Hybrid-Solarmodule sind Geräte, die Photovoltaik und thermische Solarenergie kombinieren. Von ihnen können Sie gleichzeitig Strom und Wärme beziehen. Das heißt, ein PVT-Panel ist in der Lage, elektrische Energie und Warmwasser zu erzeugen.
Daher besteht ein Hybrid-Solarpanel aus einem Photovoltaik-Kollektor, an den ein Wärmetauscher angeschlossen ist. Dieser Wärmetauscher ist in der Lage, eine Flüssigkeit zu erwärmen, da der Teil der Sonnenstrahlung nicht in elektrische Energie umgewandelt wird.
Wozu dient ein Hybrid-Solarpanel?
Mit einem Hybrid-Solarpanel können Sie Strom und Warmwasser erzeugen.
In derselben Solarpanel-Installation fungieren Hybridmodule sowohl als Photovoltaik-Solarmodule als auch als Thermopaneele. Auf diese Weise kann Sonnenenergie zur Wassererwärmung genutzt und die Effizienz der Stromproduktion gesteigert werden.
Dieser technologische Fortschritt ermöglicht es uns, die Energiewende voranzutreiben, vor der alle Länder der Europäischen Union stehen.
Vorteile
Der Hauptvorteil des PVT-Panels besteht darin, dass es die Leistung steigert.
Seit den Anfängen der Photovoltaik-Umwandlung wurde beobachtet, dass die Umwandlungsrate der Sonnenstrahlung in elektrische Energie von der Temperatur der Solar-Photovoltaikzelle abhängt, die die Umwandlung durchführt.
Die Leistung von Solarmodulen nimmt mit steigender Temperatur der Photovoltaikzelle ab. Da diese Umwandlungsrate in der Größenordnung von 15–20 % liegt (für gewöhnliche kristalline Siliziumzellen), stellt sich heraus, dass die restlichen 80–85 % in Wärmeenergie oder fühlbare Wärme umgewandelt werden (d. h. die Zelle wird erhitzt).
Eine Lösung besteht darin, die Photovoltaikzellen mithilfe einer Wärmeträgerflüssigkeit zu kühlen, die die Abwärme abführt. Mit dem Hybrid-Solarpanel können Sie diese Wärme ähnlich wie mit einem thermischen Solarpanel nutzen.
Die Gesamtenergieeffizienz (d. h. unter Berücksichtigung der zurückgewonnenen Wärme und des erzeugten Stroms als Nutzeffekt) liegt normalerweise über 40 % und kann unter günstigen Bedingungen 50–60 % erreichen.
Arten von Hybrid-Solarmodulen
Es gibt verschiedene Arten von Hybrid-Solarmodulen:
1.- Sonnenkollektoren mit vorderer Luftkammer
Solarkollektoren mit vorderer Luftkammer nutzen den Treibhauseffekt. Sie dienen fast ausschließlich dem Wärmeaustausch mit Luft.
2.- Solarmodule ohne Luftkammer
Luftkammerlose Solarmodule sind die am weitesten verbreitete Art von Kollektoren. Bei dieser Art von Kollektoren findet der Austausch der Wärmeenergie auf der Rückseite des Photovoltaikkollektors statt.
Diese Art von Paneelen hat den Vorteil, dass die Flüssigkeitszufuhr- und -absaugrohre hinten angeordnet sind, was andernfalls zu Verschattungsproblemen führen würde.
3.- Flüssigsolarkollektoren
Im Vergleich zu einem normalen Photovoltaikpaneel kommt bei einem Flüssigkeitskollektor zusätzlich ein Wärmetauscher und dessen Isolierung hinzu.
Dieser Wärmetauscher kann verschiedene Formen haben:
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In den häufigsten Fällen besteht es aus Kupferrohren, die auf der Trägerfolie aufgeklebt sind.
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Mit einem Aluminium-Walzentauscher, der eine bessere Wärmeübertragung ermöglicht.
Der Wärmeaustausch mit dem Flüssigkeitskollektor kühlt die Photovoltaikzellen sehr effektiv und erhöht so deren Leistung.
4.- Konzentrationssolarmodule
Durch den Verzicht auf Siliziumzellen und die Einführung der Dünnschichttechnologie ist es möglich, ein Hybridpanel zu entwerfen, das die Nutzung der Solarkonzentration ermöglicht.
Eine interessante Anwendung sieht das Vorhandensein eines Solarstrahlungskonzentrators vor. Im Brennpunkt des Konzentrators ist ein Rohr platziert, auf dessen Seitenfläche eine Folie aus Dünnschichtsolarzellen sitzt.
Durch diese Konfiguration ist es möglich, höhere Photovoltaik-Zellenerträge zu erzielen. Gleichzeitig ist die Wärmeabfuhr effektiver.