Wellness mit Hybrid-Kollektoren Beispiel einer Installation von Hybrid-Kollektoren für gewerbliche Immobilien

Hybrid-Anlagen, die Solarthermie und Photovoltaik vereinen, werden noch überwiegend auf den Dächern privater Ein- und Mehrfamilienhäuser installiert. Doch für Betreiber von gewerblichen Immobilien lohnt sich ebenfalls die Erzeugung von Wärme und Strom aus kostenloser Sonnenenergie. Auch Ludwig Preis, Inhaber des familiengeführten Appartmenthotels Preishof im ostbayrischen Kirchham bei Bad Füssing, hat sich für den Einsatz von Solarenergie in seinem neu errichteten Wellnesscenter entschieden.
Das eingeschossige Gebäude beherbergt unter seinem Dach Sauna, Thermalbäder, Massagepraxis und Ruheräume auf einer Nutzfläche von rund 1000 m². Allein für Heizung und Warmwasser benötigt das Wellnesscenter jährlich rund 710000 kWh Energie. Um Energiekosten zu sparen, wollte Hotelier Preis so viel Sonnenenergie wie möglich durch Solarthermie und Photovoltaik nutzen. Er ließ deshalb Hybrid-Kollektoren von Solarhybrid auf dem Dach installieren. Das Besondere an diesen Kollektoren: Sie erzeugen hauptsächlich Wärme durch Solarthermie und zudem Strom durch Photovoltaik. „Wir haben uns für den Hybrid-Kollektor von Solarhybrid entschieden, weil wir damit optimal und effizient unseren Energie- und Wärmebedarf decken können“, erklärt Preis.


Allein für Heizung und Warmwasser benötigt das Wellnesscenter jährlich rund 710000 kWh Energie.

Mehr Energie mit Photothermie
Der Hybrid-Kollektor vereint Solarthermie zur Wärmeerzeugung und Photovoltaik zur Stromerzeugung in einem Kollektor. Er wurde von Solarhybrid entwickelt und im Sommer 2008 als Weltneuheit auf den Markt gebracht. Der Vorteil der am Fertigungsstandort Markranstädt (Leipzig) hergestellten Hybrid-Kollektoren: Die Solarthermie führt die Wärme aus dem Kollektor ab. Dadurch wird verhindert, dass sich die Solarzellen auf über 70°C aufheizen und damit an Leistung verlieren; denn mit jedem Temperaturanstieg um 1°C ist je nach Solarzellentyp ein Leistungsverlust in der Stromerzeugung von 0,33% bis 0,50% verbunden. Zudem nutzen diese Kollektoren das gesamte Lichtspektrum der Sonne. Daraus resultiert, dass die Hybrid-Kollektoren auf der gleichen Dachfläche bis zu 15% mehr Leistung erbringen als getrennte Solarthermie- und Photovoltaik-Anlagen. Außerdem erzielen sie eine einheitliche und damit optisch ansprechende Dachfläche.
Die einzelnen Hybrid-Kollektoren sind auf thermischer Seite mit einem Vollkupfer-Absorber mit hochselektiver Beschichtung ausgestattet. Der Absorptionsfaktor liegt bei 95%. Damit wird ein Wirkungsgrad von 85,4% (bezogen auf die Aperturfläche) erreicht. Der jährliche Kollektorertrag beträgt mehr als 525 kWh/m². Auf der PV-Seite erzeugen 36 monokristalline Solarzellen, die auf der Innenseite des Solarsicherheitsglases aufgebracht sind, eine Nennleistung von 140 W_p. Für die Solarzellen gibt der Hersteller eine Garantie für mindestens 90% Leistung über 10 Jahre und mindestens 80% über 25 Jahre.
Alle Hybrid-Kollektoren von solarhybrid sind als Single- oder Multi-Kollektoren lieferbar. Die Multi-Kollektoren bestehen aus maximal fünf Single-Kollektoren, die im Werk zu einem Element gefertigt werden. Der Vorteil der Multi-Kollektoren liegt darin, dass sie die vorhandene Dachfläche noch effektiver nutzen und schneller montiert werden können.


Prinzipschema Hotel Preishof.

