Hybridkollektor und PVT-Kollektor: Strom und Wärme durch Photothermie

Was ist ein PVT-Kollektor oder Hybridkollektor?

PVT-Kollektoren und Hybridkollektoren bezeichnen dieselbe Kollektorart. Die Abkürzung PVT steht für Photovoltaik und Thermie. Die Technik wird auch Photothermie genannt, weil sie Photovoltaik zur Stromerzeugung mit Solarthermie zur Wärmegewinnung kombiniert.

Der Hybridkollektor nimmt dazu die Sonnenenergie auf und wandelt sie in elektrische Energie um, wie es bei Photovoltaikmodulen der Fall ist. Gleichzeitig nutzt der thermische Kollektor die entstehende Wärme, ähnlich wie ein Solarthermiekollektor, und macht diese für Ihr Zuhause nutzbar.

Wie sind PVT- und Hybridkollektoren aufgebaut?

Ein PVT-Kollektor besteht je nach Bauart aus mehreren funktionalen Schichten und Komponenten:

• Glasabdeckung: Sie schützt die Solarzellen bei verglasten Kollektoren vor Witterungseinflüssen.

• Photovoltaikzellen: Sie wandeln Sonnenlicht in elektrischen Strom um.

• Thermischer Absorber oder Wärmeübertrager: Er nimmt die solare Wärme auf, die im Kollektor entsteht, und führt sie zur weiteren Nutzung ab.

• Rohrsystem mit Wärmeträger: Bei wasser- oder solebasierten PVT-Kollektoren transportiert es die Wärme weiter.

• Luftkanäle und Luftführung: Bei Luft-PVT-Kollektoren führen sie die erwärmte Luft ab. Je nach Anlage unterstützt ein Ventilator die Luftzirkulation.

• Wärmedämmung, Rückseite und Rahmen: Diese Bauteile reduzieren Wärmeverluste, schützen die Komponenten und ermöglichen die Montage.

Nicht jeder PVT-Kollektor enthält alle genannten Komponenten. Der genaue Aufbau hängt unter anderem davon ab, ob die Wärme mit Flüssigkeit oder Luft abgeführt wird und ob es sich um einen verglasten oder unverglasten Kollektor handelt.

Wie funktioniert ein Hybridkollektor?

Ein Hybridkollektor beziehungsweise PVT-Kollektor erzeugt gleichzeitig Solarstrom und Wärme. Dazu kombiniert er ein Photovoltaikmodul mit einem thermischen Absorber auf der Rückseite. Während die Solarzellen einen Teil der Sonnenstrahlung in elektrischen Strom umwandeln, nimmt der Absorber die entstehende Wärme auf und leitet sie aus dem Kollektor ab. Der erzeugte Solarstrom kann direkt im Gebäude genutzt, in einem Batteriespeicher zwischengespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Die gewonnene Wärme lässt sich je nach Kollektortyp und Temperaturniveau für die Warmwasserbereitung, die Heizungsunterstützung oder als Wärmequelle für eine Wärmepumpe nutzen.

Die Funktionsweise eines Hybridkollektors im Detail:

Photovoltaischer Teil:

• Die Vorderseite des Hybridkollektors besteht aus Solarzellen, die Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umwandeln.

• Die Funktionsweise der Solarzellen ist dieselbe wie bei herkömmlichen PV-Modulen. Trifft Sonnenlicht auf die Zellen, entsteht durch den photovoltaischen Effekt Gleichstrom. Ein Wechselrichter wandelt diesen anschließend in Wechselstrom um, der im Haushalt verwendet oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.

Thermischer Teil:

• Auf der Rückseite der Solarzellen befindet sich ein thermischer Absorber beziehungsweise Wärmeübertrager. Er nimmt die Wärme auf, die bei der Umwandlung der Sonnenenergie entsteht.

• Bei wasser- oder solebasierten PVT-Kollektoren zirkuliert ein Wärmeträger durch ein Rohrsystem wie eine Art Röhrenkollektor und transportiert die Wärme zu einem Wärmespeicher oder einer Wärmepumpe.

• Bei einem Luft-PVT-Kollektor strömt dagegen Luft durch Kanäle auf der Rückseite des Moduls. Die erwärmte Luft wird anschließend direkt genutzt oder in das angeschlossene Heizungs- beziehungsweise Lüftungssystem geführt. Je nach Aufbau unterstützt ein Ventilator die Luftzirkulation.

Kontrollsystem:

Ein Kontrollsystem steuert und optimiert die unterschiedlichen Energieflüsse im Hybrid- bzw. PVT-Kollektor. Es besteht aus mehreren Komponenten:

• Temperatur- und Leistungssensoren überwachen die Temperaturen im Kollektor und die erzeugte elektrische Leistung.

