Photovoltaisch-Thermische (PVT) Solarmodule stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Solarenergietechnologie dar, da sie die Stromerzeugung mit der Wärmegewinnung in einem einzigen Modul kombinieren. Dieser umfassende Leitfaden untersucht die führenden Hersteller, technologische Fortschritte, Markttrends und praktische Überlegungen für diejenigen, die an dieser innovativen Lösung für erneuerbare Energien interessiert sind.
Was sind PVT-Solarmodule?
PVT-Solarmodule (Photovoltaic Thermal) sind Hybridsysteme, die gleichzeitig Strom erzeugen und Wärme aus der Sonneneinstrahlung gewinnen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Photovoltaik (PV)-Paneelen, die nur 15-20% der Sonnenenergie in Strom umwandeln (der Rest geht als Wärme verloren), nutzen PVT-Paneele diese ansonsten verschwendete Wärmeenergie für Heizanwendungen wie Warmwasser, Raumheizung oder industrielle Prozesse.
Diese innovativen Panels bestehen aus:
- Eine photovoltaische Schicht, die Sonnenstrahlung in Strom umwandelt
- Ein Wärmekollektor (Wärmetauscher) unter den PV-Zellen, der die Wärme auffängt und weiterleitet
- Ein Zirkulationssystem für die Wärmeträgerflüssigkeit (Wasser oder Glykollösung)
Die Doppelfunktionalität von PVT-Systemen ermöglicht es ihnen, Gesamtsystemeffizienzen von bis zu 70-80% zu erreichen, was die Leistung von PV- oder thermischen Einzelsystemen deutlich übertrifft. Moserbaer Solar.
Führende Hersteller von PVT-Solarmodulen im Jahr 2025
1. DualSun (Frankreich)
DualSun ist weithin als einer der führenden Hersteller von PVT-Technologie anerkannt, wobei das Flaggschiff SPRING Hybrid-Solarmodul marktführend ist. Das in Frankreich gegründete Unternehmen produziert 70%-Module, die in Europa hergestellt und in Jujurieux, Frankreich, endmontiert werden, was ihnen die Bezeichnung "Made in France" einbringt.
Wichtigste Produkte:
- SPRING4 PVT-Platte: Kombiniert die Stromerzeugung mit der Nutzung von Wärmeenergie
- FLASH: Standard-Photovoltaik-Paneele, die ihre Hybridsysteme ergänzen
Höhepunkte der Leistung:
- Erzeugt 2-4 mal mehr Energie pro Quadratmeter als herkömmliche PV-Paneele
- 30 Jahre Leistungsgarantie
- CO2-Fußabdruck von 10 g eqCO2/kWh (2-3 Mal niedriger als der Branchendurchschnitt)
- Zu den Anwendungen gehören Warmwasserbereitung (60% Kosteneinsparungen), Poolheizung und Wärmepumpenintegration
DualSun-Paneele werden zur Qualitätssicherung einzeln getestet und durchlaufen mehr als 10 verschiedene Haltbarkeitstests, einschließlich der Beständigkeit gegen extreme Wetterbedingungen DualSun.
2. Sunmaxx PVT (Deutschland)
Sunmaxx PVT ist ein deutscher Hersteller, der in Zusammenarbeit mit dem renommierten Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hocheffiziente Hybrid-Solarmodule entwickelt hat. Die europäische Fertigung gewährleistet hohe Qualitätsstandards.
Wichtigste Produkte:
- PX-1 Premium PVT-Modul: Sowohl elektrische als auch thermische Erzeugung möglich
Höhepunkte der Leistung:
- PV-Nennleistung: 425-440W
- Thermische Leistung: 1.200 W
- Elektrischer Wirkungsgrad: 21,8-22,5%
- 25 Jahre lineare Leistungsgarantie
- Verbesserter elektrischer Wirkungsgrad aufgrund des Kühleffekts (5-10% Erhöhung)
Die Sunmaxx-Module sind nach den Normen Solar Keymark DIN EN 12975:2022-06 und DIN EN ISO 9806:2018-06 zertifiziert und garantieren eine zuverlässige Leistung. Sunmaxx PVT.