Hydraulische Einbindung
Auf dem um 18° geneigten Giebeldach des Wellnesscenters Preishof wurden insgesamt 20 Multi-Hybrid-Kollektoren in Aufdach-Montageart installiert. Davon sind 19 Multi-Hybrid-Kollektoren vom Typ „PT-M 1250/140“, bestehend aus jeweils fünf Single-Kollektoren, und ein Multi-Hybrid-Kollektor vom „Typ PT-M 500/140“, bestehend aus zwei Single-Kollektoren. Zusammen bedecken sie rund 240 m² Dachfläche der nach Süden gelegenen Dachseite. Die Montage der gesamten Kollektoren dauerte aufgrund der Multi-Kollektor-Ausführung weniger als drei Tage.
Zur Einbindung in das hydraulische Heizungs- und Warmwassersystem des Wellnesscenters wurden die 20 Multi-Hybrid-Kollektoren in vier Gruppen zu je fünf Multi-Kollektoren aufgeteilt. Jede Gruppe ist mit Vor- und Rücklauf an eine Solarübergabestation angeschlossen, die ebenfalls von Solarhybrid geliefert wurde. Die Solarübergabestation überführt die Wärme aus dem Wärmeträger des Kollektors über Wärmetauscher an einen Pufferspeicher mit 3000 l Fassungsvermögen. Die Warmwasserbereitung erfolgt über ein Speicherladesystem. Dabei deckt die Solaranlage den Grundwärmebedarf und versorgt alle vier Pufferspeicher mit Wärmeenergie. Über die Pufferspeicher erfolgt dann die Heizungs- und Brauchwarmwasserversorgung, die bei nicht ausreichender Wärmeversorgung durch die Solaranlage mittels einer Holzhackschnitzelanlage durch Nachheizung unterstützt wird.


Effizienzverlust von Solarzellen.


Beispiel Ökobilanz.

Günstige Energiebilanz
Der energetische Solarertrag, der von den Hybrid-Kollektoren auf dem Dach des Wellnesscenters erzielt wird, beträgt über ein Jahr gemittelt insgesamt 67700 kWh. Davon werden 28500 kWh für Warmwasser und 39200 kWh für Heizzwecke aufgewendet. Bei einem Warmwasserbedarf von 91300 kWh und einem Heizwärmebedarf von 620000 kWh im Jahr liegt somit die solare Deckungsrate für Warmwasserbereitung bei 31,3%, für Heizung bei 6,3% – die jährliche solare Gesamtdeckungsrate für Warmwasser und Heizung beträgt somit 9,5%.
Je nach Jahreszeit und Sonneneinstrahlungsdauer ergeben sich unterschiedliche monatliche Solarerträge. In den Sommermonaten können die Hybrid-Kollektoren fast komplett den gesamten Warmwasserbedarf des Wellnesscenters von täglich rund 6000 l decken. Der Einsatz der Holzhackschnitzelanlage ist dann kaum noch erforderlich.
Doch auch zur Heizung leistet die Solaranlage einen erheblichen Beitrag. So führt die solare Heizungsunterstützung insbesondere in den Übergangsmonaten April, Mai, September und Oktober zu größeren Energieeinsparungen. Bezogen auf den Nutzungsgrad der Holzhackschnitzelanlage von 90% im Winter, 70% im Frühjahr und Herbst sowie 55% im Sommer erwirtschaften die Hybrid-Kollektoren eine Energieeinsparung von insgesamt 104900 kWh im Jahr. Besitzer Preis spart somit rund 30000 kg Brennstoff.

Querschnitt durch Kollektor.

Zusätzlich zur Wärme produzieren die Hybrid-Kollektoren rund 13000 kWh Strom im Jahr. Er wird über einen Einspeisezähler ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Dem Hotelier bringt die Vergütung für den eingespeisten Strom, die gemäß EEG über einen Zeitraum von 20 Jahren staatlich garantiert ist, zusätzliche Einnahmen. Ludwig Preis ist daher überzeugt, mit der Wahl der Anlage die richtige Entscheidung getroffen zu haben.
Solarhybrid hat mit dem Solarprojekt Preishof, dessen Auftragswert mehr als 100000,- Euro beträgt, die Weichen zur Installation von Hybrid-Kollektoren für gewerbliche Immobilien gestellt. „Dieses Projekt zeigt, dass unser Hybrid-Kollektor nicht nur Ein- und Mehrfamilienhäuser mit sauberer Energie versorgen kann, sondern dass er auch für Objekte mit hohem Wärmebedarf wie Hotels, Krankenhäuser und Altenheime geeignet ist“, so Tom Schröder, Vorstand/CEO der Solarhybrid AG.

Bilder: Solarhybrid

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