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Ein Hybridkollektor versorgt Sie günstig mit Strom und Wärme

Sophia Papalamprou
22. Januar 2020

Eigenheimbesitzer:innen klagen ebenso über die steigenden Energiepreise wie Mieter:innen. Zudem steht der Ausstoß von klimaschädlichen Gasen immer mehr im Fokus und es sind weitere Auflagen durch den Staat zu erwarten, um die Klimaziele zu erreichen. Das macht den Hybridkollektor interessant, denn er erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme.

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Was ist ein Hybridkollektor?

Die sogenannte Photothermie verbindet die Gewinnung von Strom und Wärme in einem einzigen Solarkollektor. So nutzen Sie die Fläche auf Ihrem Hausdach optimal aus. Dazu benötigen Sie einen Hybridkollektor. Dieser sammelt Sonnenenergie, produziert daraus Strom wie ein Photovoltaikmodul und macht gleichzeitig die anfallende Wärme wie ein Solarthermiekollektor nutzbar.

Was unterscheidet einen Photovoltaikkollektor vom Hybridkollektor?

Photovoltaik benötigt den sichtbaren Anteil des Sonnenlichts, denn nur dieser regt die Solarzellen zur Stromproduktion an. Dieser Anteil macht rund die Hälfte der auf der Erde ankommenden Sonnenenergie aus. Immerhin 42 Prozent der Energie bestehen aus Infrarotstrahlung. Diese Wärmestrahlung kennen Sie vom Gefühl des warmen Sonnenlichts auf der Haut im Winter oder von der Rotlichtlampe. Ein Hybridkollektor ist doppellagig gestaltet und nutzt auch die Infrarotstrahlung der Sonne zur Wärmegewinnung. Der typische Aufbau erfolgt in Schichten:

  • Glasplatte zum Schutz der Solarzellen vor der Witterung
  • Solarzellen zur Stromgewinnung
  • Röhrenkollektor zu Wärmegewinnung
  • Belüftungssystem
  • Gehäuse
Solar Solarspeicher Funktion
So funktioniert ein Solarspeicher

Während bei einem reinen Wärmekollektor möglichst viel Hitze entstehen soll, um diese nutzbar zu machen, gelten beim Hybridkollektor andere Regeln. Je heißer der Kollektor wird, desto weniger Strom produzieren die Solarzellen. So besitzen reine Photovoltaikmodule ein Lüftungssystem, um die Hitze gering zu halten. Der Hybridkollektor stellt einen Kompromiss dar. Die Wärmegewinnung muss für die wirtschaftlich sinnvolle Stromproduktion durch eine Lüftung reduziert werden.

Was ist ein abgedeckter Hybridkollektor?

Bei einem reinen Photovoltaikkollektor befindet sich zwischen der schützenden Deckplatte aus Glas und den Solarzellen keine Luft. Denn die Luft unter dem Glas würde sich im Sonnenlicht stark aufheizen und die Stromproduktion verringern. Ein abgedeckter Hybridkollektor dagegen nutzt eine Luftschicht zwischen Deckglas und Solarzelle, um mehr Wärme zu gewinnen.

  • Unter jeder Solarzellenreihe versteckt sich eine zweite.
  • Die Mechanik ist an einen im Solarmodul liegenden Motor angeschlossen.
  • Der Motor nutzt den Solarstrom der Module, daher ist die Konstruktion wartungsfrei.
  • Hat der Wärmespeicher seine Kapazitäten komplett gefüllt, gibt er eine Meldung an den flexiblen Hybridkollektor ab.
  • Der dadurch aktivierte Motor fährt die zweite Reihe Solarzellen aus.
  • Jetzt produziert der flexible Hybridkollektor doppelt so viel Strom und die Wärmegewinnung wird durch die automatische Beschattung des Kollektors reduziert.
  • Steigt der Wärmebedarf, fahren die zusätzlichen Solarzellen automatisch wieder zurück.

Mit einem flexiblen Hybridkollektor müssen Sie den Wärmespeicher nicht überdimensional groß bauen, um die sommerliche Wärme abzuleiten. Gleichzeitig profitieren Sie von einer höheren Stromproduktion.

Was ist ein flexibler Hybridkollektor?

Flexible Hybridkollektoren sind die neueste Innovation im Bereich der Photothermie. Ein normaler Hybridkollektor erzeugt im Sommer sehr viel Wärme, die nicht benötigt wird. Gleichzeitig ist es nicht möglich, die Stromerzeugung im Sommer zu erhöhen. Pro Kollektor ist eine feste Reihenzahl Solarzellen verbaut. Zwischen diesen Reihen liegen Abstände, damit der darunterliegende Wärmekollektor nicht zu stark beschattet wird. Ein flexibler Hybridkollektor arbeitet anders:

Wann lohnt sich ein Hybridkollektor?

Ein Hybridkollektor ist nur sinnvoll, wenn Sie die besonders im Sommer in großen Mengen entstehende Wärmeenergie auch verbrauchen.

Wo kann ein Hybridkollektor genutzt werden?

Der Clou, dass ein Hybridkollektor Strom und Wärme produziert, wird bei kleinen Wohneinheiten wie Einfamilienhäusern schnell zum Nachteil. Sinnvoll ist ein Hybridkollektor nur, wenn die entstehende Wärme auch genutzt wird. Fehlen Verbraucher:innen für Wärme, sinkt im Sommer die Stromproduktion drastisch. Daher nutzen diese Technik bisher vermehrt

  • Schwimmbäder,
  • Krankenhäuser,
  • Hotels und
  • Gewerbebetriebe, die Prozesswärme oder -kälte benötigen.

Der Hybridkollektor im Einfamilienhaus

Bei einem klassischen Einfamilienhaus besteht in der Regel eine große Diskrepanz zwischen Wärme- und Strombedarf. Der Stromverbrauch fällt deutlich höher aus als der Wärmebedarf. Installieren Sie ausreichend Kollektoren für die Stromerzeugung, gewinnen Sie zu viel Wärme. Passen Sie die Kollektorfläche dem Wärmebedarf an, fällt die Stromausbeute mager aus. Ein Hybridkollektor passt sich dem Bedarf an und kann mit einer Wärmepumpenheizung sogar zur Gebäudekühlung genutzt werden.

Wie lässt sich ein Hybridkollektor auf dem Dach installieren?

Die Montage von Hybridkollektoren unterscheidet sich nicht von der Installation einer Photovoltaikanlage. Die Anbringung der Module ist auf oder im Dach möglich. Bei der zweiten Variante schließt der Hybridkollektor bündig mit den umliegenden Dachziegeln ab.

Welche Vor- und Nachteile hat ein Hybridkollektor?

In der folgenden Tabelle fassen wir die Vorteile und Nachteile dieser Technik für Sie zusammen.

Was kostet ein Hybridkollektor?

Wie immer hängt die Höhe der Kosten für eine Anlage mit Hybridkollektoren von der Anzahl der gewünschten Panels sowie von der Größe des Wärmespeichers und der möglichen Installation eines Stromspeichers ab.

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