3. ZN (China)
ZN (Zhongnuan new energy) hat sich zu einem führenden asiatischen Hersteller von PVT-Solarmodulen entwickelt und bietet innovative Hybrid-Solarlösungen für globale Märkte an.
Wichtigste Produkte:
- PV-Nennleistung: 550W
- Thermische Leistung: 1.757W
- Hybride PVT-Solarmodule für private und gewerbliche Anwendungen
- 30 Jahre lineare Leistungsgarantie
- Integrierte Systeme für unterschiedliche Klimabedingungen
Ihre Produkte kombinieren fortschrittliche Photovoltaiktechnologie mit effizienten thermischen Sammelsystemen, die verschiedene Energiebedürfnisse abdecken und gleichzeitig die Effizienz auf begrenztem Raum maximieren. Zhongnuan.
4. Hydro Solar (Kanada)
Hydro Solar hat sich auf hybride PVT-Panellösungen für den nordamerikanischen Markt spezialisiert und bietet Paneele an, die den verfügbaren Platz auf dem Dach oder im Freien optimieren.
Wichtigste Produkte:
- Hybride PVT-Paneele mit ergänzenden Befestigungslösungen für verschiedene Dachtypen
- Flachdach-Montagerahmen
- Schrägdach-Montagerahmen
Höhepunkte der Leistung:
- Gleichzeitige Strom- und Warmwassererzeugung
- Optimiert für nordamerikanische Klimabedingungen
- Kompatibel mit verschiedenen Gebäudetypen
5. PVT Solar AG (Schweiz)
Die PVT Solar AG mit Sitz in Perlen, Schweiz, entwickelt, produziert und vertreibt hochwertige PVT-Hybridkollektoren zur Maximierung der Solarenergienutzung.
Wichtigste Produkte:
- Dreifach-Solarstrom PVT-Hybridkollektoren
- Integrierte Systeme für private und gewerbliche Anwendungen
Vergleich PVT vs. herkömmliche Solarmodule - Wirkungsgrad
Einer der wichtigsten Vorteile von PVT-Systemen ist ihre höhere Gesamtenergieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Solartechnologien. Hier ist der Vergleich:
System Typ | Elektrischer Wirkungsgrad | Thermischer Wirkungsgrad | Kombinierter Wirkungsgrad | Kühlungsvorteil |
---|---|---|---|---|
Traditionelle PV | 15-20% | K.A. | 15-20% | Keine |
Solarthermie | K.A. | 40-50% | 40-50% | K.A. |
PVT-Systeme | 15-20% (+ 4-10% aufgrund von Kühlung) | 40-60% | 60-80% | 5-10% erhöhte elektrische Leistung |
Wichtige Erkenntnisse zur Effizienz:
- PVT-Systeme können kombinierte Systemwirkungsgrade von bis zu 80% erreichen und sind damit wesentlich effizienter als Einzelsysteme
- Der Kühleffekt der thermischen Komponente verbessert den elektrischen Wirkungsgrad um etwa 0,4-0,5% pro Grad Celsius unter der Standardbetriebstemperatur.
- Für Warmwasseranwendungen produzieren die DualSun SPRING-Paneele doppelt so viel Energie pro Quadratmeter wie Standard-PV-Paneele
- Bei der Beheizung von Schwimmbecken kann der Energieertrag pro Quadratmeter dreimal höher sein.
Forschungsstudien zeigen, dass gut konzipierte PVT-Systeme etwa 40% mehr Gesamtenergie pro Quadratmeter erzeugen, verglichen mit getrennten PV- und thermischen Anlagen, die dieselbe Fläche belegen Moserbaer Solar.
Globaler PVT-Solarmodulmarkt Wachstum und Trends
Während spezifische PVT-Marktdaten nur begrenzt verfügbar sind, zeigt der Solarenergiemarkt im Allgemeinen ein robustes Wachstum, wobei die PVT-Technologie ein aufstrebendes Segment darstellt:
- Größe des Gesamtmarktes: Der Solarenergiemarkt wird voraussichtlich von $169,5 Milliarden im Jahr 2024 auf $219,35 Milliarden im Jahr 2025 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 11,2% entspricht.
