Zeitschrift EE

nt 02 | 2020: Hybride Solartechnologien

Marktübersicht - Hybridkollektoren für Wärme und Strom zunehmend populär

Thomas Ramschak, Carina Seidnitzer-Gallien

PVT-Kollektoren kombinieren die Produktion beider Arten von Sonnenenergie – Solarwärme und Solarstrom – in einem Kollektor. Dies ist von Vorteil, wenn Dachflächen begrenzt sind und trotzdem integrierte solare Energiekonzepte zur klimaneutralen Versorgung von Einzelhaushalten, Wohngebäuden oder Gewerbebetrieben erreicht werden sollen. In mehreren europäischen Ländern nimmt der PVT-Markt an Fahrt auf. In den letzten Jahren haben sich eine wachsende Zahl spezialisierter Anbieter von PVT-Technologien in den europäischen Märkten und weltweit etabliert. Um die neu entstehende Industrie zu unterstützen, braucht es umfassende Forschung sowie Marketinglösungen und fundierte Marktinformationen für Newcomer und Start-Ups mit neuen innovativen Komponenten und Systemen.

Um aufzuzeigen, welchen Beitrag PVT-Systeme bereits heute zur Erreichung erneuerbarer Energieziele leisten, wurde innerhalb eines Projekts der Internationalen Energieagentur (IEA-Task 60 – PVT Systems unter der Subtask Leitung von AEE INTEC) und im Rahmen der jährlichen statistischen Erhebung des IEA SHC Solar Heat Worldwide Reports eine umfassende Studie zu PVT-Systemen durchgeführt. Marktdaten von Herstellern der PVT-Kollektoren wurden analysiert. Die Befragung der Hersteller umfasste die produzierte Kapazität, Art der Kollektortechnologie sowie die Anzahl der umgesetzten Systeme und Anwendungen. Die Sammlung detaillierter Informationen auf globaler Ebene gibt einen ersten Überblick über den Weltmarkt für PVT-Systeme. Dabei wurden Informationen von rund 50 % der am Markt befindlichen Hersteller analysiert und um zusätzliche Auskünfte nationaler Interessenvertreter ergänzt. Erstmals fand die Befragung im Jahr 2019 statt, wobei Daten für 2017 und 2018 erhoben wurden. Die Befragung zeigte, dass Ende 2018 mehr als eine Million Quadratmeter PVT-Kollektoren in über 25 Ländern mit unterschiedlichen klimatischen Anforderungen installiert waren. In der aktuellen Erhebung wurden die Ergebnisse für das Jahr 2019 analysiert und eine erste Marktentwicklung auf Basis der verfügbaren Daten von 31 Herstellern bestimmt.

Plusenergie-Bürogebäude in Großbritannien mit Vakuumröhren-PVT-Kollektoren an der Südfassade. Foto: Naked Energy

Marktübersicht

Mit Ende 2019 betrug die installierte Kollektorfläche insgesamt 1 166 888 m² in 32 Ländern, was einer Leistung von 606 MW th und 208 MWpeak entspricht. Mehr als die Hälfte der produzierten Kollektorfläche (675 427 m², 58 %) wurde in Europa installiert. 40 % wurden in den asiatischen Ländern Südkorea, Indien, Malediven und Pakistan (281 104 m², 24 %), China (133 942 m², 11 %) und den MENA(Middle East and North Africa)-Ländern Ägypten und Israel (57 509 m², 5 %) installiert. Die restlichen 2 % des Marktes teilen sich Sub-Sahara Afrika (8 767 m²), USA (5 400 m²), Australien (547 m²) sowie Lateinamerika (408 m²).

Aufteilung der gesamten kumulierten Kollektorfläche anhand von Regionen mit Ende 2019

In Europa führt Frankreich mit einer gesamt installierten Kollektorfläche von 484 587 m² den Markt an, gefolgt von Deutschland mit insgesamt 112 326 m² und den Niederlanden mit 32 127 m². In Italien, Spanien und der Schweiz liegen die installierten Kollektorflä- chen mit Ende 2019 jeweils in einer Bandbreite von 10 000 m² und 15 000 m². In Österreich wurden bis 2019 nur rund 1 500 m² installiert, jedoch ist in den letzten Jahren eine steigende Dynamik zu erkennen. Im Vergleich zum Wirtschaftsjahr 2017 umfasst die globale Steigerungsrate im Durchschnitt für 2018 und 2019 rund +9 %, was einer jährlichen neu installierten Leistung von rund 48 MWth und 16 MWpeak entspricht. In Europa liegt die Steigerungsrate bei rund +14 %. Dadurch ergibt sich eine jährliche neu installierte Leistung von 40,8 MWth und 13,3 MWpeak für Europa.

