Strom und Wärme aus einem Modul

Eine Anlage zur Stromgewinnung, eine weitere für die Aufbereitung von Warmwasser: Bislang waren dafür zwei unabhängige Systeme auf dem Dach notwendig.

Stromerzeugung und Wassererwärmung in einem Modul ist eine ökologisch sinnvolle und ökonomisch rentable Maßnahme. Sie schont die Ressourcen an fossilen Brennstoffen und trägt einen wesentlichen Anteil zur Energiewende bei. Die 2Power-Module von Nelskamp erzeugen Strom und Wärme mit einem Modul, vereinen also Photovoltaik und Solarthermie. Das System ist für jedes Objekt mit jedem Deckmaterial geeignet und mit nahezu allen Heizungssystemen kombinierbar. Die Montage übernimmt der Bedachungsfachbetrieb gemeinsam mit Heizungsbauern und Elektrikern. Dabei müssen die Einbau- und Montageanleitungen der Hersteller, das Regelwerk des Deutschen Dachdeckerhandwerks sowie die einschlägigen Normen beachtet werden.

Ein guter Leitfaden – von der Planung bis zur Montage von Solaranlagen – sind die Merkblätter des Qualitätsverband Solar- und Dachtechnik (QVSD). Die Berechnung und Auslegung der 2Power-Anlagen vom Montagegestell, der Wechselrichter der Strings, der hydraulischen Verschaltung der Module und der Multivalent-Speicher erfolgt durch die Software der Hersteller.  Auch die Montagesysteme kommen von dort. Die Schneelast sowie die Windsogsicherheit werden von Nelskamp individuell und projektbezogen mit entsprechender Software errechnet.

Module werden gleichmäßig gekühlt

Der hydraulische Anschluss der Module erfolgt nach dem so genannten Tichelmann-System. Hier werden die Rohre von der Solaranlage zum Multivalent-Speicher und zurück in Ringverlegung so geführt, dass die Summe der Längen von Vor- und Rücklaufleitung bei jedem Modul gleich ist. Alle Module sind etwa gleichen Druckverlusten ausgesetzt und es stellen sich gleiche Volumenströme (Wärmeströme) in den Modulen ein. Dieses bewirkt ein gleichmäßiges Kühlen der Module.

Optisch unterscheiden sich die 2Power-Module nicht von einer normalen Photovoltaikanlage, sie sind genauso flach und haben die gleichen Maße. Aber sie leisten viel mehr:

– Auf dem Dach entsteht ein einheitliches Bild, da nur noch ein Modultyp montiert wird. Unaufgeräumt wirkende Dachflächen mit unterschiedlichen Kollektoren zur Strom- und Wärmegewinnung sind damit Vergangenheit.

– Außerdem sind Module wesentlich wirtschaftlicher als normale PV-Module. Die elektrische und die thermische Leistung der monokristallinen black Module sind 260 Wp bzw. 667Wp/th. Durch die Kühlung kann sich die elektrische Leistung zudem um bis zu 10 % erhöhen; die Abtaufunktion optimiert den Ertrag zusätzlich. Das Nelskamp-Modul nutzt eine Solarflüssigkeit, die durch einen Vollflächen-Wärmetauscher an der Rückseite vorbeigeführt wird und die gewonnene Wärmeenergie in den Multivalent-Schichtenspeicher abgibt. Über eine Solarpumpe zirkuliert sie zuverlässig und kontinuierlich zwischen den Modulen auf dem Dach und dem Speicher.

– Durch die Erwärmung des Wassers werden die Module automatisch gekühlt. So sinkt die Temperatur der Photovoltaik-Module und der Strom-Ertrag steigt. Kühle Module haben einen höheren Wirkungsgrad als warme. Die Kühlung der Module zahlt sich also zweifach aus: Produziert wird solar erwärmtes Wasser, gleichzeitig steigt der elektrische Wirkungsgrad des Solarkraftwerkes.

Entwicklung der Solar-Industrie

Mehr als 2 Mrd. m² Dachflächen in Deutschland sind allein für die Solarwärme-Erzeugung geeignet, stellt der Bundesverband  Solarwirtschaft 2012 fest. Das ist ein Potential von etwa 45 bis 55 % aller Dachflächen von Ein-, Zwei- und Mehrfamilienhäusern.

Die Entwicklung zeigt, dass private Investoren zurzeit zurückhaltend sind. Bei Photovoltaikanlagen ist der Hauptgrund die verringerte Einspeisevergütung. Bei der Solarförderung profitieren Bauherren und Industrie allerdings von der erhöhten Förderung.

Die Zahlen in der Photovoltaik- und Solarthermie-Branche zeigen einen stetigen Zuwachs. 2012 wurde mit PV-Anlagen rund 28 060 GWh Strom (Vorjahr: rund 19 300 GWh) erzeugt. Insgesamt stieg die Solarstrom-Produktion also um rund 45 %. Inzwischen sind bundesweit knapp 1,3 Mio. Anlagen installiert (Vorjahr: 1,1 Mio.). Der Solar-Anteil am deutschen Brutto-Stromverbrauch lag Ende 2012 bei 4,7 %, im Jahr 2020 wird ein Anteil von rund 10 % prognostiziert.

Auch die Nutzung der Solarthermie steigt weiter. 2012 befanden sich rund 16,5 Mio. m² Kollektorfläche auf deutschen Dächern, das entspricht einer Leistung von bundesweit 11,5 GW. Im Jahr 2012 wurden 1,15 Mio. m² installiert. Das sind 1,8 Mio. Solarwärmeanlagen (Zuwachs 2012: 145 000). Der Anteil der Solarwärme an der Wärmenutzung der deutschen Haushalte lag 2012 bei 1 %.

Insgesamt ist davon auszugehen, dass sich der Markt für solare Energiegewinnung (PV, Solarthermie) auch in den kommenden Jahren positiv weiterentwickelt. Deshalb sind die Marktchancen für die Solarsysteme 2Power und SolarPowerPack von Nelskamp derzeit besonders gut. Der Trend zu geprüften und zugelassenen Systemen verstärkt die Marktchancen (die 2Power-Anlagen sind vom TÜV Rheinland Energie und Umwelt GmbH Solar Energie geprüft und zertifiziert). Außerdem setzen sich die besonders variabel einsetzbaren, sparrenunabhängigen Solarsysteme immer mehr durch.

Module werden gleichmäßig gekühlt

Zur großen Nachfrage passt, dass sich immer mehr Bedachungsfirmen auf PV und Solarthermie spezialisieren. Dabei sind ästhetische Dächer und Hybrid-Anlagen besonders gefragt. Die wirtschaftliche Bedeutung von Solar wird für Handwerker immer wichtiger, denn die Amortisationszeiten werden durch eine vereinfachte Montage und damit günstigere Angebote des Betriebes verringert. So wird Photovoltaik und Solarthermie auch attraktiver für Eigentümer. Langfristig wird Solartechnik auch auf größeren Flächen (z.B. Industriehallen) eingesetzt werden.

Das System ist für jedes Objekt mit jedem Deckmaterial geeignet und mit nahezu allen Heizungssystemen kombinierbar.

Optisch unterscheiden sich die Module nicht von einer normalen ­PV-Anlage, sie sind genauso flach und haben die gleichen Maße – aber sie leisten viel mehr.

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