- PVT-Segment: Der PVT-Markt wächst im Rahmen des allgemeinen Trends zu effizienteren Solartechnologien, wobei die zunehmende Verbreitung in Europa den Weg weist
- Regionale Führungspersönlichkeiten: Europa (insbesondere Frankreich, Deutschland und die Schweiz) ist derzeit führend bei der Einführung von PVT, mit wachsendem Interesse in Nordamerika und Asien
- Die wichtigsten Wachstumstreiber:
- Verstärkter Fokus auf Energieeffizienz
- Raumoptimierung (mehr Energie aus der gleichen Fläche gewinnen)
- Steigende Nachfrage nach integrierten Lösungen für erneuerbare Energien
- Günstige Politik und Subventionen für innovative Solartechnologien
Anwendungen und Vorteile von PVT-Solarmodulen
PVT-Solarmodule bieten vielseitige Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Bereichen:
Anwendungen für Wohnzwecke
- Häusliches Warmwasser: Bis zu 60% Einsparungen bei den Strom- und Warmwasserrechnungen
- Raumheizung: In Kombination mit Wärmepumpen bieten sie effiziente Lösungen für die Beheizung von Häusern
- Pool Heizung: Schaffung von Null-Energie-Schwimmbädern mit nachhaltiger Heizung
- Energieunabhängigkeit: Verringerung der Abhängigkeit von Netzstrom und fossilen Brennstoffen
Gewerbliche und industrielle Nutzungen
- Hotels und Bürogebäude: Bereitstellung von Strom und Warmwasser für den Großverbrauch
- Lebensmittelverarbeitende Betriebe: Lieferung von Prozesswärme mit Temperaturen von 40-70°C zusammen mit Strom
- Daten-Zentren: Deckung des Strom- und Kühlbedarfs durch Abwärmerückgewinnung
- Mehrfamilienhäuser: Effiziente kommunale Energielösungen mit kleinerem Fußabdruck
Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen
- Weltraum-Effizienz: Erzeugung von mehr Energie pro Quadratmeter Dach- oder Bodenfläche
- Reduzierte Installationskosten: Ein einziges Installationsverfahren für zwei Energiesysteme
- Verbesserte PV-Leistung: Der Kühleffekt verbessert die elektrische Leistung um 5-10%
- Verlängerte Lebensdauer des Panels: Niedrigere Betriebstemperaturen verringern die Abbaugeschwindigkeit
- Reduzierter Kohlenstoff-Fußabdruck: DualSun schätzt, dass ihre Systeme 30 Mal mehr CO2 einsparen, als bei der Herstellung ausgestoßen wird
- Vielseitigkeit: Kompatibel mit verschiedenen Heizsystemen, einschließlich Wärmepumpen und geothermischen Systemen
Kosten und ROI von PVT-Solarmodulsystemen
Während die spezifischen Kostenangaben für PVT-Systeme je nach Region und Hersteller variieren, gibt es allgemeine Überlegungen zu Kosten und ROI:
Installationskosten
- Prämie gegenüber herkömmlicher PV: PVT-Systeme kosten in der Regel 20-40% mehr als Standard-PV-Systeme mit vergleichbarer elektrischer Leistung
- Kosten der Systemintegration: Zusätzliche Kosten für thermische Komponenten, Speichertanks und Integration in Heizsysteme
- Komplexität der Installation: Erfordert Fachkenntnisse in den Bereichen Elektrik und Sanitärtechnik
Rentabilität der Investition
- Schnellere Amortisation: Trotz höherer Anfangskosten kann die doppelte Leistung im Vergleich zu separaten Systemen zu einem schnelleren ROI führen
- Typische Amortisationszeit: 5-7 Jahre in Wohngebieten mit guten Solarressourcen und Energiekosten
- Kommerzielle Anwendungen: 4-7 Jahre Amortisationszeit, je nach Energieverbrauchsverhalten und lokalen Anreizen
- Langfristiger Wert: 30-Jahres-Garantien auf die elektrische Produktion bieten langfristige Investitionssicherheit
Faktoren zur Kostensenkung
- Staatliche Anreize: Viele Regionen bieten verbesserte Anreize für innovative Solartechnologien
- Einsparungen bei der Energierechnung: Kombinierte Einsparungen bei Strom- und Heizkosten beschleunigen die Amortisation
- Fertigungsmaßstab: Mit steigendem Produktionsvolumen werden die Kosten voraussichtlich sinken
- Integration Vorteile: Geringere Installationskosten im Vergleich zur Installation separater Systeme
