Halbierte Betriebskosten bei Warmwasser und Heizen mit PVT (Quelle: Adrian Althaus, Soblue)
Immer mehr Bauherren wollen sich von Energieanbietern und schwankenden Preisen unabhängig machen, CO2-neutral heizen und Strom nachhaltig selbst erzeugen. Doch oft gibt es Herausforderungen, wie beim Wohnbauprojekt „Spross“ in Wallisellen, Schweiz. Dort untersagte der Bebauungsplan die Nutzung von Erdsonden und außen aufgestellten Luft-Wärmepumpen. Die Vorlauftemperaturen lagen bei hohen 65 °C, und für die Solarkollektoren gab es nur eine sehr begrenzte Dachfläche.
Die Lösung für das „Spross“-Projekt entwickelten Soblue und die Bauherren in enger Abstimmung mit den TGA-Planern und dem Heizungsinstallateur. Kernelement des klimafreundlichen Energiesystems ist ein patentiertes PVT(Photovoltaik-Thermie)-Modul, optimiert für Winter- und Übergangsmonate: Das Multi-NRG-Panel von Soblue kombiniert Photovoltaik zur Stromerzeugung mit solarthermischen Modulen für Wärme oder Kühlung und nutzt so die begrenzte Dachfläche optimal.
Hocheffiziente PVT-Module
Die Soblue-Kombi-Flachmodule gehören mit einem Gesamtumwandlungsgrad von solarer Energie von 80 % (rund 20 % Strom und 60 % Wärme) zu den effizientesten Kollektoren auf dem Markt. Soblue hat diese Topwerte kürzlich für die Solar Keymark-Zertifizierung bestätigt, womit sich das PVT-Modul für staatliche und private Förderungen qualifiziert.
In Wallisellen montierte der Installateur 38 Kollektoren von Soblue mit je 2,08 m² Fläche auf dem Dach. Um möglichst viel Sonnenenergie einzufangen, gaben die Planer eine Südaufständerung von 30 ° vor. Für eine höhere Stromproduktion wurden zusätzlich 20 m2 reine PV-Fläche
mit 3 ° Neigung verlegt.
Als Pufferspeicher dienen zwei Wasserzisternen – 10.000 l im Erdreich (kalt) sowie 1.500 l im Technikraum (warm). Sie schaffen Speichermöglichkeiten für die Wärme, um deren Abgabe über den Tag-Nacht-Rhythmus und in Schlechtwetterperioden zu optimieren.
Direkter Wärmetausch im Modul
Im atmosphärisch offenen Solarkreislauf wird reines Wasser aus dem Pufferspeicher mit niedrigem Druck, aber hohem Flussvolumen durch den thermischen Teil des Kollektors gepumpt. Dieser besteht aus einem 5 mm dünnen mal 2 m2 großen Volumen und bringt das Wasser in direkten, vollflächigen Wärmeaustausch mit dem darüber liegenden Glas-Glas-PV-Modul. Bei Sonneneinstrahlung erzeugen die Multi-NRG Kollektoren Strom und Wärme. Bei Bewölkung oder Nacht nimmt das System Wärme auf oder gibt Kühl-Abwärme ab.
Im Sole-Vorwärmungskreislauf überträgt der Wärmetauscher die Energie aus dem Pufferspeicher an eine Sole-Wasser-Wärmepumpe von Vaillant. Diese gibt die Wärme an den Schichtspeicher ab oder nimmt Abwärme aus der aktiven Kühlung auf.
Hochfunktional zu jeder Jahreszeit
In den Wintermonaten gewährleistet eine ausgeklügelte Steuerung die maximale Betriebssicherheit und Effizienz des Systems. Bei Temperaturen um und über 6 °C trägt weiterhin die PVT-Anlage die volle Wärmelast, entweder direkt vom Dach oder aus den Pufferspeichern. Bei Frostperioden unter 6 °C und leerem Pufferspeicher wird das Kollektorenfeld automatisch gravitätisch entleert und die Steuerung von soblue aktiviert eine innen aufgestellte Luft-Wasser-Wärmepumpe als Bivalenzlösung für die verlässliche Wärmeversorgung auch bei Minusgraden.
Im Hochsommer kühlt das System: Es kehrt die Wärmepumpe um, leitet die Abwärme in die Pufferspeicher und nutzt sie später als Warmwasser. Nachts strahlt es überschüssige Wärme aktiv über das Kollektorenfeld ab.