Photovoltaisch-thermische Kollektoren (PVT) nutzen die Sonnenenergie, um diese sowohl in Wärme als auch in Strom umzuwandeln. Sie werden auch als Solar-Hybridkollektoren bezeichnet und verbinden damit die Technik von Solarthermie und Photovoltaik in einem System. Hier finden Sie alles über die Vorteile, Nachteile, Kosten sowie Förderung und erfahren, warum PVT-Kollektoren besonders gut in Zusammenarbeit mit einer NIBE Wärmepumpe funktionieren.
Was sind PVT-Kollektoren?
PVT-Kollektoren sind eine Kombination aus Photovoltaik-Kollektoren und einer Wärmequellenanlage für Erdwärmepumpen. PVT-Hybridkollektoren produzieren sowohl Solarstrom als auch Solarwärme. Rein optisch ähneln sie einer normalen Photovoltaik-Anlage, aufgrund ihrer dualen Funktionsweise sind sie allerdings anders aufgebaut. Die Oberfläche wandelt Sonnenlicht in Strom um, während an der Unterseite in einem Wärmetauscher die Umgebungswärme gesammelt wird und einer Wärmepumpe als Energiequelle dient.
Die Photovoltaikoberfläche des PVT-Kollektors erzeugt Strom aus Sonnenlicht, der über einen Wechselrichter der Elektroinstallation des Gebäudes bzw. der Heizungsanlage zur Verfügung gestellt wird. Dies ermöglicht eine nachhaltige Einsparung von Stromkosten. Dazu gehört auch die bei einer PV-Anlage immer auftretende Abwärme der Stromerzeugung.
Zusätzlich ist der PVT-Kollektor mit einer Wärmeübertragerfunktion ausgestattet. Der Wärmeübertrager verwendet die auf die PV-Kollektorfläche mittels Sonneneinstrahlung eingebrachte Wärme genauso wie die in der Umgebungsluft enthaltene Umgebungswärme. In dem als Rohrwärmetauscher ausgeführten Wärmeübertrager strömt ein Wasser-Glycol-Gemisch als Wärmequellenmedium, das die gewonnene Umweltwärme einer leistungsgeregelten NIBE Sole/Wasser-Wärmepumpe zuführt.
Den Strom können Sie für die Wärmepumpe oder auch im Haushalt nutzen, die Wärme Ihrer Heizung zuführen. Besonders praktisch sind PVT-Kollektoren, wenn keine Erdbohrungen für Sole-Wasser-Wärmepumpen erlaubt sind oder kein geeigneter Aufstellort für eine Luft-Wärmepumpe vorhanden ist.
Vorteile und Nachteile im Vergleich
Im Vergleich zu einer Photovoltaik-Anlage bzw. Solarthermie besteht der größte Vorteil der PVT-Kollektoren darin, dass sie bei einem geringen Platzbedarf sowohl Strom als auch Wärme erzeugen. Sie nutzen damit 70 bis 80 Prozent der Sonnenenergie und übertrumpfen damit eine PV-Anlage bei weitem. Dennoch sind Solar-Hybridkollektoren sicherlich keine Standardlösung für jeden Bedarf, sondern für diejenigen gedacht, die gerne eine Wärmepumpe zum Heizen nutzen möchten, bei denen dieses Vorhaben aber durch äußere Umstände erschwert wird. Schaut man nur auf die Kosten für Anschaffung und Instandhaltung, dann ist eine normale Photovoltaik-Anlage oft - jedoch auch nicht immer - wirtschaftlicher.
