Für seine Abschlussarbeit an der Technischen Universität Delft entwickelte der niederländische Student Stefan Roest einen neuen Hybridkollektor mit höherer Effizienz und längerer Lebensdauer. Diese Art der Solarkollektoren vereinen Photovoltaik und Solarthermie in einem System. Der Vorteil dabei ist, dass durch das Abführen der Wärme die kristallinen Solarzellen gekühlt werden und dadurch eine höhere Stromausbeute liefern. Die abgeführte thermische Energie wird zur Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung genutzt. Dabei fließt der Wärmeträger in der Regel durch Kupferrohre. Das System ist mit einem Solarglas abgedeckt, um die Wärme zu halten. Dabei darf es aber im Kollektor nicht zu warm werden, da sonst eine Kühlung der Photovoltaikmodule nicht mehr möglich ist. Das Resultat sind Wirkungsgradverluste und eine kürzere Lebensdauer der Module.
Der Hitze Herr werden
Um der Hitze im Kollektor Herr zu werden, hat der Student für erneuerbare Energietechnologien die Glasabdeckung weggelassen. Dadurch erreicht er, dass die Wärme im Kollektor nicht über 80 Grad steigt. Das wiederum verhindert Wirkungsgradverluste der Module und garantiert eine längere Lebensdauer. Statt durch Kupferrohre fließt das Wasser als Wärmeträger durch viele kleine Aluminiumkanäle, die direkt unter den Photovoltaikmodulen angebracht sind. Dadurch braucht man weniger Wärme, um das Wasser für den Haushaltsgebrauch ausreichend aufzuwärmen. Zusätzlich nutzt Roest Dünnschichtmodule statt der kristallinen Solarzellen, da es leichter ist, die Wärme von dieser Art von Modulen abzuleiten. Außerdem sinkt der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen bei höheren Temperaturen nicht so stark wie bei kristallinen Siliziumzellen.
„Dieses innovative Design könnte eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von erschwinglichen und effizienten Hybridsystemen für den Haushaltsgebrauch spielen“, lobt Miro Zeman, Professor für Photovoltaikmaterialien und Geräte, Roests Arbeit. Tatsächlich führen die Hybridkollektoren – hauptsächlich wegen der begrenzten Anwendungsmöglichkeiten und der hohen Preise – auf dem Solarmarkt bisher ein Nischendasein. (Sven Ullrich)
Lesen Sie dazu auch den Beitrag über Hybridkollektoren in unserer nächsten Ausgabe von ERNEUERBARE ENERGIEN.