Neueste PVT-Solartechnologie-Innovationen (2025)
In der PVT-Branche gibt es bedeutende technologische Fortschritte:
1. Fortschrittliche Werkstofftechnologien
- Verbesserte Wärmeschnittstellen: Neue Materialien verbessern die Wärmeübertragung zwischen PV-Zellen und thermischen Kollektoren
- Selektive Beschichtungen: Fortschrittliche Beschichtungen, die die Absorption verschiedener Wellenlängen für elektrische und thermische Komponenten optimieren
- Nano-verstärkte Wärmeübertragungsflüssigkeiten: Verbesserung der Effizienz der thermischen Sammlung
2. Innovationen bei der Systemintegration
- Intelligente Steuerungen: KI-gestützte Systeme, die das Gleichgewicht zwischen elektrischer und thermischer Leistung je nach Bedarf optimieren
- Gebäude-Integration: Neue Designs, bei denen PVT-Paneele direkt in Gebäudefassaden und Dachmaterialien integriert werden
- Integration von Wärmepumpen: Fortschrittliche Systeme, die das Zusammenspiel von PVT-Paneelen und Wärmepumpen optimieren
3. Verbesserungen der Effizienz
- Höhere Temperaturbeständigkeit: Neue PV-Zellen, die auch bei höheren Betriebstemperaturen effizient bleiben
- Spektralselektive Technologien: Systeme, die bestimmte Wellenlängen des Lichts entweder auf PV-Zellen oder thermische Kollektoren richten
- PV-Zellen mit Mehrfachübergängen: Spezialisiert für Hybridanwendungen zur Maximierung der Stromerzeugung
Herausforderungen und Beschränkungen der PVT-Technologie
Trotz ihrer Vorteile stehen PVT-Systeme vor mehreren Herausforderungen:
1. Technische Beschränkungen
- Temperatur-Einschränkungen: Die maximale Betriebstemperatur der meisten PV-Module ist auf etwa 85°C begrenzt, was thermische Anwendungen einschränkt.
- Kompromisse bei der Effizienz: Die Optimierung der elektrischen und thermischen Effizienz erfordert Kompromisse
- Systemkomplexität: Mehr Komponenten und Kontrollen erhöhen die potenziellen Fehlerpunkte
2. Markthemmnisse
- Höhere Anfangskosten: Der höhere Preis im Vergleich zu Standard-PV-Systemen kann von der Einführung abhalten
- Begrenztes Bewusstsein: Viele Verbraucher und Installateure sind mit der PVT-Technologie nicht vertraut
- Kompetenz bei der Installation: Erfordert Fachkenntnisse in den Bereichen Elektro- und Sanitärtechnik
3. Betriebliche Erwägungen
- Saisonale Schwankungen: Die Leistung schwankt erheblich mit den Jahreszeiten, insbesondere in Regionen mit kalten Wintern
- Platzbedarf: Wärmespeicherkomponenten benötigen zusätzlichen Platz
- Wartungsbedarf: Komplexere Systeme können zusätzliche Wartung erfordern
Installationsanforderungen für PVT-Solarmodule
Die Installation von PVT-Systemen erfordert eine sorgfältige Planung und spezielles Fachwissen:
1. Strukturelle Überlegungen
- Tragfähigkeit des Daches: PVT-Paneele sind in der Regel schwerer als Standard-PV-Paneele
- Montage-Systeme: Spezielles Montagematerial für elektrische und thermische Verbindungen
- Ausrichtung und Neigung: Optimale Positionierung zur Maximierung sowohl der elektrischen als auch der thermischen Energiegewinnung
2. System-Integration
- Hydraulische Integration: Anschluss an Warmwasserspeicher, Heizungsanlagen oder Wärmepumpen
- Elektrische Integration: Standard-Netzanschluss oder Batteriespeichersysteme
- Kontrollsysteme: Fortschrittliche Überwachungs- und Kontrollsysteme zur Optimierung der doppelten Leistung
3. Berufliche Anforderungen
- Zertifizierte Installateure: Die Installateure müssen sowohl für Elektro- als auch für Sanitärinstallationen ausgebildet sein
- Kompetenz im Systemdesign: Richtige Dimensionierung und Integration in bestehende Energiesysteme
- Einhaltung von Vorschriften: Einhaltung der elektrischen und sanitären Vorschriften und Normen
Leute fragen auch nach PVT-Solarmodulen
Was ist der Unterschied zwischen PV- und PVT-Solarmodulen?
