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Photovoltaik und Solarthermie kombiniert: Geht das gut?

Veröffentlicht am 25.11.2019 08:00 | 4 Kommentare
Hausdach mit Photovoltaikanlage und Solarthermie

Photovoltaik für Strom oder eine thermische Solaranlagen für Wärme? Meist wird lange abgewogen und sich dann für eines von beiden entschieden. Ist Ihre Dachfläche ausreichend groß, kann aber auch die Montage beider Systeme sinnvoll sein. Neue Hybrid-Kollektoren machen die Umsetzung sogar noch einfacher: sie kombinieren beide Verfahren, so dass Wärme und elektrische Energie gleichzeitig bereitgestellt werden. Im Folgenden erfahren Sie, wann die Kombination aus Photovoltaik und Solaranlage nützlich ist, wie genügend Strom bzw. Warmwasser generiert wird und welche Vorteile sich aus diesem Zusammenspiel ergeben.

Inhalt:


Solaranlagen sind eine sinnvolle Investition, darin sind sich die meisten einig. Welche Frage allerdings oft im Raum steht, ist die nach der Art der Anlage: Photovoltaik oder Solarthermie? 

Eine Photovoltaik-Anlage wandelt mittels Solarzellen Sonnenlicht bzw. Lichtenergie direkt in Strom bzw. Solarstrom um. Dabei sollten Sie mit dem jeweiligen Modul immer auf einen hohen Eigenverbrauch abzielen. Den Überschuss des erzeugten Solarstroms können Sie für eine Vergütung in das öffentliche Netz einspeisen. Mithilfe eines Stromspeichers können Sie den Eigenverbrauch im Hinblick auf Ihr Modul auf über 80 Prozent steigern.
Im Grunde genommen, können Sie ein Photovoltaik Modul bzw. eine Photovoltaikanlage auch zur Gewinnung von Wärme einsetzen. Jedoch arbeiten PV-Anlagen in diesem Bereich weniger effizient als solarthermische Anlagen. Denn letztere sind sowohl als Heizungsunterstützung als auch für die Brauchwasserbereitung konzipiert. Allerdings benötigt die Solarthermie-Anlage auch eine gewisse Menge Strom, sodass eine Kombination mit einem PV Modul durchaus gewinnbringend sein kann. Mit Photovoltaik und Solarthermie kombiniert können Sie demnach die Sonnenenergie voll ausschöpfen. Ist genügend Dachfläche vorhanden, bietet sich deshalb der Einsatz von Solaranlage und PV-Anlage in Kombination an. Alternativ ist auch die Koppelung einer Warmwasser-Wärmepumpe an Ihre PV-Anlage sinnvoll. So erzeugen Sie den Strom für die Pumpe selbst und sind nahezu autark.
Vorteile der Kombination
Experten raten diesbezüglich auch zu einem kombinierten Einsatz einer Solarthermie- und einer Photovoltaikanlage. Gerade letzteres lohnt sich in vielen Fällen nämlich nicht als Einzellösung auf dem Dach. Werden demgegenüber eine Photovoltaik-Anlage und eine Solarthermieanlage zusammengelegt, profitieren Sie im Hinblick auf die Stromerzeugung und das Heizen von der Photovoltaik-Solar-Kombination. So kann eine PV-Anlage beispielsweise den Energieverbrauch des Heiz- und Brauchwassersystems unterstützen, während Solarthermieanlagen als weiteres Modul direkt mit einem Speicher verbunden werden, der immer dann Warmwasser zur Verfügung stellt, wenn es tatsächlich benötigt wird.
Nachteile der Kombination
Wenn man Solar und Photovoltaik kombiniert gibt es natürlich nicht nur Vorteile. Ein Photovoltaik Kollektor verliert mit steigender Temperatur deutlich an Wirkung. Ab etwa 130 °C reduziert sich die Strom-Ausbeute um nahezu die Hälfte. Im Gegensatz dazu arbeiten thermische Solaranlagen auch bei hohen Temperaturen effizient. Entsprechend hoch ist der Ertrag. Das zahlt sich im Sommer aus. Von Juni bis August erreichen die Temperaturen Werte zwischen 90 und 200 °C. Module müssen daher in der Form geplant werden, dass sie diese gegensätzlichen Anforderungen kompensieren. Nur dann ist die Solarenergie-Ernte auch tatsächlich hoch.

Zudem kann der Zeitpunkt der Bereitstellung von Energie bzw. Strom zu einem echten Problem werden. Denn der meiste Strom wird eben immer am Tag und damit genau dann bereitgestellt, wenn kaum Strom genutzt wird. Zwar sind mittlerweile explizite Stromspeicher im Handel erhältlich, aber diese sind noch relativ teuer in der Anschaffung. Für die Solarthermie müssen Sie prinzipiell Platz und Geld für einen Speicher einrechnen. Außerdem müssen Sie immer den Platzbedarf berücksichtigen. Möchten Sie beide Module auf einem Dach platzieren, muss grundsätzlich mehr Fläche zur Verfügung stehen.

Kommentare

Das ist eigentlich ein alter Hut. Aber alles ist eine Sache der Optimierung und des Geldes. Große Wärme Verbraucher sind da im Vorteil. Diese Hybrid-Module müssen natürlich so beschaffen sein, dass das PV-Element und das Wärmemodul getrennt werden können, falls ein Defekt auftreten sollte. Gekühlte Siliziumelemente danken es mit wesentlicher längerer Lebensdauer. Dieser Gesichtspunkt wird aber nicht jeden (Hersteller) mit Freude erfüllen.

Andrengel, 13.03.2021 17:29

Ich denke eher an folgende Idee: Die Planung wird optimal auf die PV-Anlage abgestimmt und die Kühlung der PV-Anlage verbessert ihren Wirkungsgrad und liefert gleichzeitig Energie für das Brauchwasser. Wäre das nicht optimal?

Micha, 21.02.2021 17:25

@ DerDoktor: Ja das ist richtig aber irgendwann ist auch der Brauch und Warmwasserspeicher voll. Somit hat man 90 Grad im Puffer und die Solarthermiepumpe schaltet sich ab. Somit wird das PV Element eben nicht mehr gekühlt

Mäxje, 15.02.2021 13:57

Ehrlich gesagt verstehe ich die Nachteile nicht so ganz. Der Punkt dass Photovoltaikanlagen mit steigender Temperatur ihren Wirkungsgrad verringern, ist doch gerade ein Vorteil um diese mit der Solarthermie zu kombinieren. Durch das gleichzeitige erhitzen von Wasser hinter dem Solarmodul wird die Wärme der Anlage abgeführt und der Wirkungsgrad zum Strom erzeugen bleibt damit durchgehend hoch. Somit hat man warmes Wasser und beste Stromerzeugung.

DerDoktor, 24.04.2020 20:18
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