6. Solarthermie (Wie fängt man Sonnenwärme ein?)

Bisher werden die meisten Solarthermieanlagen mit einem Kurzzeit Wärmespeicher kombiniert. Das ist ein gut isolierter Wassertank, für Brauchwasser und / oder Heizungswasser. Das heiße Wasser vom sonnenbeschienenen Dach wird durch den Tank geleitet und gibt seine Wärme ab. Solche Anlagen werden oft so ausgelegt, dass sie den Wärmebedarf von ein paar Tagen speichern können.

Eine Anlage für Brauchwasser steuert typischerweise etwa 60 % des Jahres-Wärmebedarfs bei, eine Kombianlage für Warmwasser und Heizung etwa 30%.

Aber wie kann man komplett CO2-neutral heizen?

Die energetisch ideale Lösung ist eine Kombination aus Solarthermie, Photovoltaik, Wärmepumpe und Erdsonde. Die Wärmepumpe benötigt Strom, der mit Photovoltaik erzeugt werden kann. Wenn das Wasser bereits vorgewärmt ist, braucht die Wärmepumpe weniger Strom.
Überschüssige Wärme, die die Sonnenkollektoren im Sommer und Herbst produzieren kann idealerweise über die Erdsonde in den Untergrund abgegeben und dort gespeichert werden, so dass wie Wärmepumpe im Winter weniger Strom verbraucht.

Hybridmodule

Ein Hybridkollektor (oder „PVT-Kollektor“ von photovoltaisch-thermisch) kombiniert Solarzellen zur Stromerzeugung mit einem darunter liegenden Kollektor. Der Kollektor erntet zwar etwas weniger Wärme. Dafür kann durch diese Kombination die Stromausbeute sogar noch gesteigert werden. Der Grund: je wärmer Solarzellen werden, desto geringer ist ihre Stromausbeute. Der Kollektor führt im Sommer Wärme ab und kühlt so die Photozellen.

Hybridkollektoren werden bislang noch selten eingesetzt. In der Schweiz wird eine innovative Nutzung von von Hybrid-Kollektoren für ein Bürogebäude getestet (Mojic et al., 2018). In Verbindung mit einer thermisch aktiven Bodenplatte als Wärmespeicher sollen sie nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen eingesetzt werden. In der Nacht können die Kollektoren in den Sommermonaten Wärme an die kühlere Lauft abgeben, wenn sich die Bodenplatte tagsüber zu stark erwärmt. Solarthermie wird so zu einem wichtigen Baustein innerhalb eines gut durchdachten Gesamtkonzepts.

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