PV (Photovoltaik)-Paneele wandeln Sonnenlicht ausschließlich in Elektrizität um, mit Wirkungsgraden von 15-20%. PVT-Paneele (photovoltaisch-thermische Paneele) kombinieren die Stromerzeugung mit der Wärmegewinnung, indem sie die thermische Energie einfangen, die sonst in Standard-PV-Systemen verschwendet würde. Dank dieser Doppelfunktionalität können PVT-Systeme kombinierte Wirkungsgrade von bis zu 80% erreichen und auf derselben Fläche sowohl Strom als auch nutzbare Wärme erzeugen.
Sind PVT-Solarmodule die zusätzlichen Kosten wert?
PVT-Paneele bieten in der Regel eine höhere Investitionsrendite für Anwendungen, die einen hohen Bedarf an Strom und Wärme haben. Sie sind besonders kosteneffizient für:
- Gebäude mit hohem Warmwasserverbrauch (Hotels, Krankenhäuser, Wohnkomplexe)
- Schwimmbäder, die eine gleichmäßige Beheizung erfordern
- Haushalte, die Wärmepumpen für die Raumheizung nutzen
- Gebiete mit begrenzter Dachfläche, in denen die Maximierung der Energie pro Quadratmeter entscheidend ist
Die Anschaffungskosten sind zwar 20-40% höher als bei Standard-PV-Systemen, aber die doppelte Energieausbeute führt oft zu kürzeren Amortisationszeiten (5-7 Jahre) als bei getrennten Systemen.
Wie funktionieren PVT-Paneele mit Wärmepumpen?
PVT-Paneele bilden eine außergewöhnlich effiziente Kombination mit Wärmepumpen, indem sie:
- Bereitstellung von Strom für den Betrieb der Wärmepumpe
- Lieferung von Wärmeenergie, die die Quellentemperatur für die Wärmepumpe anhebt
- Erhöhung der Leistungszahl (COP) der Wärmepumpenanlage
Nach Angaben von DualSun können PVT-Paneele in Kombination mit Wärmepumpen viermal mehr Energie pro Quadratmeter erzeugen als herkömmliche PV-Paneele. Die thermische Energie der PVT-Paneele kann auch zur Regenerierung geothermischer Wärmequellen genutzt werden, was die langfristige Systemleistung verbessert.
Wie hoch ist die Lebensdauer von PVT-Solarmodulen?
Die meisten Premium-PVT-Hersteller gewähren eine Garantie von 25-30 Jahren auf die Stromerzeugungskomponente, ähnlich wie bei Standard-PV-Panels. Die thermischen Komponenten haben in der Regel kürzere Garantiezeiten (10-15 Jahre), sollten aber bei ordnungsgemäßer Wartung während der gesamten Lebensdauer des Systems funktionsfähig bleiben. Insgesamt kann davon ausgegangen werden, dass gut gewartete PVT-Systeme 25-30 Jahre lang effektiv arbeiten, wobei sich der elektrische und thermische Wirkungsgrad im Laufe der Zeit etwas verschlechtert.
