Media Review

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The project "Coole Wärme”, which is funded by the German Environment Foundation (Deutsche Bundesstiftung Umwelt, DBU) kicked-off, powering the heat transition in Oldenburg!

The German PVT market is on the move. New supplier structures are being established and more and more really large PVT systems have been realized or recently announced. The photo, for example, shows the opening of the AKG Group’s new production facility for PVT collectors in Hofgeismar in central Germany. The Solink collector from Consolar Solare Energiesysteme, Germany, has been assembled there since December 2024. Sunmaxx PVT, a German startup that has been producing PVT collectors in eastern Germany since the beginning of 2024, delivered 1,134 PVT elements for the new sports arena in Vienna, Austria, last year. The Dutch PVT manufacturer Triple Solar acquired the installer evoyo in western Germany at the beginning of 2024. Under Triple Solar Germany, a sales partner network is now being established and training courses offered for installers.

PVT-Kollektoren können dem Strom für eine Wärmepumpe bereitstellen und zugleich Wärme liefern, die als Quelle der Wärmepumpe dient. Abora Solar aus Spanien setzt diese Kombination in der Fernwärme ein.

Die Nachfrage nach PVT -Kollektoren wächst. Ihr Absatz hat sich in den letzten vier Jahren in Deutschland fast verfünffacht. 2022 hat das Handwerk 19.100 m' installiert. Die Initiative IntegraTE begleitet die schnell wachsende
Branche. Zentraler Baustein ist die Vermessung von PVT-VVärmepumpensystemen unter Realbedingungen, um
Zuverlässigkeit und Leistung der Heizsysteme zu untersuchen. Wichtig ist grundsätzlich, dass PVT-Kollektoren und
Wärmepumpen ein gut aufeinander abgestimmtes Gesamtsystem bilden.

Dr. Korbinian Kramer from the German institute Fraunhofer ISE has successfully presented the leadership team and outline for the new research platform on PVT Heating Systems to the Executive Committee of the IEA Solar Heating and Cooling Programme. The Committee then confirmed the start of IEA SHC Task 73 titled PVT Heating Systems during its meeting in Berlin in November. In order to combine communication with research activities, Kramer has involved representatives from research, industry and associations in the management of the working groups.

Unternehmen haben Solarmodule entwickelt, die neben Strom auch Wärme liefern. Diese Kombisysteme erzeugen mehr Energie auf gleicher Fläche – und lassen sich gut mit einer Wärmepumpe koppeln.

Von Ralph Diermann

PVT-Anlagen erzeugen aus Sonnenlicht sowohl Strom als auch Wärme. Worauf es bei der Planung ankommt, wie es um die Förderung steht und ob es möglich ist, eine Photovoltaikanlage umzurüsten.

PVT, kurz für photovoltaisch-thermische Kollektoren, liegen im Trend. Dadurch, dass sie Strom und Wärme gleichzeitig produzieren und zusätzlich als Energiequelle für Wärmepumpen genutzt werden können, erzielen PVT-Kollektoren eine deutliche höhere Flächeneffizienz als reine PV-Module. Bislang ist der Markt für PVT noch überschaubar – doch das könnte sich bald ändern, denn die Technik findet mehr und mehr Beachtung und gilt in Fachkreisen schon als Gamechanger, wenn es darum geht, die Wärmewende weiter voranzutreiben. Damit das Potenzial zügig gehoben werden kann, sollte an verschiedenen Hemmnissen gleichzeitig gearbeitet werden. Das tun auch wir am Fraunhofer ISE. Innovation4E sprach über die PVT-Forschung am Institut mit Dr. Korbinian Kramer, der das Thema PVT koordiniert. Der gebürtige Bayer arbeitet seit knapp 20 Jahren am Freiburger ISE und leitet u.a. die Gruppe »Produktqualifizierung und Standardisierung«.

Strom oder Wärme oder vielleicht beides? Wer ein Dach hat, hat die Qual der Wahl. Obwohl Solarkollektoren einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Photovoltaik-Module haben, führen sie in der öffentlichen Wahrnehmung eher ein Schattendasein. Dabei kann Solarthermie nicht nur das heimische Badewasser erwärmen, sondern auch die Industrie mit Prozesswärme versorgen und ganze Wärmenetze speisen.

Das Symposium Solarthermie in Bad Staffelstein vom 14.-16. Mai widmet sich seit 33 Jahren der Solarthermie. Wie hat sich die Solarthermie seither verändert? Welche technischen Innovationen gibt es und welchen Beitrag leistet sie zur Energiewende? Darüber sprechen wir mit dem fachlichen Leiter des Symposiums, Dr. Korbinian Kramer vom Fraunhofer ISE in Freiburg.

For the final episode of the season, join us as we chat with Dr. Korbinian Kramer about his journey in solar thermal technology, the evolution of testing standards, and their role in driving innovation. 
Discover insights from his IEA projects and his vision for the future of solar and solar thermal technologies. 

