PVT-Kollektoren sind eine Kombination aus Solarthermie und Photovoltaik. Basis ist ein solarthermischer Kollektor, auf dem statt eines Frontglases ein Solarmodul aufgebracht ist. Dies hat den Vorteil, dass die Solarzellen, wenn sie warm werden, zusätzlich Wärme an den solarthermischen Kreislauf abgeben. Gleichzeitig kühlt dieses Prinzip die Solarzellen, die dann mehr Leistung bringen.
Strom und Wärme komplett von der Sonne
Eine neue, umfangreiche Machbarkeitsstudie hat der Dresdner Hersteller solcher PVT-Kollektoren Sunmaxx PVT zusammen mit dem Planungsexperten Goodmen Energy aus München erstellt. Diese belegt die Wirtschaftlichkeit von PVT-Kollektoren am Beispiel eines Produktionsstandortes des Automobilzulieferers Mahle in Vaihingen an der Enz. In ihrer Studie kommen die Partner zu dem Ergebnis, dass eine Kombination aus herkömmlichen Photovoltaikmodulen und PVT-Kollektoren den Produktionsstandort mit seinen 17.000 Quadratmetern Fläche vollständig sowohl wärme- als auch stromseitig versorgen kann.
Wärme saisonal zwischenspeichern
Dabei werden die PVT-Kollektoren besonders wirtschaftlich, wenn sie mit Erdsonden und einer Erdwärmepumpe kombiniert werden. Denn sie liefern einerseits den Strom für die Wärmepumpen, heben aber andererseits auch die Temperatur der Wärmequelle an. Dadurch verbrauchen die Wärmepumpen weniger Strom. Dazu wird im Sommer ein Teil der gewonnenen Wärme im Geothermiefeld gespeichert. „Durch die PVT-Module von Sunmaxx konnte die benötigte Anzahl der Erdsonden massiv verringert werden. Die Erdsonden dienen zusätzlich als saisonaler Speicher, der im Sommer die solare Wärme der PVT-Module aufnimmt und im Winter zu Heizzwecken wieder abgibt. Somit ergibt sich eine Win-win-Situation im Zusammenspiel der beiden Komponenten Erdsonden und PVT, welche das Konzept technisch und wirtschaftlich erfolgreich macht“, erklärt Markus Pröll, Projektleiter bei Goodmen Energy.
Restliche Dachfläche für Photovoltaik nutzen
Um den gesamten jährlichen Wärmebedarf des Produktionsstandortes über PVT-Kollektoren zu generieren, reicht allerdings bereits ein Teil der Dachfläche. Deshalb bleibt viel Platz für normale Solarmodule, die das System ergänzen und Strom für die Produktion liefern Diese kombinierte Form der Energiegewinnung ist nicht nur maximal effizient, sondern spart in der Endbaustufe jährlich etwa 2.700 Tonnen CO2 ein, haben die Projektpartner berechnet.
Heizkosten senken
Auch für das Unternehmen rechnet sich die Variante. Denn nach der Installation des Systems fallen keine weiteren Brennstoffkosten mehr an und der Wartungsaufwand bleibt sehr überschaubar. Dies sorge für konstant niedrige Heizkosten über die gesamte Laufzeit der Heizungsanlage. „Wir sehen die deutlich gestiegenen Energiekosten. Gleichzeitig müssen wir wirtschaftlich arbeiten. Unabhängig zu sein von den fossilen Energiemärkten ist für uns als Produktionswerk ein absoluter Vorteil“, betont Joachim Wulff, Standortleiter des Werkes von Mahle in Vaihingen-Enz.
Auch für andere Branchen geeignet
Diese Lösung ist aber nicht auf die Automobilindustrie beschränkt. Sie lasse sich auf fast jede Branche übertragen, sagt Wilhelm Stein, Geschäftsführer von Sunmaxx PVT. Zudem sei das System vollständig skalierbar und kann so genau an die Bedürfnisse vor Ort angepasst werden. „Wir haben bereits Erfahrungen in diversen Bereichen und arbeiten mit sehr energieintensiven Industrien an der Dekarbonisierung von Standorten mit mehreren hundert Gigawattstunden Wärme- und Strombedarf. Dabei können wir in Kombination mit moderner Wärmepumpentechnik Temperaturbereiche bis 150 Grad Celsius direkt abdecken und selbst für Temperaturniveaus darüber die Brennstoffkosten deutlich senken“, erklärt Wilhelm Stein. Es ließen sich aber auch ohne Geothermie Produktionsstandorte mit den PVT-Modulen komplett oder weitgehend dekarbonisieren.
Derzeit befindet sich das Projekt bereits in der Ausführungsplanung. Begleitende Maßnahmen wie Probebohrungen wurden ebenfalls bereits durchgeführt. Die Anlage in Vaihingen an der Enz soll 2024 in Betrieb gehen. Parallel dazu arbeitet ein Team von Sunmaxx PVT und Mahle bereits intensiv daran, weitere Standorte des Automobilzulieferers mit ähnlichen Systemen auszustatten. (su)
