Solarmodule kühlen

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Hi zusammen,
auf LinkedIn bin ich vor geraumer Zeit auf jemanden gestoßen, der letztlich sogenannte PV-T Module vertreibt bzw. bis hin zu einer Komplettlösung für ein komplett autarkes Haus. Entweder bei Neubau oder halt auch im Bestand. Die PV-Kühlung wird, wenn ich das bildlich richtig erkenne, aus Materialien für ne Fussbodenheizung (Trockenbau) verbaut.
Soll heißen, man holt sich Wärmeleitbleche und Wasserrohr für ne Trockenbau-Fußbodenheizung, füllt das Ganze mit ner Wasser/Glykolmischung (wegen einfrieren), klemmt noch nen Wärmetauscher dazu, oder nen Wasserspeicher der als Speichermedium fungiert, dann ne Sole-Wärmepumpe die dem Puffer die Wärme entzieht und das Haus/ Warmwasser bereitet. Mit ner guten Wärmeleitpaste pappt man sich diese Kühllamellen dann hinten auf die Module. Und da das ganze ja Metallbleche sind, sollte selbst eine Wärmeableitung ohne aktiv laufende Wasserkühlung funktionieren. So das die Module generell nicht überhitzen können.
So wie ich das bei den Posts bei LinkedIn mitbekomme, wird gerade im Sommer, wo man ja gar nicht so viel Wärme benötigt, das Ganze in der Nacht andersrum gefahren. Das "warme" Pufferwasser wird durch die Leitungen hinter den Modulen gepumpt um letztlich das Wasser in der kühleren Nacht wieder runterzukühlen. Tagsüber dient es dann wieder als Kühlflüssigkeitspuffer, um die Module zu kühlen.
Andererseits kostet ne Sole-Wärmepumpe generell auch ein gutes Sümmchen.
Aber irgend nen "Wärmeumwandler" benötigt man ja. Denn sonst bekommt man ja kein Warmwasser mit 50-60°C. Und wenn man das Kühlwasser so weit aufheizen lässt, ist das mit der Kühlfunktion für die Module ja auch hinfällig. Dachte alternativ schon an eine kleine LWP wo man zum Bsp. nen Kühler ausm Auto vor die Luftansaugung klemmt. Nur ob das geht und sinnvoll ist....mit all den Verlusten dabei.... keine Ahnung.
Wenn man Flächenheizungen wie ne Fussbodenheizung, Wand-Deckenheizung hat, klar dann braucht man ja auch keine hohen Vorlauftemperaturen, wenns nur rum ums heizen geht. Nur im Altbestand hat man das ja nicht immer.

Was man davon hat?
Nen höheren Solarertrag, da die Module nicht so heiß sind.
Im Winter kann man die Module recht einfach abtauen und Schneefrei bekommen, ohne aufs Dach zu müssen.
Warmwasser aus der Abwärme der Module..... ggf. sogar als kleine Heizungsunterstützung.
Bzw. wenn man mit ner Sole-Wärmepumpe arbeitet, kühlt einem die ja das Wasser wieder runter.... und man braucht auch keine Erdbohrungen machen.
Ist halt die Frage inwieweit das auch im Winter funktioniert.

Ich überlege mir da im Sommer mal ein kleines Testobjekt mit 2 Modulen zu bauen und dort einfach das Poolwasser durchzuschicken. :slight_smile: br />Das ist ja dann keine riesen HighTech Anlage. Aber für nen Testlauf im Sommer und nen eventuell wärmeren Pool sollte es reichen.

Ich stehe in keinerlei Verbindung zu diesem Produkt. Finde es nur sehr interessant. Und andererseits würde mich einmal interessieren, wie ihr das seht.
PV-Kombimodule sind ja nun keine Neuerfindung. Nur bisher haben die sich ja irgendwie nie durchgesetzt.
Hier mal der Link zur Website: https://sunhouse.energy/

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An sich finde ich das eine super Sache, und völlig logisch, das zu kombinieren.

Ist halt nur wieder das gleiche solar-Problem: dann wenn man die Energie am meisten braucht, kommt zu wenig, und dann wenn am meisten Energie erzeugt wird, braucht man sie nicht.

Ich habe ja jetzt, Ende Dezember, schon nach ein paar Stunden Sonne Überschuss... klar, da ließe sich technisch noch was machen mit größerem Puffer oder weiterer Heizungsunterstützung. Aber im Sommer werde ich nicht wissen, wohin mit dem PV-Strom, und Wärme brauche ich da nicht.

