PVT-E Thermoelektrische Baugruppe

Einführung

Im Zuge des globalen Übergangs zur Klimaneutralität im Gebäudesektor ist die effiziente und integrierte Nutzung sauberer Energie zu einer zentralen Voraussetzung geworden. Traditionelle Solartechnologien folgen einem einfunktionalen Modell: Photovoltaikmodule erzeugen Strom, während Solarthermiekollektoren Wärme liefern. Diese Trennung wird dem multidimensionalen Energiebedarf moderner Gebäude, die gleichzeitig Strom, Heizung, Kühlung und Warmwasser benötigen, nicht mehr gerecht.

Das PVT-E-Hybridmodul, ein Photovoltaik-Thermalmodul, wurde entwickelt, um dieser Herausforderung zu begegnen. Durch die Integration von Photovoltaik- und Wärmetechnologien in ein einziges Energieumwandlungsprodukt ermöglicht das PVT-E-Modul die gleichzeitige Nutzung der Sonneneinstrahlung zur Strom- und Wärmeerzeugung. Es bietet eine praktische, effiziente und skalierbare Lösung für die CO₂-arme Energieversorgung von Gebäuden und stellt einen fortschrittlichen Ansatz für die moderne Energiewende in Gebäuden dar.

I. Kernproduktpositionierung: Ein hocheffizienter Energiewandler mit zwei Ausgängen

Das PVT-E-Modul ist als Energieprodukt der neuen Generation konzipiert, das Sonnenstrahlung gleichzeitig in nutzbare elektrische und thermische Energie umwandeln kann. Seine Kerninnovation liegt in der direkten Anbindung einer Komponente zur Wärmegewinnung an die Rückseite des Photovoltaikmoduls.

Durch die präzise Abstimmung der Betriebstemperaturbereiche und Energieumwandlungseigenschaften der photovoltaischen und thermischen Teilsysteme ermöglicht das Modul einen koordinierten Betrieb unter dynamischen Außenbedingungen. Diese abgestimmte Konstruktion vermeidet interne Energieverluste und verbessert die Gesamteffizienz der Solarnutzung.

Im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaikmodulen steigert das PVT-E-Modul die kombinierte elektrische und thermische Energieausbeute um etwa das Zwei- bis Dreifache. Es eignet sich für Anwendungen wie die Raumheizung und die Warmwasserbereitung in Gebäuden, wodurch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen deutlich reduziert und ein CO₂-armer Gebäudebetrieb unterstützt wird.

II. Vier entscheidende Vorteile: Umfassende Verbesserung der Gebäudeenergiesysteme

1. Effizienzvorteil

Durch die integrierte Bauweise erreicht das PVT-E-Modul einen Gesamtwirkungsgrad der Solarenergienutzung von bis zu 80 %, was deutlich höher ist als bei eigenständigen Photovoltaik- oder Solarthermieanlagen.

Das Modul hält die Temperatur der Photovoltaikzelle im optimalen Bereich. Mit jeder Senkung der Betriebstemperatur um 1 °C erhöht sich der elektrische Wirkungsgrad um etwa 0,3–0,5 % und sorgt so für eine stabile und effiziente Stromerzeugung.

2. Platzvorteil

Durch die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme auf einer einzigen Installationsfläche maximiert das PVT-E-Modul den Energieertrag pro Flächeneinheit. Im Vergleich zu herkömmlichen kombinierten Anlagen aus PV-Modulen und Solarkollektoren reduziert es den Platzbedarf auf dem Dach um etwa 50 % und eignet sich daher ideal für Gebäude mit begrenztem Platzangebot.

3. Umweltvorteil

Das System arbeitet ohne direkte CO2-Emissionen. Es liefert erneuerbaren Strom und Wärme für Gebäude und industrielle Prozesse, ersetzt konventionelle fossile Energiequellen und unterstützt die Ziele zur Reduzierung von CO2-Emissionen.

