Wie funktionieren PVT-Kollektoren?
Ein PVT-Kollektor erzeugt aus Solarstrahlung sowohl Strom als auch Wärme. Dazu wird hinter das Photovoltaik-Modul ein Rohrregister montiert, durch das ein Wärmeträger fließt. Dieser thermische Absorber nimmt die Abwärme der Photovoltaik-Module und die Umgebungswärme auf und stellt sie einer Wärmepumpe als Wärmequelle zur Verfügung. Der Solarstrom kann zum Betrieb der Wärmepumpe sowie im Haushalt verwendet werden.
Das Rohrregister besteht aus Aluminium, Kupfer oder Kunststoff und ist mit dem Photovoltaik-Modul entweder verklebt oder laminiert, oder wird in den Rahmen des Moduls eingeklemmt. Übers Jahr hinweg können PVT-Kollektoren bis zu viermal mehr Gesamtenergie (also Wärme und Strom) liefern als eine Photovoltaik-Anlage mit der gleichen Fläche. Damit sind PVT-Kollektoren eine ideale Ergänzung zur Wärmepumpe.
PVT-Module als Quelle für die Wärmepumpe (PVT-WP) - für welche Häuser eignet sich das?
In energie-optimierten Gebäuden können PVT-Kollektor-Felder der Wärmepumpe als alleinige Wärmequelle dienen. Bei Bedarf ist Erdwärme aus Erdsonden oder Erdkörben eine geeignete Ergänzung. Erste Projekte zeigen, dass die Technik sowohl im Neubau, als auch im Altbau und in Mehrfamilienhäusern eingesetzt werden kann.
Beispiel Neubau:
Im niedersächsischen Harsefeld heizt und kühlt eine 5-köpfige Familie ihr neues Viebrockhaus mit einer Wärmepumpe, die über ein 15,8 Quadratmeter großes PVT-Kollektorfeld auf dem Dach die Umgebungs- und Strahlungswärme der Sonne nutzt. Aufgrund des modulierenden Betriebs der Wärmepumpe sind weder Wärme- noch Kälte-Pufferspeicher nötig, sondern nur ein Warmwasserspeicher. Ein in die Wärmepumpe integrierter E-Heizstab dient als Unterstützung für sehr kalte Wintertage. Erste Ergebnisse zeigen, dass das PVT-Wärmepumpensystem ein Drittel weniger Strom als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe braucht, weil zusätzlich zu der Umgebungswärme hier auch die Strahlungsenergie der Sonne genutzt wird. Die Familie spart rund 360 Euro im Jahr.
Beispiel Altbau-Mehrfamilienhaus
PVT-WP-Systeme sind nicht nur für neue Einfamilienhäuser eine energieeffiziente und innovative Heiztechnologie. Auch in Mehrfamilienhäusern und in Bestandsbauten können PVT-WP-Systeme eingesetzt werden und die Energiebilanz der Gebäude signifikant verbessern. Dies beweist unter anderem ein Mehrfamilienhaus in Bochum aus dem Jahr 1976. Der Hauseigentümer suchte eine ökologische Alternative zur Ölheizung. Die niedrigen Betriebskosten überzeugten den Schornsteinfegermeister von der Wärmepumpenanlage mit PVT-System auf dem Dach. Günstig wird das Heizen in dem 6-Parteien-Haus dadurch, dass die Wärmepumpe die Solarenergie optimal ausnutzt. Der Solarstrom aus der 20,4 Quadratmeter großen PVT-Anlage treibt direkt die Wärmepumpe an und die Solarwärme erhöht die Effizienz des Heizsystems. Der Clou dieses Systems: Der ehemalige Öltank dient als Speicher für die Wärmepumpe! Eigentümer Jens Wellen dazu: "So erreichen wir über den ehemaligen 12.500-Liter-Öltank als Speicher für die Sole-Wärmepumpe eine deutliche Effizienzverbesserung der Anlage." Der Umstieg von Öl auf dieses solarbetriebene Heizsystem lohnte sich. Aus der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) gab es Zuschüsse von 45 Prozent der Gesamtkosten bei Austausch einer Ölheizung - in diesem Fall waren das knapp 26.000 Euro. Wichtig zu wissen: Aktuell sieht die Förderung für EE-Hybride einen Zuschuss von 25 bis 30 % der förderfähigen Kosten vor, 40 Prozent sind bei Austausch einer alten Ölheizung oder Gasheizung möglich.
Das neue Heizsystem in Bochum basiert auf einem Duo-Hybrid-Konzept, das regenerative Wärmepumpentechnologie als Grundlast-Heizung übers Jahr mit einer Gas-Brennwerttherme für kalte Wintertage intelligent verknüpft. Solange die Solarwärme vom Dach mindestens 5°C hat, versorgt die Wärmepumpe das Mehrfamilienhaus mit Energie für Warmwasser und Heizung. Darunter schaltet sich das Brennwertgerät ein. Damit das Zusammenspiel gut funktioniert, steuert ein programmierbarer Regler alle Komponenten. Die Umschaltung zwischen Wärmepumpe und Brennwertgerät erfolgt in Abhängigkeit der Temperaturen des Quellenspeichers sowie der Außenluft.
Was sind die Voraussetzungen für den Einsatz von PVT-Kollektoren?
Für einen effizienten und wirtschaftlichen Einsatz mit hohen Jahresarbeitszahlen im Bestand ist oftmals eine Sanierung der Gebäude erforderlich. Außerdem sollte eine ausreichende große, unverschattete Dachfläche zur Verfügung stehen. Diese wird durch den Einsatz der Hybrid-Kollektoren optimal genutzt.