Weltweite Marktentwicklung von PVT-Kollektoren 2017-2019

Kollektortechnologien

Mit einem globalen Anteil von 55 % dominieren wassergeführte unabgedeckte PVT-Kollektoren den Markt, gefolgt von PVT-Luftkollektoren mit 43 %, abgedeckten PVT-Kollektoren mit 2 % und Vakuumröhren sowie konzentrierenden PVT-Kollektoren von unter 1 %. Das Ranking der Kollektortechnologien unterscheidet sich in Europa jedoch von jenem weltweit. Mit einem Anteil von rund 97 % des französischen Markts nimmt die Technologie der PVT-Luftkollektoren mit 71 % der installierten Leistung den ersten Rang in Europa ein, gefolgt von unabgedeckten PVTKollektoren (24 %), die über ganz Europa verteilt sind (siehe nachfolgende Abbildung) und abgedeckten Kollektoren (4 %) die besonders in Spanien, Italien und Österreich sowie in den Niederlanden eingesetzt werden. Dies spiegelt sich auch in den Anwendungen sowie in den installierten PVT-Systemen wider.

Gesamt installierte Kollektorfläche sowie Unterscheidung der PVT-Technologie für Europa mit Ende 2019

Anwendungsbereiche

In den letzten Jahren wurde eine Reihe von Projekten, von kleinen Anlagen bis hin zu sehr großen PVTSystemen, realisiert. Mit Ende 2019 konnten mit Hilfe der Herstellerdaten 25 823 Systeme dokumentiert werden. Der Großteil der Systeme sind Luftsysteme, vor allem in Frankreich, die für Gebäudebeheizung bzw. Luft(vor)erwärmung zum Einsatz kommen. Wassergeführte PVT-Kollektoren findet man in den bekannten Einsatzbereichen der Solarthermie wie Brauchwarmwassererwärmung und Brauchwarmwassererwärmung mit Heizungsunterstützung. Dabei werden flüssiggekühlte PVT-Kollektoren besonders in Kombination mit Wärmepumpen eingesetzt und deren Niedertemperaturwärme vorwiegend auf der Quellenseite der Wärmepumpe genutzt.

Anzahl weltweit in Betrieb befindlicher PVT-Systeme sowie installierte PVT-Kollektorfläche nach Anwendung mit Ende 2019

Der steigende Bekanntheitsgrad von PVT-Systemen ist an der zunehmenden Anzahl an Herstellern sowie einer kontinuierlichen Steigerung installierter Systeme erkennbar. Das breite Anwendungsfeld von PVTSystemen reicht von kleinen Anlagen in Haushalten bis hin zu Großanlagen und Industrieanwendungen. PVT-Systeme können durch die dynamischen Einsatzmöglichkeiten und den Vorteil der Kombination von Solarwärme und Solarstrom einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung des Energiesystems leisten.

Statement

Die Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energien an unserem Energiemix stellt uns vor neue Herausforderungen, wie z.B. die Notwendigkeit einer intelligenten Sektorintegration. Diese Integration bleibt nicht auf die Systemebene beschränkt, sondern muss auch Produkte berücksichtigen, so dass z. B. der Bedarf an Hybridsystemen steigt, bei denen Technologien auf der Suche nach besseren Lösungen kombiniert werden. PVT-Kollektoren sind die Quintessenz dieses Konzepts, da sie sowohl Wärme als auch Elektrizität - beides stark nachgefragt - mit einem höheren Wirkungsgrad liefern können als herkömmliche PV-Paneele, wodurch der begrenzte Raum in unseren Städten besser genutzt werden kann.

Pedro Dias, Generalsekretär von Solar Heat Europe (ESTIF), Brüssel

AutorInnen

Dipl.-Ing. Thomas Ramschak, Leiter von Subtask A des Projekts IEA SHC Task 60 – PVT-Systeme, und Dipl.-Ing. Carina Seidnitzer-Gallien sind wissenschaftliche Mitarbeiter des Bereichs „Technologieentwicklung“ bei AEE INTEC.

Weiterführende Informationen

http://task60.iea-shc.org/

https://www.iea-shc.org/solar-heat-worldwide

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