Es hängt also wieder an der langfristigen Speichermöglichkeit.

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Es gibt viele derlei Konzepte. Ich hätte sowas auch Mal vor. Da ich einen Brunnen hätte, wollte ich mit vorhandenem kalten Wasser kühlen.

Selbst das hat sich letztendlich nicht gerechnet, wenn mann Investition und verbrauchten Strom für Pumpen und Regelung mitzählt.

Du musst das auch nicht ausprobieren, es ist ziemlich aufwendig die Vorteile zu messen.

Stattdessen man man das ziemlich einfach rechnen. Ganz grob, nur als Überblick: immer auf 1 kWp bezogen:

Pro Grad (Abkühlung ) steigt die Spannung und damit die Leistung um 0,6%. Also 6 % pro 10 Grad. 60 W pro kWp, sagen wir Mal.... 1 kWh pro Tag .

Die Arbeitstemperatur liegt bei sagen wir Mal.... Bei guter Einstrahlung bei 55 bis 60 Grad.

Wenn kann die Panels um 10 Grad abkühlen will, muss man 30 % der eingestrahlten Leistung abziehen. Stefan Boltzmann Gesetz, 4 Potenz der Absoluten Temperatur.

30 % der täglichen Strahlungsleistung (auf die Panelfläche... 5 qm ?) sind......40 kWh.

Damit kann ich 300 Liter Wasser von 0 auf 100 Grad bringen.... Oder 3 Kubikmeter um 10 Grad erwärmen.

Wenn du jetzt die Arbeitstemperatur betrachtest.... Als Pohlheizung ist das ganze ziemlich gut geeignet, der Gewinn von einer kWh ziemlich mau.

Das ist nur Mal soeben aus dem Kopf zusammen gestellt, wer einen Fehler findet darf ihn behalten.

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@saugnapf

ich hab sowas auch mal angedacht. Gerade für das Balkonkraftwerk. Da könnte man sowas gut testen. Meine Lösung wäre aber eine recht simple. Ich schnapp mit Pneumatikschlauch aus PA und bring den Schlangenförmig am Modul an und befeure damit die Gartendusche.

Nicht lachen aber im Sommer finde ich die Gartendusche sehr praktisch. Also im Grunde einen Druckminderer an die Frischwasserleitung und dann ab zum Panel. Bei Bedarf noch einen Pufferspeicher. Im Sommer nutze ich die Gartendusche recht häufig. Gerade nach einer Baustelle oder Gartenarbeit.

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Nein, ich lache da nicht. Gerade bei kleinen Anlagen und wenn man das warme Wasser auch nutzen kann, ist das doch eine coole Idee. Gartendusche am besten dann mit Zirkulation in einen kleinen Puffer. Oder wie Carolus schreibt, den Pool (wenn man einen hat) ein wenig mit zu erwärmen.

Hatte auch schon an den Einbau eines Warmwasser-Behälters mit "Beet-Heizung" in unser Gewächshaus gedacht. Könnte den Ertrag bei den Tomaten boostern...

Wie gesagt, ich denke, die Idee steht und fällt mit der Möglichkeit, diese Energie auch sinnvoll zu nutzen, da man sie im Haus ja dann überwiegend nicht braucht.

Vielleicht wäre so etwas ideal in Verbindung mit einem Eis-Speicher. Aber wer hat das schon.

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Vielen Dank schonmal für das bisherige Feedback.
Vor allem auch an Carolus für die einfache Überschlagsrechnung. Das hilft schonmal das ganze grob in reellen Zahlen erfassen zu können.

Und ja, ist wie die Krux generell mit PV und der Verfügbarkeit von Sonnenlicht. Im Winter, wo man alles selbst verbraten könnte, ist es mau. Und im Sommer braucht mans nicht. Aber es ist wohl immer eine individuelle Sache. Wenn man das ganze Dach locker flockig voll bekommt, ist das was anderes wie wenn man schauen muss, überhaupt ein paar Module zusammenzubekommen.