| Solar-Kollektoren | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Photovoltaik für Strom | Umweltfreundlicher Bezug von Strom bei niedrigen laufenden Kosten | Solar-Panels benötigen viel Dachfläche |
| Überschüssiger Strom kann ins Netz eingespeist werden (Einspeisevergütung) | Einspeisevergütung sinkt stetig | |
| Geringe Abhängigkeit von steigenden Energiekosten | Hohe Investitionskosten | |
| Solarthermie für Wärme | Umweltfreundlicher Direktbezug von Wärme | Abhängigkeit von Sonneneinstrahlung |
| Reduzierung der Heizkosten | Hoher Platzbedarf durch verpflichtenden Warmwasserspeicher | |
| Langlebige, unkomplizierte Technik | Wartung erforderlich | |
| Erzeugung von Strom und Wärme auf der gleichen Fläche; dadurch platzsparend | Nur wirtschaftlich, wenn generierte Wärme möglichst vollständig genutzt wird. Die Verbindung mit einer Wärmepumpe ist hier optimal | |
| PVT für Wärme & Strom | Mit Wärmepumpe förderfähig | Keine Standard-Lösung für jeden Bedarf |
| Wirkungsgrad der Stromnutzung wird durch die Wärmepumpe vervielfacht | Höhere Kosten der PVT-Panels | |
| Überschüssiger Strom wird für Eigenverbrauch genutzt und/oder ins öffentliche Netz eingespeist | Besonders hohe Wärmeproduktion im Sommer | |
| Installation bei jeder Größe möglich |
PVT-Kollektoren mit Wärmepumpe verbinden
Wirklich effizient arbeiten PVT-Kollektoren in Verbindung mit einer Wärmepumpe. Denn nur so wird die Wärmeenergie direkt am Modul aufgenommen und über eine Wärmepumpe zum Heizen nutzbar gemacht. Ein Hybridkollektor mit Wärmepumpe kann die Wärmeversorgung eines Haushaltes vollständig gewährleisten und sogar zur Gebäudekühlung genutzt werden.
Sonnenwärme statt Erdwärme
Die Erschließung von Erdwärme erfolgt entweder in Form von bis zu 100 Meter tiefen Bohrungen oder mit Erdwärmekollektoren, die nicht annähernd so tief installiert werden. In manchen Fällen ist die Erschließung von Erdwärme nicht möglich. Das spielt vor allem auf Grundstücken eine Rolle, bei denen der notwendige Platzbedarf für Erdkollektoren nicht vorhanden ist oder eine Bohrung nicht genehmigt werden kann. Dann ist ein PVT-Kollektor, der die Sonnenenergie für Strom und Wärme nutzt, eine mögliche Alternative. Dieser arbeitet mit einer Sole, die nicht wie bei normaler Solarthermie über einen Pufferspeicher fließt. Stattdessen wird sie der Wärmepumpe direkt zugeführt und kann so in Heizenergie umgewandelt werden. Auch gegenüber der Anschaffung einer Luft-Wärmepumpe ist die Verbindung eines Solar-Hybridkollektors mit einer Wärmepumpe eine gute Option. Denn die Luft-Wärmepumpe benötigt einen Aufstellraum auf dem Grundstück, der PVT-Kollektor verbleibt auf dem Dach.
Höhere Wirtschaftlichkeit durch Solarstrom
Die Wirtschaftlichkeit eines PVT-Kollektors erhöht sich durch den mit Sonnenenergie selbst produzierten Solarstrom. Das liegt in erster Linie aber nicht an der Einspeisevergütung von knapp 8,03 Cent pro kWh (Stand Dezember 2024) , die Sie erhalten, wenn Sie Ihren selbst produzierten Strom ins öffentliche Netz einspeisen, sondern an der Verwendung des selbsterzeugten Stroms im Haushalt und in der Wärmepumpe. Bei einem Strompreis von etwa 28,8 Cent pro kWh (Tendenz steigend) sind Sie mit Ihrem selbst produzierten Solarstrom deutlich weniger abhängig von öffentlichen Anbietern. Zudem benötigen die Wärmepumpen von NIBE nur wenig Strom, um effizient zu heizen.
