PVT-Solaranlage

[Holzfummler]

Moin allerseits,
beim Punkt Kühlen von PV-Modulen bin ich auf PVT-Module gestossen, die die Sonne zweifach ernten. Einerseits als Strom, anderseits Warmwasser. Damit ist also entweder Kombibetrieb (Solarthermie und PV) oder PV mit Kühlung möglich.
Als Kombibetrieb gibt es einige Anbieter, die eine Solewärmepumpe und Pufferspeicher benutzen. Ggfs. läßt sich auch eine Speicherbatterie integrieren.

Klar sind die Module teurer als reine PV- oder Thermie-Module, es entfällt aber der doppelte Montageaufwand auf dem Dach.

Hat jemand damit schon Erfahrungen sammeln können?

LG
Thomas

 

[inselino]

Man sollte 2 Dinge nicht vergessen:
1. Die Leistung dieser PVT Module liegt häufig deutlich unter der Leistung üblicher PV Module. Ich hatte jetzt welche mit 310-325W gefunden, ein PV Panel schafftbei der gleichen Größe 410W und mehr. Da fehlen also direkt 25% Stromertrag.
2. Wie bei Solarthermie gibt es auch bei PVT modulen im Sommer einen Hitzstau, weil nicht alle Wärme abgeführt werden kann. Wärend das die Solarthermie eher nicht interessiert ist es bei Photovoltaik kontraproduktiv und senkt die Leistung der Module weiter.

Ich würde eine reine PV bauen und das zusätzliche Geld für eine WP nutzen und auch die PV sinnVOLL bauen also überall, wo es konservativ gerechnet ein Nullsummenspiel ist PV Module hinpacken.

 

[KalterBach]

Man sollte 2 Dinge nicht vergessen:

Ein wahllos rausgegriffenes PV 410-Watt-Modul hat die Abmessungen: 1722 × 1134 × 30mm
Ein wahllos rausgegriffenes PVT 425-Watt-Modul hat die Abmessungen: 1722 x 1134 x 30 mm

Die Leistung dieser PVT Module liegt

Je nach Version vermutlich gleich auf mit normalen PV-Modulen.

Wie bei Solarthermie gibt es auch bei PVT modulen im Sommer einen Hitzstau, weil nicht alle Wärme abgeführt werden kann.

Das ist korrekt und kann/muss durch eine geeignete Installation vermieden werden.

Ich vermute allerdings, dass bei der Installation der PVT-Module dies unproblematisch ist, da im Sommer die Wärme durch eine angeschlossene Wärmepumpe abgeführt und als Brauchwasserwärme mit Nacherhitzung durch PV-Strom genutzt wird. Zur Not wird sie über einen Wärmetauscher abgeführt.

Der Hitzestau ist bei einer Solarthermie-Anlage im Sommer auch gegeben. Je nach Anlagengröße erreichst Du den Punkt der Abschaltung sehr schnell. Dafür hast Du einen großen hoch temperierten Brauchwasser-Vorrat. Gerade in Wohnanlagen sicher von Vorteil.

Ich würde eine reine PV bauen und das zusätzliche Geld für eine WP nutzen und auch die PV sinnVOLL bauen also überall, wo es konservativ gerechnet ein Nullsummenspiel ist PV Module hinpacken.

Das ist das, was alle empfehlen.

Als Wärmepumpen-Besitzer sind mir im Laufe der letzten Jahre ein paar Dinge durch den Kopf gegangen, bzw. aufgefallen, für die ich noch konkrete Antworten suche. Eine große PV-Anlage ist in Planung, ein E-Auto weder vorhanden, noch geplant. Da wir wenig Auto fahren und wir beruflich keines brauchen, ist der „Druck“ hier gering.

Das Balkonkraftwerk mit Ost- und Süd-Ausrichtung ist geplant und wird demnächst abgeholt und montiert.

Die Vorbereitungen für den Einbau einer Solarthermie-Anlage wurden beim Hausbau vollzogen. Aktuell tendiere ich dazu, einen kleine Solarthermie-Anlage mit zu installieren. Dafür verzichte ich auf ein oder zwei Solarpanele.

Für die Brauchwassererhitzung brauchen wir ganzjährig die Wärmepumpe. Im Sommer könnten wir die Kosten durch selbst verbrauchten Strom auf „Null“ drücken. Im Winter die Kosten minimieren.

Mit einer kleinen Solarthermie-Anlage bräuchten wir in unseren südlichen Gefilden mit zirka 1700+ Sonnenstunden im Jahr die Wärmepumpe von März/April bis September/Oktober vermutlich so gut wie gar nicht. Ich vermute einmal, das würde sich positiv auf die Lebensdauer der Anlage auswirken.

