Was ist Photothermie?

Der Hybridkollektor - Strom und Wärme aus einem Kombimodul

Der Hybridkollektor nutzt die Kraft der Sonne und produziert Strom und Wärme. Mit nur einer Anlage kann man sich so unabhängiger von der externen Stromversorgung machen und zugleich Heizkosten sparen. Eine schöne Vorstellung - zu schön um wahr zu sein?

Tatsächlich zeigt die auf den Hybridkollektor aufgebaute Photothermie einige Tücken, die eine Montage nicht in jedem Fall zur bestmöglichen Variante machen. Um die auftretende Disharmonie beim Hybridkollektor verständlich zu machen, hilft ein kurzer Rückgriff auf die beiden Techniken.

Zwei widersprüchliche Prinzipien oder gewinnbringende Kombination?

Photovoltaikmodule werden, damit sie den gewünschten Nutzen erzielen, großflächig auf Haus- oder Scheunendächer montiert. Eine größere Fläche garantiert mehr Stromproduktion und somit mehr Einspeisemenge in das öffentliche Stromnetz. Größere Fläche ist also gleichbedeutend mit höheren Erträgen.

Solarthermie dagegen ist ausschließlich auf den Eigenverbrauch ausgerichtet und ist so dimensioniert, dass der Warmwasserverbrauch möglichst ohne Zuheizung gedeckt werden kann. Zu groß darf die Solarthermieanlage aber auch nicht werden, denn was im Winter zu höheren Einsparungen führt, bringt einem im Sommer dann ein Übermaß an Wärme, die man nicht abnehmen kann - die Anlage stagniert und bringt keinen Nutzen.

• Auslegung einer Solarthermieanlage zur Warmwasserbereitung
• Auslegung einer Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung

Überschüssige Wärme muss abgenommen werden

Nicht nur in der Flächenausnutzung, auch im Wirkungsgrad muss der Hybridkollektor zwischen Photovoltaik und Solarthermie vermitteln. Solarkollektoren erhitzen sich auf mindestens 80 Grad Celsius. Das Photovoltaikmodul dagegen erzielt schon bei 25 Grad seinen besten Wirkungsgrad. Wird es wärmer, verliert es an Leistung. Die überschüssige Wärme muss also abgeleitet werden, möchte man den Hybridkollektor effizient nutzen.

Vom Prinzip her ist die entstehende Wärme natürlich von Vorteil. Zuviel Wärme allerdings kann Photothermie nicht nutzbringend einsetzen. Man muss also versuchen, diese anderweitig loszuwerden. Zur Mittagszeit, wenn der Hybridkollektor die meiste Leistung bringt, ist der Warmwasserspeicher des Hauses sofort auf höchster Temperatur. Entweder man verfügt über einen großen Reservespeicher, was im 4-Personen-Haushalt eigentlich unsinnig ist oder man koppelt eine Wärmepumpe an den Kreislauf, was im Sommer auch nicht besonders sinnvoll erscheint.

Ein separates Kühlsystem ist mit unerwünschten Zusatzkosten und eigentlich unnötigem Energieaufwand verbunden. Möchte man mit dem Hybridkollektor viel Strom erzeugen, fällt entsprechend noch mehr Überschusswärme an - und legt man die Photothermie so an, dass keine überschüssige Wärme entsteht, so wird der Stromertrag relativ gering. Die beste Alternative, das viele warme Wasser zu verbrauchen, liegt in der Beheizung eines Swimmingpools. Öffentliche Bäder oder Hotelanlagen zum Beispiel können von der anfallenden Wärme aus dem Hybridkollektor gut profitieren.

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