• Eine Pumpen- und Ventilsteuerung regelt die Pumpen, um das Trägermedium durch den Wärmetauscher zu zirkulieren und die Solarzellen zu kühlen.

• Ein Wärmemanagement-System entscheidet, wann überschüssige Wärme in einem Wärmespeicher zwischengespeichert werden soll und wann diese gespeicherte Wärme genutzt werden kann. Zudem wird je nach Bedarf priorisiert, ob die Wärme zur Warmwasserbereitung oder zur Raumheizung verwendet wird.

• Ein elektrisches Energiemanagementsystem optimiert den elektrischen Energiefluss, indem es entscheidet, ob der Strom direkt genutzt, gespeichert oder ins Netz eingespeist wird.

• Verschiedene Sicherheitsfunktionen verhindern das Überhitzen des Systems oder das Einfrieren des Trägermediums im Kollektor.

Wie effizient sind PVT-Kollektoren?

Der elektrische Wirkungsgrad moderner PVT-Module liegt je nach Modell meist zwischen 18 und 23 Prozent. Unter standardisierten Bedingungen erreichen sie eine elektrische Leistung von ungefähr 190 Wp und eine thermische Leistung von rund 440 W pro Quadratmeter.

Zum Vergleich: Reine Photovoltaikanlagen können eine Leistung von bis zu 260 Wp pro Quadratmeter erreichen, nutzen die entstehende Wärme allerdings nicht aktiv. Solarthermieanlagen erzeugen zwar keinen Strom, erreichen dafür jedoch rund 550 W thermische Leistung pro Quadratmeter.

PVT-Kollektoren liegen bei der jeweiligen Einzelleistung somit häufig unter den spezialisierten Anlagen. Ihr Vorteil besteht jedoch darin, dass sie auf derselben Fläche gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen.

Hybridkollektoren und separate Anlagen im Vergleich:

^{*Die Angaben sind Richtwerte zur Orientierung. Die tatsächliche Leistung hängt unter anderem vom Kollektortyp, der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und der Wärmeabnahme ab. Da die Werte unter unterschiedlichen Prüfbedingungen ermittelt werden, sind sie nur eingeschränkt direkt miteinander vergleichbar. Quellen: Energie-Experten, „PVT-Module: Funktion, Preise & Förderung 2026“, und Grünes Haus, „PVT-Module: Photovoltaik und Solarthermie im Hybridmodul“.}

Was kostet ein PVT-Kollektor?

Der reine Produktpreis für ein PVT-Modul beträgt je nach Hersteller und Technologie etwa 350 bis 400 Euro pro Quadratmeter.

Für eine vollständige PVT-Anlage fallen zusätzlich Kosten für Montagesystem, Wechselrichter, Rohrleitungen, Wärmetauscher, Regelung, Wärmespeicher und Installation an. Als groben Richtwert nennt die Verbraucherzentrale für PVT-Anlagen etwa 2.000 Euro pro Kilowattpeak. Die Kosten für eine zusätzlich benötigte Wärmepumpe sind in diesem Richtwert nicht enthalten.

Beispielrechnung für ein Einfamilienhaus mit PVT-Modulen

Für ein Einfamilienhaus nehmen wir beispielhaft 8 PVT-Module mit jeweils 450 Wattpeak an. Daraus ergibt sich eine elektrische Nennleistung von:

8 x 450 Wattpeak = 3.600 Wattpeak = 3,6 Kilowattpeak

Auf Grundlage des Richtwerts von etwa 2.000 Euro pro Kilowattpeak ergeben sich für die PVT-Anlage folgende überschlägige Kosten:

3,6 Kilowattpeak x 2.000 Euro = etwa 7.200 Euro

Wird die PVT-Anlage mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe kombiniert, kommen deren Kosten zusätzlich hinzu. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe inklusive Montage kostet für ein Einfamilienhaus etwa 22.000 bis 35.000 Euro zusätzlich.

Damit ergibt sich für das Beispiel folgende überschlägige Gesamtinvestition von 29.200 bis 42.200 Euro.

^{*Die Angaben beziehen sich auf den Stand August 2026 und dienen der Orientierung.}

Welche Vor- und Nachteile hat ein Hybridkollektor?

In der folgenden Tabelle fassen wir die Vorteile und Nachteile von PVT-Kollektoren für Sie zusammen.

Arten und Anwendungsbereiche von PVT-Kollektoren

Je nach Bauweise und Anwendung werden verschiedene Arten von Hybridkollektoren unterschieden.

