Solarthermiekollektoren

Ganzjährige Wärmegewinnung mit Solarthermie Kollektoren oder besser PVT Hybriden mit Photovoltaik

Um das Erdwärmesondenfeld langfristig als kosteneffektive und ökologische Wärmequelle nutzen zu können, muss mehr Wärmeenergie im Sommer in das Erdwärmesondenfeld eingespeist werden, als im Winter entnommen wird. Aufgrund der Verluste durch die Speicherung ist es zudem ökonomisch, die Warmwasserproduktion und Teile der Heizwärmeproduktion auch im Winter durch Solarthermie zu produzieren. Das kann von der Wärmegewinnung durch künstliche Beregnung der denkmalgeschützten Dächer nicht geleistet werden.

Es wird daher nötig sein, dass zumindest ein Teil der Dachfläche der hierfür geeigneten Dachflächen der nicht denkmalgeschützten Gebäude mit Solarthermie-Kollektoren ausgestattet werden.

Die Verwendung von PVT-Panels nutzt die begrenzte Dachfläche im Dörfl optimal (mit ca. 34% höherer Energieausbeute bei glazed PVT im Vergleich zu separaten PV und ST Panelen auf der selben Dachfläche Matuska et al 2021 (S.541)). Die Kombination von Hybridmodulen (PVT Modulen) mit Erdwärmespeicherung und Wärmepumpe ist eine Best-Practice-Lösung, die schon heute zu vertretbaren Investitionskosten angeschafft und mit langfristig niedrigen Kosten betrieben werden kann. Sie erlauben die Wärmegewinnung für Warmwasser und einen Teil der Heizenergie auch im Winter. Die restliche Wärmeenergie muss über das Nahwärmenetz auf dem Erdwärmesondenfeld entnommen werden und mittels Wärmepumpen auf das Temperaturniveau der Vorlauftemperatur gehoben werden. Dabei kann auch im Winter zum Teil der in der PV-Anlage gewonnene Sonnenstrom herangezogen werden.

Es hat sich herausgestellt, dass die Temperatur aus der Solarthermiekomponente, die den höchsten Gesamtwirkungsgrad von PVT Modulen erzielt, bei 40°C liegt (S. 492)Pokorny Matuska Sustainability 2020, 12(15), 6071. Das ist ideal für unsere solare Speicherung und eine gute Grundlage für Heißwasserproduktion. Aufgrund der höheren thermischen und Gesamt-Effizienz sind glazed PVT unglazed PVT trotz dessen höheren elektrischen Wirkungsgrades vorzuziehen Kim 12.

Der PVT wird in einem Bericht zum Solar Heating and Cooling Program der IEA 2020 ein Potential als eine Komponente für die energetische Gebäudesanierung in Kombination mit Wärmepumpen zugeschrieben. Neben der Nutzung für die Warmwasserbereitung wird dabei die Kombination mit saisonaler Wärmespeicherung erwähnt.

Bei aktuell noch, auch in gut abstimmten Systemen, 0,2 €/kWh elektrisch und 0,1 € pro kWh thermisch (IEA report PVT 2020), muss die Kosteneffizienz noch bewiesen werden. vgl. auch Hengel et al. System efficiency of pvt collector-driven heat pumps International Journal of Thermofluids 2020 5:100034.

Potential geeigneter Dachflächen ohne Denkmalschutz im Dörfl

Tabelle: Potential im Solarpotentialkataster für nicht denkmalgeschützte Gebäude im Dörfl

Adresse	Dachfläche sehr gut m2	Dachfläche gut m2	PV kWh/a	Solartherm kWh/a
Bloschg 5	9	124	24246	105724
Bloschg 7	21	175	37036	161492
Bloschg 9	60	189	48283	210538
Bloschg 11	35	91	24765	107987
Bloschg 13	14	114	24047	104855
Geigerin 2	0	146	26965	117580
Geigerin 4	7	121	23897	104202
Geigerin 6/1	0	20	3405	14847
Geigerin 6/2	0	28	5029	21929
Georgsplz 3	20	97	22313	97295
Georgsplz 4	13	158	31655	138030
Heiligenstädterstr 331/1	2	44	8647	37703
Heiligenstädterstr 331/2	16	87	20361	88782
Heiligenstädterstr 331/3-4	3	136	26411	115163
Heiligenstädterstr 333	0	46	8431	36761
Heiligenstädterstr 335	0	34	5757	25105
Heiligenstädterstr 337	0	16	2713	11831
Heiligenstädterstr 351	39	104	28113	122585
Heiligenstädterstr 357	0	150	28658	124962
Heiligenstädterstr 359	18	39	10875	47421
Kuchelauer Hafenstraße 2	16	502	97844	426644
Waldbachsteig 1	0	27	4440	19361
Wigand 11	0	40	6880	30001
Wigand 22	0	104	17784	77546
Wigand 23	0	32	5346	23310
Wigand 27	0	148	27064	118012
Wigand 5	0	345	62316	271727
Wigand 7	0	41	7559	32962
Wigand 9	21	129	29379	128108
Summe	294	3287	670219	2922463

Literatur zu PVT:

Photovoltaik-Solarthermie Hybrid (PVT) eine Einführung auf Englisch

es gibt bereits gute kommerzielle PVT Panels