Kompatible Erdwärmepumpen von NIBE
Bei NIBE können Sie aus einem breiten Sortiment verschiedener Sole/Wasser-Wärmepumpen wählen, die problemlos mit einem PVT-Hybridkollektor kompatibel sind - das gilt sowohl für Altbau als auch Neubau für kleine und für große Bauvorhaben. Wir beraten Sie gerne, um Ihnen die passende Lösung für Ihr Zuhause zu liefern.
| Erdwärmepumpe | Geeignete Einsatzbereiche | Heizleistung in Kilowatt |
|---|---|---|
| NIBE S1256 | Neubau, Altbau | 1,5 bis 18 kW |
| NIBE S1156 | Neubau, Altbau | 1,5 bis 18 kW |
| NIBE S1155 | Neubau, Altbau | 1,5 bis 25 kW |
| NIBE S1256 PC | Neubau | 1,5 bis 8 kW |
| NIBE S1156 PC | Neubau | 1,5 bis 8 kW |
Kosten und Förderung für PVT-Kollektoren
Der Preis für eine Anlage variiert mit der Anzahl der Kollektoren. Ein Haus nach EH55 Standard mit einer beheizten Fläche von rund 180 m² benötigt mindestens 10 PVT Kollektoren. Die Investitionskosten inkl. Wärmepumpen-Zubehör und Einbau für eine solche Anlage belaufen sich ungefähr auf 51.500 €.
Übersicht aktueller Förderungen beim Heizungstausch
PVT-Kollektoren werden nicht direkt, sondern in Verbindung mit der Heizungsumstellung auf eine (Erd-)Wärmepumpe im Bestandsbau gefördert. Diese Kombination ist in der Anschaffung etwas teurer als autark arbeitende Erdwärmepumpen, dafür wird aber neben dem Wärme- auch der Strombedarf gedeckt. Langfristig lassen sich so Stromkosten reduzieren. Im Folgenden sehen Sie eine Übersicht der aktuellen Förderungen:
| Förderart | Fördersatz | Besondere Bedingungen |
|---|---|---|
| Grundförderung | 30 % | Gilt für alle erneuerbaren Heizsysteme. |
| Klimageschwindigkeitsbonus | 20 % | Beim Heizungstausch von Gas-, Öl-, Strom- oder Kohleheizung oder einer mind. 20 Jahre alten Gasheizung gegen eine Wärmepumpe. Gebäude muss selbst bewohnt werden. |
| Einkommensabhängiger Bonus | 30 % | Bei einem Jahreseinkommen unter 40.000 Euro. Gebäude muss selbst bewohnt werden. |
| Effizienzbonus | 5 % | Bei Nutzung von Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln oder für Heizungen mit Energie aus Wasser, Erdreich, Abwasser. |
| Gesamtförderung | 30 bis 70 % | Förderung gedeckelt bei 70 % der Investitionskosten. Maximal förderfähigen Investitionskosten 30.000 Euro je Wohneinheit. |
Unsere Empfehlung zum Kauf und Alternativen
Wie bereits erwähnt, ist der Kauf eines Solar-Hybridkollektors dort eine Option, wo Erdwärmekollektoren oder Luft-Wasser-Wärmepumpen nicht zum Einsatz kommen können - zum Beispiel aus Platzgründen oder weil die entsprechenden Genehmigungen fehlen. Andere Alternativen wären Abluft-Wärmepumpen oder eine Erdwärmepumpe mit Erdwärmekörben. Außerdem sollte sichergestellt sein, dass das System aus Sole-Wasser-Wärmepumpe und PVT-Hybridkollektor die Wärme- und Stromversorgung Ihres Haushaltes möglichst weitgehend gewährleisten kann. Ansonsten können Sie darüber nachdenken, weitere Photovoltaik-Module zu ergänzen. Dafür wäre aber mehr Platz auf ihrem Dach vonnöten. Um sicherzustellen, dass Sie das richtige System für Ihre Bedürfnisse erhalten, stehen wir Ihnen mit unserer Expertise zur Seite.