PVT-Module produzieren mit Hilfe der solaren Strahlung nicht nur Strom, sondern gleichzeitig auch noch Wärme. Und werden sie mit einer Wärmepumpe kombiniert, können einige dieser innovativen PVT-Module auch noch die Umweltwärme der Umgebungsluft nutzen. Das heißt, ein Solarmodul auf dem Dach liefert dann drei grüne Energien: Solarstrom über die Photovoltaik auf der Oberseite des Moduls, solare Wärme, da sich das gesamte Modul bei Sonnenschein erwärmt und die Wärme der Umgebungsluft, da die Rückseite des Moduls ein Wärmetauscher ist. Dabei wird der Wärmetauscher auf der Rückseite mit einem Wasserglykol-Gemisch, der so genannten Sole durchströmt. So kann die solare Wärme abtransportiert werden. Fließt die Sole dann über eine Leitung zum Beispiel in den Keller des Gebäudes, in dem sich eine Wärmepumpe befindet, ergeben sich mehrere positive Effekte. Die Wärmepumpe nutzt die Wärme vom Dach und verdichtet sie auf Heizungstemperatur. Da die Sole auf Grund der solaren Einstrahlung häufig weitaus wärmer ist, als wenn sie nur durch die Wärme der Außenluft erwärmt worden wäre, erhöht sich die Effizienz der Wärmepumpe deutlich. Durch ihre Arbeit kühlt die Wärmepumpe die Sole ab. Die kalte Sole fließt wieder zum Modul auf das Dach, um weitere Wärme aufzunehmen. Dabei kühlt sie jedoch auch das Modul. Die Folge: Die Effizienz der Solarzellen steigert sich, da auf Grund eines physikalischen Effektes kühlere Solarzellen mehr Strom liefern, als warme. Um die Effizienz des ganzen Systems zu steigern, kann die Wärmepumpe auch mit einem Speicher kombiniert werden. In diesem kann die bei Sonnenschein günstig produzierte Wärme dann zwischengelagert werden. Nur wenn sich für einen längeren Zeitraum die Sonne nicht blicken lässt, nimmt die Sole über den Wärmetauscher auf der Rückseite des Moduls die Umweltwärme der Umgebungsluft auf. Durch diese effiziente Arbeitsweise können übers Jahr gesehen durch die Kombination aus einem PVT-Modul und einer Wärmepumpe aus einer Kilowattstunde Strom bis zu vier Kilowattstunden Wärme fürs Haus produziert werden. Diese Jahresarbeitszahlen wurden mit Hilfe wissenschaftlicher Untersuchungen vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE bestätigt. Das heißt: Durch die Kombination aus PVT- Modulen auf dem Dach mit einer Wärmepumpe erspart man sich die Bohrung für eine Erdsonde. Und das Aufstellen eines Außengerätes für eine Luftwasserwärmepumpe ist auch nicht notwendig. Des Weiteren können die innovativen Module auch zum Kühlen eines Gebäudes eingesetzt werden.

PVT modules not only produce electricity with the help of solar radiation, but also heat at the same time. And if they are combined with a heat pump, some of these innovative PVT modules can also use ambient heat from the surrounding air. This means that a solar module on the roof then supplies three green energies: solar power via the photovoltaics on the top of the module, solar heat, as the entire module heats up when the sun shines, and ambient heat from the surrounding air, as the back of the module is a heat exchanger. A water-glycol mixture, known as brine, flows through the heat exchanger on the back of the module. This allows the solar heat to be transported away. If the brine then flows through a pipe, for example into the basement of the building in which a heat pump is located, there are several positive effects. The heat pump uses the heat from the roof and compresses it to heating temperature. As the brine is often much warmer due to the solar radiation than if it had only been heated by the ambient heat of the outside air, the efficiency of the heat pump increases significantly. Through its work, the heat pump cools the brine. The cold brine flows back to the module on the roof to absorb more heat. However, it also cools the module in the process. The result: the efficiency of the solar cells increases, as a physical effect means that cooler solar cells supply more electricity than warm ones. To increase the efficiency of the entire system, the heat pump can also be combined with a storage tank. This can be used to temporarily store the heat produced when the sun is shining. The brine only absorbs the ambient heat from the surrounding air via the heat exchanger on the back of the module if the sun is not visible for a longer period of time. Thanks to this efficient method of operation, the combination of a PVT module and a heat pump can produce up to four kilowatt hours of heat for the house from one kilowatt hour of electricity over the course of the year. These annual coefficients of performance have been confirmed by scientific studies carried out by the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. This means that by combining PVT modules on the roof with a heat pump, there is no need to drill a borehole for a geothermal probe. And there is no need to install an outdoor unit for an air-to-water heat pump. The innovative modules can also be used to cool a building.

Dr. Korbinian Kramer ist Wissenschaftler im Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Dort leitet er das TestLab Solar Thermal Systems. Hier werden u.a. PVT-Module erforscht. Diese produzieren PV-Strom und gleichzeitig auch noch solarthermische Wärme, so genannte PVT-Module. Das heißt, Korbinian Kramer ist DER Experte für effiziente PVT-Module in Deutschland. Der Film „Wärme und Strom gemeinsam sammeln“ zeigt die aktuellen Forschungsergebnisse von Korbinian Kramer zum Thema PVT. Man erfährt genau, wie das Sonnenspektrum für die gleichzeitige Erzeugung der grünen Energien Solarthermie und Solarstrom genutzt wird. Darüber hinaus beschreibt Korbinian Kramer, wie PVT-Module in Zusammenarbeit mit einer Wärmepumpe funktionieren und wie sie mit weiteren Komponenten wie zum Beispiel einem Erdkorb oder Erdsonden kombiniert werden können. Außerdem wird beschrieben, dass die PVT-Module auch in Nahwärmenetzen und Fernwärmenetzen eingesetzt werden können.

Listen to this short and entertaining podcast about a PVT collector in Spanish.

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