 

[Holzfummler]

Der Hitzestau ist bei einer Solarthermie-Anlage im Sommer auch gegeben

Dieser kann z.B. durch sogenanntes Drain Back vermieden werden. Dabei wird hinreichend (vermutlich) vor dem Dampfpunkt die Solarflüssigkeit in einen extra Behälter geleitet, so dass das Modul flüssigkeitsfrei ist. Dadurch wird scheinbar auch kein Glykol o. Ä. benötigt, welches ausflocken könnte. Sind die Temperaturen wieder "normal" wird die Flüssigkeit wieder in den Sol-Kreislauf gepumpt.
Bedeutet etwas mehr Schaltungsaufwand und etwas mehr Steuerung.
Bei korrekter Auslegung der Anlage (besonders des Pufferspeichers) soll man 2 - 3 Tage ohne Sonne damit über die Runden kommen.

Gruß
Thomas

 

[inselino]

Je nach Version vermutlich gleich auf mit normalen PV-Modulen.

Danke für die Links. Fals das missverständlich war, ich habe nie bezweifelt, dass es auch Hochleistungsmodule gibt, die entsprechende Größenordnungen erreichen.
Wenn man allerdings mal schaut, was man so durchschnittlich bei Online-Händlern angeboten bekommt an gekoppelten Modulen dann ist das deutlich weniger Leistung und selbst diese haben ja schon enorm höhere Kosten.
Für eine bessere Beratung wäre es sicher hilfreich zu wissen, ob wir von einem Einfamilienhaus mit 2/4 Personen oder einem Wongebäude mit 3-X Haushalten sprechen.

Denn dei Frage ist ja schon, wie viel Wärme wird aus der Anlage genutzt. Im Winter kommt der Großteil der Wärme über die WP und im Sommer ist so viel PV Strom da, dass die WP fast kostenlos mitbetrieben werden kann und man gar nicht auf die Solarthermie angewiesen ist.
Bei den WP Starts hast du Recht, das kann sich sicherlich positiv auf die Lebensdauer auswirken, wenn tatsächlich der Verdichter aufgrund zuvieler Starts für das Geräteableben verantwortlich ist und nicht etwa eine überalterte Elektronik.
Am Ende ist also schon die Frage, wie viele kWh Strom sparen wir, wie viel länger wird die Lebensdauer und wie viel höher sind die Kosten solch einer Anlage.

Bei diesem Drainback System würde mich mal interessieren, ob das funktioniert. Denn so wie die Zeichnung auf dieser WEbsite ist, fehlt da noch irgendwie Zu und Abluft im System. Abgesehen davon bin ich irgendwie skeptisch, ständig die Rohe in denen sich möglichst wenig Luft befinden soll ständig mit Luft zu fluten das mag aber meine persönliche unbegründete Skepsis sein.
https://volkssolaranlage.com/volkssolaranlage/drainback

 

[Holzfummler]

laut K. Oberzig, Author Solarwärme (Stiftung Warentest), sollen sich Drain Back System bewährt haben. Nur bei der Montage muss aufgepasst werden, es dürfen sich keine "Sackmulden" bilden.

 

[IngoS]

Hallo,

der Knackpunkt ist doch, dass die thermische Anlage mindestens 60°, besser 80°C braucht, der PV Modul aber besser bei 30°C gehalten werden sollte, wenn denn eine Kühlung wirklich nennenswert was bringen soll.

M.E. schließen sich die Systeme unter diesem Gesichtspunkt gegenseitig aus. Wichtiger ist eine gute Belüftung der PV Module, z.B. durch Aufdachmontage mit genug Abstand zu der Dachhaut.
Thermische Anlagen arbeiten besser als Indachanlage, wo sie von unten vor Auskühlung geschützt sind und rückseitig noch zusätzlich isoliert werden können.

Gruß

Ingo

 

[KalterBach]

Ich glaube es ist nicht so einfach.

 

[Holzfummler]

der Knackpunkt ist doch, dass die thermische Anlage mindestens 60°, besser 80°C braucht,

Moin Ingo,
na ja, es sitzt ja eine Sole-Wärmepumpe dazwischen (nach einer Skizze), die die Temperatur auf 50 - 60 Grad im Pufferspeicher bringt. Bei konstanten 30 Grad Wärmezufuhr sollte die SWP sehr effizient arbeiten. Und bei entsprechender Dimensionierung der PV-Leistung benötigt diese keinen Strom aus dem Netz. Und wenns dunkel wird, wird die einfach abgeschaltet, der Pufferspeicher ist ja voll.
Gruß
Thomas

 

[Dirm]

Das System ist vll praktisch, wenn man nur 1-3 Module unterbringt. Bzw keine Luft-WP möchte.

Das Fluid wird wohl weniger warm durch die PV darüber, dann kommt aber im Winter und in der Übergangszeit noch weniger raus.
Ist halt die Frage ob sich der Zusatzaufwand rechnet.

Wir haben 3 Module reine Solarthermie. 4 Personenhaushalt. Schlecht isolierter 300l Speicher, ist damit März bis September fast immer auf 50C und mehr.
Sonst heizen wir mit etwa 8kw ~200l (Heizstab). Bei gutem Wetter ist das Wasser vorgewärmt und es sind nur 4kW.
Eine WP bräuchte wohl max 3kw. Bzw wenn reine Brauchwasser-WP, wieso nicht gleich Heizstab (mit PV)? Lautlos, Wartungsarm.

