frage, welche Anlage sinnvoller ist. Doch warum nicht beides auf einmal? PVT-Kollektoren machen es möglich.

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PVT-Kollektoren sind derzeit immer mehr im Kommen. Diese Technologie-Kombination vereint Photovoltaik und Solarthermie. Die Dachfläche lässt sich somit effizient zur Gewinnung von Sonnenenergie nutzen, um sowohl Strom als auch Wärme zu erzeugen. myHOMEBOOK hat sich die Technik genauer angeschaut, erklärt die Vor- und Nachteile und ob sich die Anschaffung lohnt.

PVT einfach erklärt

Das Kürzel PVT steht für „Photo-Voltaik-Thermie“ und ist im Grunde selbsterklärend. Es handelt sich hierbei um die Kombination von Photovoltaik (PV) und Solarthermie (ST), also vereinfacht gesagt um die Erzeugung von Strom und Wärme. Ein PVT-Kollektor ist quasi eine Solarthermie-Anlage mit Photovoltaik-Modulen. Die PV-Module befinden sich an der Oberfläche des PVT-Kollektors, während die ST-Module darunter liegen. Beide Systeme nutzen unterschiedliche Bereiche des Sonnenlichts, wobei die Wellenlänge eine entscheidende Rolle spielt. Somit konkurrieren beide Kollektorentypen nicht miteinander.

Es gibt verschiedene Arten von PVT, allerdings kann man den Aufbau wie folgt beschreiben: Ganz oben befindet sich ein Rahmen beziehungsweise eine Abdeckung. Darunter liegt die PV-Schicht, gefolgt von einer thermischen Absorberschicht. Anschließend findet man eine Solarflüssigkeit und darunter einen Wärmeisolator.

Funktionsweise von PVT-Systemen

Wie bereits erwähnt, erzeugen PVT-Kollektoren Strom und Wärme durch Sonnenlicht. In den Hybridkollektoren absorbieren die Solarzellen das Sonnenlicht, welches durch einen Wechselrichter in „herkömmlichen“ Strom umgewandelt wird. Unter beziehungsweise hinter den einzelnen PV-Modulen befinden sich thermische Absorber. Diese nehmen die Wärme der PV-Module sowie die Umgebungswärme mit einer Flüssigkeit auf.

Energieexperte Stephan Herpertz von der Verbraucherzentrale NRW erklärt zusätzlich: „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.“

Arten von PVT-Kollektoren

Es gibt tatsächlich nicht den einen PVT-Kollektor. Vielmehr sind auf dem Markt verschiedene Aufbauten und Arten zu finden, die je nach Einsatzgebiet und Anforderung ausgewählt werden. Die am häufigsten verwendeten Arten sind unter anderem folgende:

Konzentrierende PVT-Kollektoren: Diese verwenden Spiegel und Linsen, um die Intensität des Lichts zu erhöhen. Hierfür wird in der Regel ein Nachführsystem benötigt.
Luft-Sole-Kollektor: Die Kollektoren verwenden die Luft als Wärmeträgermedium. Kombiniert ist es mit einem Sole-Wärmetauscher.
Abgedeckte PVT-Kollektoren: Abgedeckte beziehungsweise verglaste PVT-Kollektoren eine Zusatzverglasung, welche eine wärmedämmende Luftschicht zwischen PV-Modul und Zusatzverglasung einschließt. Die Abdeckung verbessert die Wärmedämmung und erhöht die Gesamteffizienz des Kollektors.
Unabgedeckte PVT-Kollektoren: Diese Modelle werden auch unglasierte beziehungsweise offene Kollektoren genannt. Sie haben keine Zusatzschicht aus Glas oder Kunststoff. Sie sind daher kostengünstig, um Strom und Wärme zu gewinnen. Allerdings sind sie weniger effizient und anfälliger für Umwelteinflüsse.
Flüssigkeitsbasierte PVT-Kollektoren: Meist werden solche Kollektoren auch hydraulische Kollektoren genannt. Diese verwenden Wasser oder spezielle Wärmeträger-Flüssigkeit zur Abführung der Wärme. Sie sind effizient und haben eine höhere Wärmekapazität, allerdings ist Installation und Wartung komplexer.

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Vorteile

Tatsächlich gibt es unzählige Vorteile, die mit PVT-Kollektoren einhergehen. Der wohl wichtigste Punkt ist, dass es sich hierbei um eine Kombi-Technologie handelt. Man muss sich nicht zwischen Photovoltaik und Solarthermie entscheiden, sondern kann von beiden Technologien gleichzeitig profitieren. So kann man die verfügbare Fläche – in der Regel das Hausdach – sehr effizient nutzen.

Auch in puncto Effizienz sind PVT-Systeme vorteilhaft. Durch die solarthermische Schicht wird Wärme abgeführt, wodurch die darüberliegenden Solarzellen gekühlt werden. Dadurch steigt der Stromertrag beziehungsweise der Wirkungsgrad der PV-Zellen wird verbessert.

Zudem ist die Kombination mit einer Wärmepumpe ein Pluspunkt. Es ist möglich, die Wärmepumpe mit den PVT-Kollektoren in Betrieb zu nehmen beziehungsweise mit Strom und Wärme zu versorgen. Des Weiteren kann man die PVT-Kollektoren als Wärme- und Stromerzeuger nutzen. Der Schnee schmilzt nämlich durch die Wärme der ST-Module, sodass der Stromertrag auch in den kalten beziehungsweise schneereichen Monaten erhalten bleibt.

Auch die Ersparnis ist bei diesem Systeme entscheidend. Denn die Hybridkollektoren können zur Senkung der Energiekosten beitragen, indem sie sowohl den Strombedarf als auch den Wärmebedarf decken. Dies kann langfristig zu erheblichen Kosteneinsparungen führen.

Nachteile

Doch auch einige Nachteile bringen PVT-Anlagen mit sich, die jedoch nicht stark überwiegen. Der wohl größte Nachteil sind die Kosten. PVT-Anlagen beziehungsweise -Kollektoren sind bei der Anschaffung teurer als klassische PV- oder ST-Kollektoren. Und auch die Auswahl ist aktuell noch verhältnismäßig gering. Die Wartung kann aufwändiger sein, da man sowohl elektrische als auch thermische Systeme betreuen und warten muss.

Ebenfalls problematisch könnte der unzureichende Wärmebedarf eines Hauses sein. Bekanntermaßen verbraucht man im Sommer eher wenig Warmwasser, der Bedarf ist schlicht zu gering. Deshalb lohnt sich eine PVT-Anlage in der Regel dann, wenn man einen ganzjährig hohen Wärmebedarf hat. Beim PV-Modul kann die angestaute beziehungsweise nicht verbrauchte Wärme zu Energieverlusten führen.

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Anwendungsbereiche von PVT

PVT-Anlagen bieten viele Anwendungsbereiche. Man kann sie etwa an Wohngebäuden anbringen, um sowohl die Stromerzeugung als auch den Wärmebedarf zu decken. Auch an Gewerbegebäuden und vor allem in der Landwirtschaft kann man PVT-Kollektoren installieren. Kurzum: PVT-Kollektoren können in verschiedenen Bereichen beziehungsweise Sektoren genutzt werden. Sie können zur gleichzeitigen Deckung des Strom- und Wärmebedarfs beitragen, Energiekosten senken und die Nachhaltigkeit fördern.

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