Hier bei mir zum Bsp.:

Ich bekomme maximal 9 Module an die Südfassade. (Ein BKW hängt bereits und wird entsprechend auf 9 Module aufgebohrt - mit anderem WR natürlich). Somit schaffe ich maximal 3,6KWp. Aufs Dach geht nix. Durch Dachgaube, die selbst nicht mal groß genug ist für da noch jeweils 1x West + 1x Ost....und Restdach-Verwinkelung ist da absolut nichts zu machen. Uns bleibt also nur das an der Südfassade. Und damit auch das dort maximal Mögliche rauszuholen. Nen kleinen Speicher werde ich mir auch noch selber bauen. Und da bin ich dann am Ende froh um jedes Watt was mehr in den Akku kann.
Da auch direkt davor der Pool steht, ist es natürlich naheliegend diesen mit so einem System zu wärmen bzw. das eh vorhandene Poolwasser als Kühlwasser zu nutzen. :slight_smile:
Selbst im Winter könnte ich das zumindest so lange laufen lassen, wie wir über 0°C haben, damit mir die Leitungen nicht einfrieren. Ab +-1°C lieber entleeren und nicht nutzen. Der Pool wird ja eh nicht gebraucht. Aber Kühlwasser steht halt da rum mit knapp 28m3 Volumen. ggg
So ein paar Fussbodenheizungsbleche, Rohr, Wärmeleitpaste kosten ja noch nciht die Welt. Ne kleine Umwälzpumpe dazu. Fertig ist die Poolheizung. :slight_smile:

Ein Träumchen wäre natürlich irgendwie das Ganze noch auf die Warmwassererzeugung zu bringen. Die Gas-Brennwertheizung wird im Sommer letztlich ja nur zur Warmwassererzeugung angeworfen, was eigentlich absoluter Overkill ist. Aber da geht dann auch der Aufwand extrem kostspielig nach oben. Denn 50 Grad warmes Wasser hinter den Solarmodulen rumzuschicken, macht ja dann auch keinen Sinn. Also geht das ja nur mit irgendeiner Art der Energieumwandlung, wie einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe und Zwischenpuffer fürs "Kühlwasser".
OK man könnte natürlich noch schauen, das wenn man sagt "OK dann machen wir nen grösseren WW-Tank in den Keller und heizen den nur auf 40°C mit dem Modulwasser. Dann kommt halt keine Kaltwasserbeimischung mehr beim heiß duschen. Deshalb bräuchte man nen noch grösseren grösseren Wasserspeicher, der dann quasi direkt verbraucht wird.
Wir sind Family mit 2 Kids. Da geht halt schon etwas an warmem Wasser durch wenn alle duschen und nicht nur ne 2 Minuten Turbodusche hinlegen.
Alternative wäre halt noch so eine kleine Warmwasser/Brauchwasser-Wärmepumpe in den Keller zu stellen.

Aber auch die Idee mit der sommerlichen Gartendusche finde ich super.
Oder für den Pool.... so nen Warmwasser-Schwalldusche / Rückenplätscherer. :slight_smile:
Und den Strom bekomme ich gefühlt immer verbraten. Allein schon die Poolpumpe schubst die sommerliche Grundlast um 250-280Watt nach oben.
Und selbst wenn, dann bau ich mir noch ne Indoor Hydroponikanlage mit LED-Panels. :slight_smile:
Oder zu guter letzt noch eine kleine Biogasanlage mit einem IBC. Die braucht nämlich auch immer ne gewissen Grundtemperatur damit die Bakterien auch schaffen. :slight_smile:
Da könnte man auch etwas Wärme sinnvoll verbrauchen.

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Ich denke, der Nutzen rechtfertigt nicht den Aufwand ..... Ich habe zwar Solarkollektoren auf dem Garagendach, würde heutzutage aber eher PV-Module installieren

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@clausmallorca

wie viele PV-Module brauchst du denn um z.B. 4 Solarkollektoren zu ersetzen? Also für die Warmwasseraufbereitung? Der Wirkungsgrad der Kollektoren sollte doch einiges höher sein oder?

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@andyhoe Ich habe einen Bekannten, der mit einem 500W-Heizstab sein WW erzeugt!

Die zusätzliche Verrohrung/Pumpe ist ja auch ein zusätzlicher Aufwand!

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@clausmallorca

naja wenn er keine 100 Liter Warmwasser braucht mag das klappen.....

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Anstatt Röhren ein paar Module mehr? Hmmm, ich überlege mir in der Tat als Vordach vor dem Hauseingang zwei solcher Module hinzubauen. Eben fürs Warmwasser. Oder sind die Dinger in der Tat so obselot? Muss mal meinen Nachbar fragen. Der hat so ein paar Röhren aufm Dach.