4. Wirtschaftlicher Vorteil

Die Konfiguration mit zwei Ausgängen ermöglicht es Anwendern, sowohl elektrische als auch thermische Vorteile aus einer einzigen Investition zu ziehen. Gleichzeitig reduziert die Temperaturregelung die thermische Belastung der Photovoltaikkomponenten, verlängert die Lebensdauer der Module und senkt die langfristigen Wartungskosten.

III. Technische Kernleistungsindikatoren

• Durch eine fortschrittliche thermisch-elektrische Kopplungstechnologie hält das Modul die Oberflächentemperatur im optimalen Bereich von 25–45°C, wodurch sichergestellt wird, dass die Gesamtenergieausnutzung 80% übersteigt.

• Durch Temperaturregulierung wird die Alterung von Verkapselungs- und Isoliermaterialien verlangsamt, die Bildung von Hotspots verhindert und die Stromerzeugung über die gesamte Lebensdauer um mehr als 16 % erhöht.

• Das Modul verwendet außerdem Vakuumlaminierungs- und thermische Aushärtungsklebeverfahren, die Mikrorisse, Luftblasen und Delaminationen eliminieren und so langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit gewährleisten.

IV. Wichtige technologische Innovationen

1. Hocheffiziente Dual-Optimierungstechnologie

Durch die Analyse der photovoltaisch-thermischen Kopplungsmechanismen und die Anwendung transienter Modelle mit PID-basierter Regelung der Arbeitsfluidparameter erreicht das System einen elektrischen Wirkungsgrad von ca. 22,4 % und einen thermischen Wirkungsgrad von mehr als 35 %.

2. Spektralselektive Beschichtungstechnologie

Das Modul integriert mehrlagige selektive Beschichtungen, die mittels PVD- und CVD-Verfahren hergestellt werden und so eine effiziente Nutzung eines breiten Spektrums an solaren Wellenlängen ermöglichen und die optische Energieumwandlung verbessern.

3. Hocheffiziente thermische Kopplungstechnologie

Durch optimiertes Vakuumkleben, Materialanpassung und Wärmeverteiler-Layout werden der thermische Grenzflächenwiderstand reduziert und die Wärmeübertragungseffizienz verbessert, während gleichzeitig die strukturelle Stabilität erhalten bleibt.

4. Technologie mit geringen Wärmeverlusten

Durch den Einsatz von Aerogel-Verbundisolierung, gestaffelten Isolierstrukturen, selektiven Beschichtungen und Vakuumverpackung reduziert das Modul den konvektiven und radiativen Wärmeverlust erheblich.

V. Warum Soletks Solar wählen?

Soletks Solar verfügt über eine umfassende Technologie- und Fertigungsgrundlage im Bereich sauberer Energiesysteme. Das Unternehmen hält mehr als 30 Kernpatente, die selektive Absorberbeschichtungen, thermisch-elektrische Kopplung und Systemintegration abdecken, wobei die meisten Technologien bereits industrialisiert sind.

Eine 500 m² große Flachplatten-Testplattform für saubere Energie, ausgestattet mit Spektralanalysegeräten, IV-Prüfsystemen und Einrichtungen zur Prüfung der thermischen Leistung, gewährleistet eine strenge Produktvalidierung.

Hochautomatisierte Produktionslinien mit einem Automatisierungsgrad von über 85 % garantieren gleichbleibende Qualität und zuverlässige Lieferung.

Abschluss

Mit seinem integrierten Design, seiner hohen Effizienz und zuverlässigen Leistung definiert das PVT-E-Hybrid-Photovoltaik-Thermalmodul die Nutzung von Solarenergie in Gebäuden neu. Es liefert Strom und Wärme gleichzeitig, maximiert die Energieausbeute auf begrenztem Raum und unterstützt den Übergang zu kohlenstoffarmen, nachhaltigen Gebäudeenergiesystemen.

Ob im Neubau oder bei der Sanierung bestehender Gebäude eingesetzt, das PVT-E-Modul bietet einen stabilen, effizienten und wirtschaftlich tragfähigen Weg zur Nutzung sauberer Energie.