Hybrid-Solarsystem einfach montiert

Hybrid-Systeme wie „MS 5 2Power“ von Nelskamp vereinen Photovoltaik mit Solarthermie. Der sichtbare Vorteil: Anstelle von verschiedenen Modulen genügt ein Modul-Typ, um sowohl Wärme als auch Strom zu gewinnen. Die hier vorgestellte Lösung ist dabei besonders ästhetisch, da sich die Kollektoren direkt in die Dachfläche einfügen. Vor allem aber nutzen sie die Energie der Sonne optimal.

Einfache und logische Technologie

Das Prinzip ist so einfach wie genial: Weil ein Photovoltaik-Modul im Sommer bis zu 80 Grad Celsius heiß wird, kann diese Energie für die Erwärmung von Heiz- und Brauchwasser genutzt werden. Das geschieht beim sogenannten „2Power“-System über eine Solarflüssigkeit, die durch einen Vollflächen-Wärmetauscher auf der Rückseite des Moduls fließt. Sie nimmt die Wärme auf und führt sie in einen Multivalent-Solar-Schichtenspeicher. Das führt zu einem doppelt positiven Effekt: Neben der Stromgewinnung nutzt das System die Sonnenenergie zur Wärmeerzeugung. Weil dadurch zugleich das Modul gekühlt wird, steigt der Stromertrag sogar: Je kälter das PV-Modul, desto mehr Strom liefert es.

Außerdem verfügt das Kombi-Modul über eine Abtaufunktion. Während andere Anlagen unter Eis und Schnee liegen, nutzt dieses System die gerade im Winter oftmals guten Witterungsbedingungen für die Stromerzeugung – klare Luft mit hoher Strahlungsintensität bei gleichzeitig niedriger Temperatur.

Bevor die Arbeit auf dem Dach beginnt, ist festzulegen, wie groß die Anlage ausgelegt wird. Daraus ergibt sich das Anschluss-Schema der Module. Hierbei hilft der Hersteller, der genau kalkuliert, wie viele Module für das jeweilige Dach benötigt werden.

Step by Step-Montage auf dem Dach

Alles beginnt mit der Verlegung des „MS 5“-Trägerziegels von Nelskamp. Jeweils sechs Ziegel bilden ein Modul-Befestigungssystem, bei dem immer der vierte Dachziegel (von rechts) über einen Ausschnitt verfügt. Hier werden später die Anschlussleitungen der Strom- und der Solarthermie-Einheit durchgeführt.

Wie bei einer Standard-Eindeckung wird klassisch von rechts unten nach links oben eingedeckt. Die Modulmontage erfolgt dagegen vom First zur Traufe, um ein Betreten der Module zu vermeiden.

Zuvor ist der Anschluss an die Technik vorzubereiten. Für den thermischen Teil heißt das, Verteiler- und Sammelbalken zu installieren und jedes Modulfeld daran anzuschließen. Beim Anschluss der Modulfelder ist dabei folgendes zu beachten: Die am Verteilerbalken am nächsten angeschlossenen Modulreihe kommt oben an den entferntesten Anschluss. Somit ist die Gesamtleitungslänge durch jede Moduleinheit nahezu gleich.

Auch die einzelnen Module einer Einheit (maximal acht pro Solar-Strang) werden miteinander verbunden, und zwar nach Art einer Reihenschaltung mit Vor- und Rücklauf. (Tichelmann-Prinzip). Das hat zur Folge, dass die Temperatur der Solarflüssigkeit in jedem Modul (nahezu) gleich ist und sich nicht von Modul zu Modul erhöht. Dadurch liefert die Anlage den idealen Ertrag. Bild 2 zeigt einen Verteilerbalken, an dem bereits mehrere Schläuche angeschlossen sind. Die beiden rechten Anschlüsse werden in diesem Beispiel nicht benötigt und sind mit einem Blindstopfen abgedichtet. Bild 3 zeigt die Anschlussschläuche für mehrere Modulfelder, wie sie bereits von Verteiler- und Sammelbalken aus und durch den Anschluss­ziegel hindurch auf die Dachfläche geführt wurden. Bewährt hat sich hier eine 4 cm dicke Lattung/Konterlattung. Diese nimmt die Verkabelung ideal auf und sorgt für ausreichende Hinterlüftung.

Einlegen und Anschließen

Nun folgt ein komplexer Arbeitsschritt: Das Einlegen und Anschließen der Module. Zuerst legen die Handwerker das Modul in die obere keramische Nute der sechs „MS 5 PV“-Ziegel ein. In die vorgefertigten Löcher im unteren Teil des Ziegels kommen Dübel. Nun sind Stromverbindungen und Solarschläuche anzuschließen. Die Schläuche müssen nur auf die einzelnen Anschlüsse aufgesteckt werden – fertig (Bild 4). Werkzeug wird dafür nicht benötigt. Wichtig ist, sehr genau darauf zu achten, dass Vor- und Rücklauf nicht vertauscht werden.

Die Verbindungen unter den Modulen erfolgt über T-Anschlusstücke, nur am Anfang und am Ende kommen (neben die Balken-Anschlüsse) Winkel-Verbinder zum Einsatz.

Die Stromanschlüsse

Auch die Stromanschlüsse sind einfach zu verbinden. Sie müssen nur ineinander gesteckt werden. Alle Kabel werden vom Handwerker vorsichtig durch die Öffnung gesteckt. Besonders auf die Schläuche ist zu achten, sie müssen stets knickfrei und im vorgeschriebenen Biegeradius geführt werden. (Bild 5). Danach klappen die Handwerker das Solarelement herunter und befestigen es mit Schrauben und einer Spezialklammer an jedem unteren Ziegelrand (Bild 6). Stromkabel und Solar-Schläuche verlaufen also unter den Ziegeln im geschützten Dachraum.

Am Ende kann sich das Ergebnis sehen lassen: Ein zwei Meter breites Modulfeld wurde harmonisch in die Dachfläche integriert. (Bild 7) Die Decklänge des Ziegels liegt übrigens zwischen 0,51 und 0,54 cm, abhängig von der Sparrenlänge. Zu beachten ist außerdem, dass die Dachneigung zwischen 25 und 60 Grad liegen muss.

Im Haus sind dann die weiteren Anschlussarbeiten auszuführen – die thermische Anlage muss noch an den Speicher angeschlossen werden, die Photovoltaikanlage an das Stromnetz und gegebenenfalls an eine Puffer-Batterie, die den gewonnen Strom speichert. Diese Schritte sollten vorher mit den weiteren beteiligten Gewerken abgestimmt werden (Elektro- beziehungsweise SHK-Handwerk).