Bei mir wird es eh irgend nen Umbau geben. Denn unser alter Warmwasserspeicher hat keine weiteren Anschluss-/Einbaumöglichkeiten. Also „muss“ da eh was neues hin.
Überlege mir auch gerade ne Warmwasserwärmepumpe zu installieren, die dann auch direkt noch SG-Ready ist. Und dazu dann die gewonnene Abwärme der PV-Module zusätzlich in den Kellerraum leiten, im Winter. Damit die Wärmepumpe immer schön warme Luft hat zum Warmwasser aufheizen.

es gibt einfach zu viele Möglichkeiten.?

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@dominicbag Viel machen kann man schon - ab einem gewissen Punkt ist es natürlich Hobby oder Überzeugung, und kein "das spart mir Geld".

Bei der Solarthermie kannst du ja einfach rechnen:

Dein PV Modul hat etwas über 20% Wirkungsgrad. Google sagt Solarthermie hat im Winter 20 bis 30%, sonst 50% (Achtung: Ich hab die Zahlen nicht verifiziert).

D.h. mit Heizstab wäre die Solarthermie im Winter etwa 1,5 mal besser als deine PV. Bei gleicher Fläche. Dafür kannst du aber mit der Leistung all deiner PV Module in den Heizstab, während deine Solarthermie nicht größer wird. Hier sehe ich die PV also im Vorteil. Wenn du eine Wärmepumpe hast, die im Winter tagsüber dann noch auf mindestens 1,5 kommt, dann ist PV sogar strikt besser.

Ich hab im Hinterkopf, dass im Winter die Temperatur in der Solartherme wohl oft nicht hoch genug geht, und die dann garkeine Wärme liefern. Während bei der PV zumindest ein bisschen was raus fällt. Vorsicht: Hier könnte ich veraltete Info haben oder einer Urban Legend aufgesessen sein. Habe das nicht verifiziert.

Jedenfalls, im Sommer ist die Solarthermie mit 50% weit vorne, da kann der Heizstab nicht gegen anstinken. Die meisten haben da aber sowieso zu viel Strom, da ist das auch eher unkritisch. Und die Wärmepumpe würde ich hier auch wieder vorne sehen - die muss ja nur auf einen Gain von 2,5 kommen. Im Sommer, wenn die Sonne runter knallt ja auch eher einfach zu erreichen.

Plus, der Wirkungsgrad der PV ist immer 20%. Bei der Solartherme ist er nur solange 50%, wie der Warmwasserspeicher noch Wärme aufnehmen kann. Danach ist der echte Wirkungsgrad 0%, weil die Energie ungenutzt verpufft.

Nur mal als theoretische Überlegung. Ich persönlich fand es bis eben schade, dass ich keinen Platz mehr für Solarthermie habe, aber wo ich das mal überschlagen habe, weine ich der nicht mehr hinterher.

Für unseren kleinen Pool (nur 4m³) habe ich übrigens letzte Saison so eine Solar-Poolheizung angeschafft. Was ganz einfaches, so ca. 6m² schwarzes Plastik mit ein paar Kammern zum Wasser durch pumpen. Wenn möglich, will ich das hinter Glas-Glas Module im Garten setzen. (Ja, ich mag den Pool lieber auf Badewannentemperatur).

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Also ich hab seit 18 Jahren 40m² Solarthermie auf dem Dach. Ganz normale Flachkollektoren, die günstigen dafür ein paar mehr (die BAFA hat nach m² gefördert). Da kommt im Winter solange kein Schnee liegt schon was runter, reicht mindestens für die Heizungsunterstützung. Wenn Sonne Scheint kommen auch mal 60° vom Dach. Das geht aber nur wenn das über ein 2 Kreis system mit 2 regelbaren Pumpen gemacht wird. Das ist eigentlich ein mehrstündiger Vortrag, leider sind die meisten Solarthermieanlagen anders gebaut und damit im Winter eigentlich unbrauchbar. Macht man es richtig kann man verschiedene Zieltemperaturen für WW und Heizung anfahren. Im Sommer habe ich extreme Überschüsse die ich kaum unterbringen kann. Wenn ich mit der Thermie an einem sonnigen Tag schnell mal 60Kwh vom Dach hole muss ich mir schon was einfallen lassen, um das unterzubringen. Der 6000 Liter Speicher ist da meist schon früh voll, weil ja keine Heizung abnimmt und nur Warmwasser kann ich Tagelang aus dem Speicher machen. So mach ich den Pool warm nur damit ich die Anlage nicht abregeln muss. Sinn hat das eher weniger.

