Hybridkollektor / PVT-Kollektor

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
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Glühbirne
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Als Hybridkollektor wird ein PVT-Kollektor (PV [Photovoltaik] und T [thermischer Kollektor - Flüssigkeit oder Luft]) oder ein Flüssigkeit/Luft-Kollektor bezeichnet. Mit dem PVT-Kollektor kann nicht nur elektrische Energie erzeugt, sondern auch Wärme produziert werden.
Durch die Kombination der PV-Module und thermischen Solarkkollektoren in einem Bauteil wird weniger Fläche bei gleicher Energieausbeute benötigt. Dies verursacht geringere Kosten bei der Produktion und Montage. Außerdem wird eine Dachfläche mit den PVT-Kollektoren optisch hinnehmbarer.

Wärmepumpenkollektor SOLINK
Ein luftdurchströmter Absorber unter einem PV-Solarmodul (PVT-Kollektor) fängt die Wärme der Außenluft in solegeführten mäanderförmig angeordnenten Rohren auf und führt diese hydraulisch zur Sole-Wasser-Wärmepumpe im Gebäude. So wird die Solarwärme, Wärme der Außenluft und Sonnenstrom genutzt. So kann auf eine Kopplung mit Erdwärmetauscher-, Erdsonde- oder Zisternenspeichern auf Grund der hohen Effizienz bei doppelter Nutzung der Dachfläche unnötig werrden.

Bei SOLINK sorgt auf der Unterseite eines 2 m² Photovoltaik XL-Moduls ein spezieller Luft-Wärmetauscher mit einer Oberfläche von 20 m² für eine hohe Leistungsaufnahme aus der Außenluft und gleichzeitig wird die PV-Modul-Abwärme genutzt. So kann der gesamte Wärmebedarf des Hauses und der Warmwasserbedarf direkt gedeckt werden.  Zusätzlich wird der gesamte Strombedarf im Jahresmittel produziert. Bei begrenzten Dachflächen, z. B. bei Mehrfamilienhäusern im städtischen Bereich, können Gebäude mit einem hohen Anteil an selbst produziertem Strom versehen und vollständig mit Wärme versorgt werden.
Durch die Möglichkeit an heißen Tagen über den Luftwärmetauscher auch Energie abgeben zu können, ist die Nutzung der SOLINK-Kollektoren ab 2020 auch zur Gebäudekühlung vorgesehen.


SOLINK
Strom und Wärme aus einem PV XL-Modul

Quelle: Consolar Solare Energiesysteme GmbH


Solink - Wärmepumpenkollektor
Begrenzung Sole-Temperatur über Thermostatmischventil, ohne Enteisung und Schneeabrutschen
Quelle: Consolar Solare Energiesysteme GmbH

PVT-Kollektor SOLINK   +   Animation SOLINK DE
Solar 4.0: SOLINK - BitSign GmbH

Solares Wärmepumpensystem SOLAERA
Quelle: Consolar Solare Energiesysteme GmbH

Solarheizung SOLAERA

Animation SOLAERA

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Wärmepumpensystem SOLAERA
Das solare Wärmepumpensystem SOLAERA arbeitet Tag und Nacht und liefert vollständig die benötigte Wärme für die Hauswärmeversorgung über Hybridkollektoren (Flüssigkeit/Luft). Diese nehmen nicht nur Wärme aus Sonnenstrahlen auf, sondern nutzen auch die Energie der Umgebungsluft durch ein zuschaltbares Gebläse. Im Vergleich zu normalen Kollektoren liefert der Hybridkollektor die vierfache Wärmemenge in den Wintermonaten. Ein Teil der gewonnenen Wärme wird im Wasser-/Eisspeicher (Latentspeicher) untergebracht, wo die Wärme verlustfrei gespeichert wird.
Durch den extrem hohen Wärmeübergang im patentierten Wasser-/Eisspeicher-System kommt dieser mit 320 Litern aus. Andere Speicher-Systeme benötigen wesentlich mehr Inhalt bzw. Platz. Der Hybridbetrieb führt dazu, dass die Wärmepumpe im Sommer nicht benötigt wird, da die leistungsfähigen Hybridkollektoren die benötigten Temperaturen direkt erzeugen können.
Hybridkollektor -Flüssigkeit/Luft
Quelle: Consolar Solare Energiesysteme GmbH
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Hybridkollektor - PVT-Kollektor
Quelle: EPTEC Energy-Power-Tec GmbH

Hybrid PVT
Die elektrische Energie kann in das öffentliche oder/und häusliche Netz eingespeist werden. Die Wärme aus der Solarflüssigkeit kann direkt in die Trinkwassererwärmung oder über einen Pufferspeicher für die jeweilige Verwendung (Trinkwassererwärmung, Heizung ) zwischengespeichert werden.
Durch die Kombination mit einer Wärmepumpe kann die thermische und elektrische Produktion erhöht werden, weil der PVT-Kollektor auf einer niedrigen Temperatur (20 °C und niedriger)  gehalten wird. Dies reduziert außerdem den Wärmeverlust des Kollektors (evtl. kann auch auf eine Wärmedämmung verzichtet werden) und die Solarzellen werden effizienter.

Hybridkollektor - EPTEC Energy-Power-Tec GmbH

PVT-Kollektor - Luft
Solar-Luftkollektor 
Quelle: Grammer Solar GmbH

TWINSOLAR
Die einfallende Sonnenergie wird in einem Photovoltaikmodul nur zu etwa 15 % in elektrische Energie umgewandelt. Der größere Anteil der Strahlungsenergie wird zu Wärme, die wiederum die Leistungsfähigkeit der Zelle bei der Stromproduktion reduziert. Deswegen muss bei einer Solarstromanlage (Photovoltaik-Anlage) für eine gute Wärmeabfuhr gesorgt werden.. Bei den Hybridkollektoren werden die Module aktiv mit Hilfe eines Ventilators gekühlt, was die Stromausbeute erhöht. Die warme Luft kann dann bei Bedarf z. B. zu verschieden Zwecken genutzt werden
Die relative kalte Außenluft durchströmt den Luftkollektor, erwärmt sich und kann z. B. für die Belüftung und/oder Trocknung eines Gebäudes oder Holzlager genutzt werden soll. Bei höherem Luftdurchsatz ist es auch möglich, eine Luft-Wasser-Wärmepumpe einzusetzen, die dann die Grundlage zur Erwärmung von Trinkwasser und/oder zur Beheizung von Gebäuden eingesetzt wird.. In kleinen Anlagen können die PV-Module direkt für den Strombedarf des Ventilators eingesetzt werden, so dass auf einen Wechselrichter und andere Vorrichtungen zur Einspeisung in das Stromnetz verzichtet werden kann.

PVT - Hybridkollektoren - Grammer Solar GmbH

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