PVT-Technologie: Strom und Wärme aus einer Solaranlage
Photovoltaisch-thermische Kollektoren optimieren und bekannter machen

Mit einer Umfrage hat das Forscherteam von integraTE den Status quo der aktuell verfügbaren und eingesetzten PVT-Wärmepum­pen-Systeme in Deutschland ermittelt. Sie erfassten Zahl, Fläche und Leistung der bisher installierten photovoltaisch-thermischen Kollektoren (PVT-Kollektoren). Das Forschungsprojekt will PVT-Kollektoren im Gebäudesektor bekannter machen und ihr Potenzial am Markt weiter ausbauen. Im Forschungsprojekt PVTsolutions entwickeln die Forschenden wirtschaftliche und effiziente PVT-Gesamtlösungen.

Mit den ebenfalls produzierten, abgedeckten PVT-Kollektoren konnte gezeigt werden, dass gerade im Sommer und der Übergangszeit eine direkte Speicherbeladung (ohne Wärmepumpe) und mit guter Kollektoreffizienz möglich ist. Diese kann einen relevanten Anteil des Jahres-Wärmebedarfs abdecken. Kombiniert man diese Funktion mit einer Wärmepumpe, können die PVT-Kollektorjahreserträge nochmals deutlich steigen. Die Forschenden konnten in jeweils einer Demonstrationsanlage zeigen, dass beide PVT-Systemansätze auch in der Praxis funktionieren.

integraTE: Zehn Gebäude mit PVT-Technologie im Praxistest

Im Forschungsprojekt integraTE hat das Wissenschaftsteam als Basis für die Umfrage zur PVT-Technologie die am Markt verfügbaren PVT-Systemkonzepte klassifiziert und zehn Anlagen von ausgewählten Gebäuden messtechnisch untersucht. Dazu gehören etwa Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser sowie ein Bürogebäude. Alle Dächer dieser Gebäude tragen PVT-Kollektoren.

Die Solar-Hybridkollektoren der Einfamilienhäuser können über das Jahr bis zu viermal so viel Energie für Wärme und Strom liefern wie eine Photovoltaikanlage mit der gleichen Fläche. Auch im sanierten Mehrfamilienhaus verbessert das PVT-Wärmepumpen-System die Energiebilanz des Gebäudes: Das Heizsystem verknüpft eine regenerative Wärmepum­pentechnologie mit einer Gas-Brennwerttherme, die sich nur einschaltet, wenn die Temperatur der Solar­wärme vom Dach weniger als minus fünf Grad Celsius beträgt. Ansonsten wird das Mehr­familienhaus über eine mit PVT-Kollektoren gekoppelten Wärmepumpe für Warmwasser und Heizung versorgt. Im Bürogebäude in Passivhausbauweise werden die PVT in der Nacht sogar zum Kühlen des Gebäudes genutzt.

Bekanntheitsgrad der PVT-Technologie steigern

Insgesamt gibt es in integraTE zehn Demonstrationsanlagen, die Messwerte liefern. Die Forschenden erstellen im Projekt auch praxistaugliche Planungs- und Auslegungswerkzeuge die eine vereinfachte Dimensionierung und Bewertung der komplexen Anlagen ermöglichen und die Marktdurchdringung der PVT-Technologie beschleunigen sollen. Geplant ist, die Auswertung zu automatisieren und im Internet zu visualisieren. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bewerten die Anlagen bezüglich CO₂-Einsparung, Energieeffizienz und Wärmegeste­hungskosten, um sie mit alternativen Energieversor­gungssystemen vergleichen zu können. Auch können die bestehenden Anlagen so im laufenden Betrieb optimiert werden.

Das Wissenschaftlerteam von integraTE führt darüber hinaus umfangreiche und zielgruppenspezifische Marketingmaßnahmen für die Akteure aus der gesamten Wertschöpfungskette als auch die Endkunden durch. Dazu zählen neben den Demonstrationsprojekten und der Onlinepräsentation der Messergebnisse der untersuchten Anlagen etwa Internetauftritte, Videos, Social Media Campaigns, Webinare, Veranstaltungen, Beiträge in Newslettern von Verbänden oder Artikel in Fachzeitschriften. Je drei wissenschaftliche Einrichtungen und Verbände sowie fünfzehn Industrieunternehmen sind aktuell Projektpartner in IntegraTE. (az)