Im Gegensatz zur reinen Solarthermie wird die Solarstrahlung in Wärme und PV-Strom aufgespalten, um diesen dann mit der Wärmepumpe (WP) auch in Wärme umzusetzen. Die gesamte produzierte Energie stammt von den PVT-Kollektoren, mit maximalen Ertragswerten, da es sich um einen gekühlten, verglasten/abgedeckten PVT-Kollektor handelt. Aufgrund des hohen thermischen Wirkungsgrades dieses PVT-Kollektors können die Betriebsstunden der WP erhöht werden. Die Stromerzeugung der PVT-Kollektoren ist grösser als der Stromverbrauch der WP, somit ist kein, oder geringer Strombedarf vom Energieversorger nötig.
Die Kombination von PVT-Kollektoren mit WP bilden ein System, das die Anwendung auch in Hochtemperatur-Wärmenetzen ermöglicht. Durch die Kombination dieser beiden Technologien wird ein doppelter Vorteil erzielt: Die PVT-Kollektoren arbeiten auf einem niedrigeren Temperaturniveau, das ihre Leistung, thermisch und elektrisch, verbessert. Es werden problemlos große Wärmemengen erzeugt. Der erzeugte PV-Strom wird von der WP selbst verbraucht und sorgt somit für einen niedrigeren Strombedarf. Aufgrund der höheren Quell-Temperatur die der WP zur Verfügung steht, wird der für das Nah- oder Fernwärmenetz erforderlichen Temperaturhub energieeffizienter erreicht, die Folge ist ein höheren COP – Coefficient of Performance.
Abora hat in Europa 3 Fernwärmenetze realisiert, in denen PVT-Kollektoren mit Sole-WP kombiniert wurden. Die erste Installation wurde im Jahr 2021 in Ólvega (Spanien) durchgeführt. Diese Anlage verfügt über 552 PVT-Kollektoren und 2 parallel geschaltete Sole-WP, die als Vorwärmung des Wärmenetzrücklaufs arbeiten.
Die installierte Gesamtfläche der PVT-Kollektoren beträgt 1.110 m², mit einer thermischen Spitzenleistung von 777 kW und einer PV-Spitzenleistung von 207 kWp. Die installierte thermische Leistung für die zwei parallel geschalteten Sole-WP beträgt 800 kW. Die vom System ins Netz eingespeiste thermische Leistung beträgt 1.150.920 kWh/Jahr über 70 ºC, und die photovoltaische Produktion der PVT-Kollektoren ist geringfügig höher als die von den Sole-WP verbrauchte elektrische Energie, so dass ein elektrisches Gleichgewicht mit dem Netz von 109.296 kWh/Jahr erzielt wird. Dieser Überschuss wird für den sonstigen Stromverbrauch des Betreibers verwendet.
Durch die Erstellung einer Energiebilanz für das System PVT-WP wird belegt, dass es mittels der Energieumwandlung in den PVT-Kollektoren in der Lage ist, eine große Wärmemenge für hohe Temperatur zu ermöglichen. PVT-Kollektoren wären allein nicht in der Lage, so viel Wärme in diesem Temperaturbereich zu erzeugen, da ihre Leistung, thermisch und photovoltaisch, drastisch reduziert würde. Folglich handelt es sich um ein System mit großer Flexibilität, und großem Potenzial für Anwendungen, die große Wärmemengen bei hohen Temperaturen benötigen, wie z. B. auch industrielle Prozesse.
Im Jahr 2024 hat Abora seine bisher größte Installation in einem weiteren Wärmenetz in der Stadt Cuenca realisiert. Dieses Netz, das die Stadt versorgt, arbeitet ebenfalls im Temperaturbereich von 90/70 º C. Zu diesem Zweck wurden PVT-Kollektoren (wie in Ólvega) mit einer Sole-WP kombiniert. In dieser Anlage wurden 1090 PVT-Kollektoren mit einer Gesamtfläche von 2193 m², einer thermischen Spitzenleistung von 1535 kW und 409 kWp Photovoltaik verwendet. Die thermische Leistung der verwendeten Wärmepumpen beträgt 1600 kW und die Kombination beider Systeme ermöglicht die Einspeisung der Wärmeerzeugung von 2.397.521 kWh/Jahr ins Netz. Da die photovoltaische Produktion 707.182 kWh/Jahr beträgt, wird damit der Stromverbrauch der WP (494.334 kWh/Jahr) gedeckt und außerdem ein Überschuss von 212.848 kWh/Jahr generiert, der für andere Zwecke des Wärmenetzes verwendet wird. Die Strombilanz ist somit positiv.
Mehr unter: www.abora-solar.com