Sind PVT-Paneele mit bestehenden Solaranlagen kompatibel?
Die Nachrüstung bestehender PV-Anlagen mit thermischen Funktionen ist eine technische Herausforderung und im Allgemeinen nicht kosteneffizient. Die meisten PVT-Systeme sind von Anfang an als integrierte Einheiten konzipiert. PVT-Paneele können jedoch im Rahmen einer Systemerweiterung neben bestehenden PV-Paneelen installiert werden, wobei beide unabhängig voneinander arbeiten. Für diejenigen, die ein bestehendes PV-System um thermische Solarfunktionen erweitern wollen, sind separate thermische Kollektoren in der Regel die praktischere Lösung.
Zukunftsaussichten für den PVT-Solarmodulmarkt
Die Zukunft der PVT-Technologie sieht vielversprechend aus, da mehrere wichtige Entwicklungen erwartet werden:
1. Kostenreduzierung durch Skalierung
Es wird erwartet, dass die Produktionskosten für PVT-Paneele mit zunehmendem Produktionsvolumen und ausgereifter Technologie sinken werden, so dass sie gegenüber den herkömmlichen Solartechnologien wettbewerbsfähiger werden.
2. Normung und Zertifizierung
Es werden branchenweite Normen speziell für PVT-Systeme entwickelt, die die Marktakzeptanz, die Qualitätssicherung und den technologischen Fortschritt vorantreiben werden.
3. Integrierte Gebäudelösungen
Es wird erwartet, dass gebäudeintegrierte PVT-Systeme (BIPVT) eine beträchtliche Entwicklung erfahren werden, wobei sich neue Designs auf die ästhetische Integration und die Doppelfunktionalität in Gebäudehüllen konzentrieren.
4. Integration intelligenter Netze
Fortschrittliche Steuerungssysteme werden PVT-Anlagen in die Lage versetzen, aktiver an Smart-Grid-Anwendungen teilzunehmen und die Energienutzung und -speicherung auf der Grundlage der Echtzeitbedingungen zu optimieren.
5. Neue Marktanwendungen
Innovative Anwendungen entstehen in Sektoren wie der Landwirtschaft (Beheizung von Gewächshäusern), industriellen Prozessen und Fernwärmesystemen, wodurch der potenzielle Markt für die PVT-Technologie erweitert wird.
Schlussfolgerung: Ist die PVT-Technologie das Richtige für Ihr Projekt?
Die PVT-Solarmodultechnologie bietet für viele Anwendungen überzeugende Vorteile, vor allem dort, wo sowohl Strom als auch Wärme benötigt werden und Platzoptimierung wichtig ist. Die Technologie ist zwar mit höheren Kosten verbunden und erfordert eine spezielle Installation, aber die Doppelfunktionalität und der höhere Gesamtwirkungsgrad können langfristig einen höheren Wert bieten.
Für Wohngebäude mit hohem Warmwasserbedarf, Schwimmbäder oder Wärmepumpensysteme bieten PVT-Paneele eine elegante Lösung, die die Energiegewinnung pro Quadratmeter maximiert. Für gewerbliche und industrielle Nutzer, die neben dem Strombedarf auch einen konstanten Bedarf an thermischer Energie haben, können PVT-Systeme besonders vorteilhaft sein.
In dem Maße, wie die Technologie weiter ausreift und die Kosten durch eine größere Fertigungstiefe sinken, sind PVT-Systeme in der Lage, einen wachsenden Anteil des Solarenergiemarktes zu erobern. Potenzielle Anwender sollten mit spezialisierten Solarberatern zusammenarbeiten, um die spezifische Kosten-Nutzen-Gleichung für ihre individuellen Umstände zu bewerten.
Die Zukunft der Solarenergie weist zunehmend auf integrierte Lösungen wie PVT hin, die die Nutzung erneuerbarer Ressourcen maximieren, und führende Hersteller treiben die Innovation in diesem vielversprechenden Sektor weiter voran.