Vorteile von PVT-Kollektoren
Vor allem dort, wo das Erdreich nicht als Wärmequelle genutzt werden kann, weil das Grundstück zu klein ist, und eine Luft/Wasser-Wärmepumpe wegen der Geräuschentwicklung nicht gewünscht ist, können PVT-Kollektoren eine nachhaltige regenerative Energiequelle für die Wärmepumpe sein. Darüber hinaus ist der Einsatz von PVT-Kollektoren überall dort interessant und sinnvoll, wo über die Dachfläche nicht nur Solarstrom sondern auch Solarwärme gewonnen werden soll und dabei ein einheitliches Erscheinungsbild gewünscht ist. Im Zusammenspiel mit PVT-Kollektoren lässt sich die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe deutlich verbessern.
Nachteile von PVT-Kollektoren
Grenzen für den Einsatz von PVT-WP-Systemen sind derzeit die hohen Investitionskosten - trotz Förderung. Die Investition verglichen mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe ist deutlich höher. Außerdem ist die Technik vor allem dann effizient, wenn eine Vollmodernisierung ansteht. Es sind also weitere Sanierungsmaßnahmen erforderlich. Ein weiteres Hindernis: Noch gibt es PVT-WP-Systeme nicht von der Stange - sie müssen passend zum Haus als individuelle Lösung geplant und konfiguriert werden. Dieses Hindernis wird aber mit zunehmender Verbreitung verschwinden.
Werden PVT-WP-Systeme gefördert?
Solar-Hybridkollektoren mit Wärmepumpe werden im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) mit mindestens 25 Prozent der förderfähigen Kosten bezuschusst (Erneuerbare Energien-Hybridheizungen - EE-Hybride). Wer eine alte Ölheizung austauscht, erhält sogar maximal 40 Prozent Förderung.
Fazit: Die effiziente Flächennutzung, das einheitliche Erscheinungsbild und die Verbesserung der Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe durch die Sonnenenergienutzung vom Dach sind die wesentlichen Vorteile von PVT-Kollektoren. Übers Jahr hinweg produzieren diese etwa viermal mehr Gesamtenergie - also Wärme und Strom - als eine Photovoltaik-Anlage mit der gleichen Fläche. Wirtschaftlich sind PVT-Systeme nur, wenn generierte Wärme möglichst vollständig genutzt wird. Die Verbindung mit einer Wärmepumpe ist deshalb optimal. Noch bremsen allerdings hohe Kosten und geringere Verfügbarkeit den Einsatz der Technik.
Anders als für die Sanierung sind für den Neubau nur wenige Fördermittel verfügbar. Ein Blick darauf lohnt sich aber trotzdem: Anfang März ...
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Antwort lesen »Führen Sie die Konstruktion wie geplant aus, sollte es keine Probleme geben. Durch die Dämmung auf der Außenseite ist die Wand ausreichend ...
Antwort lesen »Planen Sie, die Heizung im Haus auf Fernwärme umstellen zu lassen, sind die zu versorgenden Wohnungen umzurüsten. Handelt es sich um eine ...
Antwort lesen »Fördermittel für ein Dachfenster bekommen Sie über mehrere Stellen. Beliebt ist die Bundesförderung für effiziente Gebäude für ...
Antwort lesen »Aktuellen Informationen zur Folge sollte das möglich sein. Unter Umständen bestehen höhere Anforderungen an den zu verwendenden Brennstoff. ...
Antwort lesen »Handelt es sich um ein Wohngebäude mit nicht mehr als zwei Wohnungen, von denen der Eigentümer eine Wohnung am 1. Februar 2002 selbst ...
Antwort lesen »Die Förderung von Eigenleistungen gibt es zum Beispiel bei energetischen Sanierungsmaßnahmen am Haus. Voraussetzung ist, dass ein ...
Antwort lesen »Die Nettogrundfläche eines Gebäudes ist die Summe aller Grundflächen, die Ihnen tatsächlich zur Verfügung stehen. Dazu gehören auch Flächen ...
Antwort lesen »Aller Voraussicht nach erreichen Sie mit der geplanten Fassadendämmung (Annahme: WLG 035) die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes. Mit ...
Antwort lesen »Den Steuerbonus für die Sanierung können Sie nicht nutzen, da in diesem Fall die Fördergrundlage (Einbau der Wärmepumpe) fehlen würde. Geht ...
Antwort lesen »Sofern es sich um ein und dieselbe Maßnahme handelt, dürfen Sie beide Förderangebote nicht gemeinsam in Anspruch nehmen. Erlaubt ist es ...
Antwort lesen »Aller Voraussicht nach funktioniert das nicht mit der Förderung der Wärmepumpe. Sie können für das zweite Haus jedoch einen Zuschuss zum ...
Antwort lesen »Um die Wirkung der Dämmung zu garantieren und Bauschäden auszuschließen, ist es ratsam, Dampfbremse und Rigipsdecke abzunehmen. Andernfalls ...
Antwort lesen »Der Wirkungsgrad wird in diesem Fall vermutlich nicht deutlich steigen. Laut Datenblatt beträgt er mit Umrüstsatz etwa 80 Prozent. Neue ...
Antwort lesen »Ob eine Wärmepumpe infrage kommt, hängt von verschiedenen Faktoren ab. So zum Beispiel vom energetischen Zustand und von der Art der ...
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