Die Solarbranche ist im Wandel. Neue technische Innovationen und auch interessante Speichermöglichkeiten drängen auf den Markt. So auch Hybridanlagen, die zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Warmwasser vorgesehen sind. Wie gut sind diese neuartigen Anlagen? Welche Vorteile haben sie? Und wie sieht es mit den Speichermöglichkeiten aus? Ein Bericht von unserem Solarteur, Arsen Bukovac.

Strom und Warmwasser mit nur einem System erzeugen
Sonnenenergie wird schon lange für die Produktion von Strom oder eben Warmwasser eingesetzt. Im Fachjargon nennen sich diese Anlagen Photovoltaik- oder Solarstromanlagen respektive thermische Sonnenkollektoren. Dies ist nichts Neues. Neu ist jedoch die Tatsache, dass für beide Produktionsarten nur eine einzige Solaranlage benötigt wird. Eine ideale Erfindung würde man meinen! Weshalb ist dieses Hybridmodul dennoch so wenig verbreitet?

Tieferer Wirkungsgrad vom Hybridkollektor
Zur Bestimmung des Ertrages einer Solaranlage wird der Wirkungsgrad berechnet. Dieser setzt sich aus dem Wärmeverlustkoeffizienten und dem optischen Wirkungsgrad zusammen. Beim optischen Wirkungsgrad wird das Verhältnis zwischen der durch die verbaute Technik nutzbaren Solareinstrahlung und der letzten Endes tatsächlich erreichten Leistung beschrieben. Der Wärmeverlustkoeffizient gibt den Wärmeverlust über die Kollektorfläche an.

Klassische thermische Sonnenkollektoren erreichen als sehr gute Werte einen Wirkungsgrad von etwa 80 Prozent. Photovoltaikanlagen um die 20 Prozent. Hybridanlagen weisen leider einen schlechteren Wirkungsgrad aus. Der thermische Wirkungsgrad beträgt hier ca. 65 Prozent und der elektrische etwa 17 Prozent.

Fotos: Meyer Burger AG / linth-arena sgu in Näfels

Unterschiedliche Hitze- und Flächeanforderung
Eine thermische Anlage für einen Vierpersonenhaushalt benötigt lediglich 12 Quadratmeter für die Warmwasser- und Heizungsunterstützung. Eine Photovoltaikanlage nimmt eine grössere Fläche in Anspruch. Die gesamte Dachfläche mit Hybridmodulen auszustatten würde wenig Sinn machen. Die erzeugte Wärme könnte gar nicht benutzt werden.

Unterschiede sind auch bei den erforderlichen Temperaturen festzustellen. Der Ertrag einer Photovoltaikanlage ist umso höher, je niedriger die Zelltemperatur ist. Thermische Sonnenkollektoren mögen es jedoch heiss. Die hohen Temperaturen werden in einem Wasserspeicher gesammelt und erhitzen dort das enthaltene Wasser. Wohin aber mit der produzierten Energie am Mittag, wenn der Wasserspeicher bereits maximal gewärmt ist?

Fotos: Meyer Burger AG / Hybridanlage Suurstoffi Rotkreuz

Heutige Speichermöglichkeiten
Sollten Sie Besitzer eines Pools sein, so können Sie die entstandene Wärme sofort benutzen. Hotelanlagen, Wellnessanlagen oder Seniorenheime wären ebenfalls ideale Kandidaten für eine Hybridanlage. Wie sieht es aber mit dem durchschnittlichen Eigenheimbesitzer aus?

Da der Eigenheimbesitzer mehr Solarwärme produziert als er verbrauchen kann, muss er eine ideale Speichermöglichkeit suchen. Hier gibt es verschiedene Lösungsansätze:

• Ein grösserer Pufferspeicher, der die überschüssige Wärme auffängt
• Verwendung eines Thermogenerators, der die Wärmeenergie in elektrische Energie umwandelt
• Speicherung der überschüssigen Sonnenenergie im Erdreich mittels einer Erdwärmesonde. Diese Energie kann dann im Winter bei Bedarf genutzt werden.

2SOL - eine interessante Lösung der Schweizer Firma Meyer Burger AG
Quelle: energysystems.meyerburger

Kommt es zu überschüssigen Strom, so kann der Eigenheimbesitzer diesen direkt ins Netz einspeisen oder aber in einem Speicher zwischenlagern. Bis anhin waren Energiespeicher sehr teuer und hatten leider eine tiefe Lebensdauer. Heute sind sie stark weiter entwickelt und werden im Fachhandel bereits ab CHF 10'000 angeboten.

Und wer die ganze Speicherthematik umgehen möchte, der lässt sich eine optimale Grösse der Hybridanlage berechnen, so dass es gar nicht zu einem Überschuss kommen kann.

Vorteile einer Hybridanlage
Eine Hybridanlage hat trotz tieferem Wirkungsgrad auch ihre Vorteile. Sie ist für all jene gut geeignet, die ihren Energiebedarf, egal ob für Warmwasser, Heizung oder Strom, möglichst selbst mit umweltfreundlicher Solarenergie decken möchten. Eine energieautarke Lösung.

Ein weiterer Punkt ist der ästhetische Aspekt. Es müssen nicht zwei unterschiedliche Anlagen auf dem Dach installiert werden. Die Anlagen benötigen weniger Platz und erhalten eine homogene Dachfläche. Auch eine bündige Indachmontage ist problemlos möglich.

Die Zukunft: der flexible Hybridkollektor
Zurzeit ist die Technologie zwar noch im Prototypstatus, doch bald soll der flexible Hybridkollektor auf den Markt kommen. Ein Kollektor, der sich dem Bedarf an Strom und Wärme individuell anpasst. Wie funktioniert dies?

Wenn man Strom und Wärme benötigt, ist der Hybridkollektor wie ein ganz normaler, handelsüblicher Hybridkollektor aufgeteilt. Wird jedoch keine Wärme benötigt, werden die Heizelemente von zusätzlichen Photovoltaikelementen verdeckt. Ein Motor, der durch den erzeugten Strom angetrieben wird, ist witterungsbeständig in dem Gehäuse vom Hybridkollektor verbaut und verschiebt die Solarzellen entsprechend dem Bedarf. Eine clevere Lösung, die sicher bald von sich hören lassen wird.

Fazit
Eine Hybridanlage ist sehr wohl eine interessante Alternative für die Energiegewinnung. Die richtige Anlage per se gibt es aber nicht. Dies muss von Fall zu Fall individuell entschieden werden. Reden Sie mit uns und lassen Sie sich persönlich beraten.