Die Bauarten können sich auch überschneiden. Ein PVT-Kollektor kann beispielsweise gleichzeitig unverglast, flüssigkeitsbasiert und für den Betrieb mit einer Wärmepumpe ausgelegt sein. Welche Ausführung geeignet ist, hängt vor allem vom Wärmebedarf, dem gewünschten Temperaturniveau, der Dachfläche und dem geplanten Heizsystem ab.

Verglaste, flüssigkeitsbasierte PVT-Kollektoren

Bei verglasten PVT-Kollektoren sind die Photovoltaikzellen mit einem thermischen Absorber und einer Glasabdeckung kombiniert. Ein Wärmeträger, in der Regel Wasser oder eine Sole, nimmt die Wärme auf der Rückseite der Solarzellen auf. Durch die Verglasung und eine zusätzliche Dämmung werden Wärmeverluste verringert und höhere Temperaturen ermöglicht.

Anwendungen:

• Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung

• Ein- und Mehrfamilienhäuser

• Hotels, Kliniken und Schwimmbäder

• Anlagen mit höherem Wärmebedarf, beispielsweise in einem Hotel mit ganzjährigem Bedarf an Warmwasser und Heizungsunterstützung

Unverglaste, flüssigkeitsbasierte PVT-Kollektoren

Unverglaste PVT-Kollektoren besitzen keine zusätzliche Glasabdeckung. Der Wärmeübertrager ist auf der Rückseite des PV-Moduls angebracht und leitet die Wärme mithilfe eines flüssigen Wärmeträgers ab. Diese Bauart erreicht niedrigere Temperaturen als verglaste Systeme und wird häufig mit Wärmepumpen kombiniert.

Anwendungen:

• Wärmequelle für Sole-Wasser-Wärmepumpen

• Gebäude mit niedrigem bis mittlerem Temperaturniveau, wie beispielsweise ein gut gedämmtes Einfamilienhaus mit Fußbodenheizung und niedrigen Vorlauftemperaturen

• Anlagen, bei denen eine einfache und leichte Bauweise gefragt ist, beispielsweise bei der Nachrüstung auf einem Bestandsdach mit begrenzter Tragfähigkeit

Luft-PVT-Kollektoren

Luft-PVT-Kollektoren nutzen Luft als Wärmeträger. Die Luft strömt durch Kanäle auf der Rückseite der PV-Zellen, nimmt Wärme auf und wird anschließend entweder direkt genutzt oder in ein angeschlossenes Lüftungs- oder Heizsystem geleitet. Je nach Ausführung unterstützt ein Ventilator die Luftzirkulation.

Anwendungen:

• Vorwärmung von Zuluft

• Lüftungs- und Klimatisierungssysteme

• Trocknungsprozesse in der Landwirtschaft und Industrie

• Prozesswärme bei niedrigeren Temperaturen

Konzentrierende PVT-Kollektoren

Konzentrierende PVT-Kollektoren bündeln mithilfe von Spiegeln oder Linsen das Sonnenlicht auf einer kleineren Fläche mit Solarzellen. Ein thermischer Absorber leitet die entstehende Wärme ab. Für einen effizienten Betrieb benötigen diese Systeme eine direkte Sonneneinstrahlung und eine Nachführung zur Sonne.

Anwendungen:

• industrielle Energieversorgung

• Prozesswärme

• größere Solar- und Forschungsanlagen

• Regionen mit hoher direkter Sonneneinstrahlung

Flexible PVT-Kollektoren

Flexible PVT-Kollektoren bestehen aus biegsamen Photovoltaikzellen sowie flexiblen thermischen Komponenten. Sie können auf Flächen eingesetzt werden, auf denen starre Module nur schwer oder gar nicht montierbar sind.

Anwendungen:

• gewölbte oder unregelmäßige Dächer

• Fahrzeugdächer und Boote

• mobile Energieversorgung

• leichte Konstruktionen und Sonderanwendungen, wie beispielsweise bei mobilen Unterkünften

Gibt es Förderungen für Hybridkollektoren?

Eine pauschale Förderung für Solarthermie mit Hybrid- beziehungsweise PVT-Kollektoren gibt es nicht. Im Rahmen der aktuellen Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) können unter bestimmten Voraussetzungen der Einbau solarthermischer Anlagen und elektrisch betriebener Wärmepumpen gefördert werden. Bei PVT-Kollektoren hängt die Förderfähigkeit vom konkreten Produkt, der technischen Auslegung und der Einbindung in das Heizsystem ab. Ob ein PVT-System die aktuellen Anforderungen erfüllt, sollte vor der Beauftragung mit einem Fachunternehmen geprüft werden.