Unsere Anlage ist leider keine Meisterleistung, aber das Fluid greift Dichtungen und Metall an. Steuerung kann eingehen. Fluid altert. Bei Hohem Haus, hast hohen Druck.
Drain-back + WP-PVT geht das?

 

[Holzfummler]

wieso nicht gleich Heizstab (mit PV)? Lautlos, Wartungsarm.

Hi Dirm,
meine einfache Abschätzung:
Für 8kW benötigst du mindesten 20 400 W-Module. Wahrscheinlich hast du nur 1/2 - 1 Std volle Leistung mittags, davor und danach hast du entsprechend Sonnenstand eine (deutlich) geringe, so dass auch die Erwärmung ein ganz andere sein wird. Aber vielleicht würde das ausreichen. Hängt von der Größe des Pufferspeichers ab.

Ein anderer Aspekt, der genannt wird, ist, dass im Winter die PVT-Module (wahrscheinlich vorrangig nachts und/oder bei deutlichen Minustemperaturen) mit warmen Wasser gespeist werden, um die Module Schnee und Eisfrei zu halten. Wie ich es auch verstanden habe, soll dann das Medium des Solarkreislaufs ohne weitere Zusätze möglich sein. Also Dichtungen/Metalle werden nicht angegriffen.
Gruß
Thomas

 

[Dirm]

8kW benötigst du mindesten 20 400 W-Module

Meinte kWh. Ist aber ein schlecht isolierter Speicher, der auch noch am kalten Dachboden steht.

Mit reinem Wasser hast du halt Frostgefahr bei Stromausfall. Außerdem, sobald nennenswert die Sonne scheint, schmilzt der Schnee recht schnell, sobald das erste Eck frei ist. Wenn mal bei uns ausnahmsweise 10cm Schnee liegen...

Aber was machst du dann im Winter, wenn es länger kalt ist? Oder hat die WP Luft & Sole?
Bzw auch im Sommer. Mit WP dazwischen ist dein 2000l Puffer, spätestens nach 2 Tagen auch bei 80°C. Dann spült man am Klo mit Heißwasser

Werden die PVT Module bei Solarstillstand heißer als reine PV Module?
Oder Regeln die das soweit, dass immer nur die Hitzespitzen genutzt werden. Ist dann halt auch wieder blöd, wenn der Nachmittag doch bewölkt ist.

Schon eine interessante Idee, nur ob sich der Zusatzaufwand lohnt? Südausrichtung & Sommer-Mittagssonne sind ja die Problemzonen von PV, bei drnen man paar % verliert. Deshalb mit Fluid rumpritscheln?

 

[Holzfummler]

Moin,
bzgl. Überhitzung im Sommer gibt es mehrere verschiedene Strategien. Z.B. wenn Keller vorhanden, den beheizen, oder kontinuierlich die Zirkulationspumpe laufen lassen, oder einen zusätzlichen Speicher oder... Klar ist mehr an Installation und Kosten.
Ich muss mir mal die Datenblätter von PVT-Modulen anschauen, was sie zur Wärmeenergieaufnahme sagen, vermute aber das es weniger sein wird als reine Kollektoren, da ja eine gewisse "Verschattung" durch die PV-Zellen vorhanden ist.
Es ist bestimmt nicht einfach, solch eine Anlage zu dimensionieren.

Werden die PVT Module bei Solarstillstand heißer als reine PV Module?

Ich meine nicht, warum sollten sie auch.

Ich muss mir mal Kennlinien der PV Module ansehen, wenn ich sowas bekomme. Ansonsten kann ich mal im Sommer eine Versuchsaufbau starten.
Gruß
Thomas

 

[KalterBach]

Ich muss mir mal Kennlinien der PV Module ansehen, wenn ich sowas bekomme.

Datenblätter hat es hinter dem Link in Beitrag #3.

 

[Holzfummler]

Moin,
lt Datenblätter gibt es Leistungsverluste von rd. 0,3% / Grad, also mindestens 10%, wenn das Modul 55° heiß ist.

lt Wiki:
Im normalen Betrieb haben Solarmodule bzw. die Solarzellen bei einer Einstrahlung von 1 kW/m² meist eine wesentlich höhere Betriebstemperatur als die im Test vorgesehenen 25 °C und deshalb einen bis zu 20 % niedrigeren Wirkungsgrad und eine dementsprechend geringere tatsächlich abgegebene Leistung.[4] Durch eine gewöhnlich starre Ausrichtung einer ortsfesten Photovoltaikanlage sind die Zellen selten genau senkrecht zum einfallenden Licht ausgerichtet, wodurch die Bestrahlungsstärke mit dem Sinus des Einfallswinkels zu multiplizieren ist – der nur bei 90° den Wert 1,0 hat – und sich deshalb allgemein vermindert.

Wenn noch der WR 10% Verlust hat, lohnt es sich meiner Meinung nach schon, beides, PV-Modul und WR, bei begrenzter Fläche zu optimieren.
Außerdem lebt coole Elektronik deutlich länger als heiße.

LG
Thomas

PS: Ein Niederländer soll nachrüstbare Kühlplatte für PV-Module anbieten.