Wenn ich das nochmal von vorne machen würde, hätte ich keine Solarthermie und würde auch diese Flächen mit PV belegen. Man hat einfach den Vorteil, dass man den Strom wenn man ihn nicht braucht verkaufen kann. Braucht man Wärme kann man das mit einer Luft/Wasser Wärmepumpe auch machen. Nicht so effizient, dafür hat man eine Wahl.

Immer dran denken, man braucht für Solarthermie nicht nur die Platten auf dem Dach, es ist ein Pufferspeicher mit entsprechender Größe nötig + eine Regelung. Wenn man dann nicht zusätzliche Dinge wie z.B. einen wasserführenden Kaminofen o.ä. hat wo der sowieso gebraucht wird, muss man sehr viel Geld in die Hand nehmen. Da ist mehr PV auf dem Dach billiger und schneller amortisiert.

Zum Thema Kühlen der PV hab ich mir auch Gedanken gemacht. Fazit ist aber, macht keinen Sinn. Hat man heiße Module die tatsächlich nennswert Wasser warm machen, ist es Sommer und man braucht nur wenig Wärme. Im Winter wird keine Wärme vom Dach kommen, da die Module gar nicht so warm werden. Nicht umsonst sind Solarthermie Kollektoren gedämmt, damit keine Wärme verloren geht. Das will man bei PV ja nicht, die sollen ja kühl bleiben. Ich denke das ist auch der Grund warum die Kombi-Teile sich nicht durchgesetzt haben.

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Moin,
ich habe überlegt bei meiner PV Anlage mit 11kW Kupferdrähte an der Hauswand (in solchen Isolationsschläuchen für Warmwasser) runter zu führen und in die Warmwasseraufbereitung in der Heizung zu packen.
Idee ist die PV Module im Sommer zu kühlen für mehr Ertrag und gleichzeitig das Warmwasser etwas zu heizen.
Das dürfte zwar mit großflächiger Wasserkühlung effizienter sein, aber meine Idee wäre eine Low-Budget Lösung mit wenig Aufwand.

Was denkt ihr darüber?

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Beschreib mal etwas genauer, kann mir so überhaupt nichts drunter vorstellen.

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Ich hab es noch nicht genau durchdacht. Die Idee wäre günstige Kupferkabel an die Alu Rahmen der PV Module zu klemmen und diese dann an der Hauswand runter in den Keller zu führen. Die Kabel dann in den Warmwasserspeicher.
Das würde die PV Module im Sommer etwas kühlen und die Wärme benutzen für Warmwasser. Allerdings hab ich noch nicht über dadurch entstehende Erdung der Module in das Warmwasser nachgedacht. Und im Winter würde man das Warmwasser kühlen, also müsste die Drähte dann raus holen.
Insofern eher eine liw budget und wenig Aufwand Idee zur ursprünglichen Idee oben.

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Interessant ist PV-T wo zB außen kein Platz fur eine WP ist.

Es ist lange her........
Experimentelle Modulkühlung - mit Rasensprenger und Kühlwasser aus Regenwasserzisterne.

Das war schon witzig - die 5m hohe Fontäne über dem Dach, um auch die obersten Module erreichen zu können. Während die Umwelt sich langsam gelb färbte, sprudelt das Wasser über das Haus.

Ging natürlich auch was daneben - guter Kühleffekt.

Das war schon lustig, nur die Passanten schauten irritiert.

Es war sehr deutlich ein Sprung um ~20% im Display erkennbar. Die Pumpe war kleiner, das Plus war eindeutig.

Nebenbei war die Bude angenehm temperiert.

Es hat sich nicht durchgesetzt und war zu diesem extremen Sommer eine willkommene Erleichterung mit Spaßfaktor. Nach wie vor lehne ich Wasserleitungen auf dem Dach strategisch ab.

Auch bei PV T ist das Problem, wohin mit der Wärme im Sommer und im Winter ist's zu wenig. Eine Modulkühlung wird dabei im Winter stattfinden, was bei Schnee auf den Modulen eher unerwünscht ist.....

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Ich verstehe nicht, was Du mit Kupferkabeln meinst. Wirklich Stromkabel mit ner gewissen aber doch eher zu bescheidenen Wärmeleitung oder doch biegbare Rohre mit Wasser drin?

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Die Wärmemenge, die du damit transportierst, ist viel zu klein.

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Ich hab das auch mal probiert und grob abgeschätzt. Man braucht riesige Wassermengen, und den Strom für die Pumpe muss man auch noch abziehen...

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