Der Ausdruck “thermosolare Wärmepumpe” mag zunächst etwas seltsam klingen. Was verbirgt sich also dahinter? Vom Prinzip her nutzen die meisten Wärmepumpen-Systeme indirekt Sonnenenergie, wenn sie Wärme aus der Luft oder aus dem Erdreich entnehmen. Anlagen mit Erdsonden dagegen gehören eher in die Kategorie Geothermie. Thermosolar bedeutet deshalb in diesem Zusammenhang, dass die Wärmepumpe durch einen thermosolaren Kollektor unterstützt wird. Diese Technik ist noch relative neu und wenig verbreitet.
Es erscheint naheliegend, die elektrische Antriebsenergie für den Kompressor z. B. aus einer Photovoltaik-Anlage zu entnehmen. Allerdings kommen herkömmliche PV-Zellen nur auf einen Wirkungsgrad von etwa 15%. Dazu kommen dann noch Verluste für den Wandler. Ein thermosolarer Kollektor, wie er auch für die Warmwasser-Bereitung oder heizungsunterstützung verwendet wird, kommt dagegen auf einen Wirkungsgrad von 50% - 80%, also ein Mehrfaches. So gesehen ist es energetisch sinnvoller, einen thermischen Kollektor zur Unterstützung einzusetzen.
Wie funktioniert das? Der Sole-Kreis der Wärmepumpe wird, meistens über einen Wärmetauscher, mit dem Kollektor-Kreis verbunden.Liefert der Kollektor nun ausreichend Wärme, dann wird die Soletemperatur und damit die Vorlauftemperatur der Pumpe angehoben. Ein solcher verbund bietet zwei Vorteile:
1. Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe steigt
2. Der Wirkungsgrad des Kollektors steigt (mit sinkender temperatur) und er kann länger genutzt werden.
Der Kollektor kann auch dann noch genutzt werden, wenn seine Temperatur nicht mehr ausreicht, um die Heizung zu unterstützen. Gerade bei einem Luft/Wasser-System kann die Abgabeleistung der Wärmepumpe damit um etliche Prozent verbessert werden. In den Sommermonaten kann der Kollektor die Versorgung mit Wärmeenergie fast vollständig alleine sicherstellen.
Auch für Systeme mit Erdkollektoren kann eine Unterstützung durch einen thermosolaren Kollektor sinnvoll sein. Die im Sommer oft vorhandene überschüssige Energie kann das Erdreich zusätzlich erwärmen und somit einen Vorrat für die kalte Jahreszeit schaffen.
Über den tatsächlichen Nutzen dieser Kombination gehen die Meinungen auseiinander, doch die Mehrzahl der Studien und Feldversuche zeigt, dass eine thermosolare Wärmepumpe sinnvoll ist. Inzwischen gibt es auch mehr Anbieter solcher Systeme, so dass eine gewisse Auswahl vorhanden ist. Wir haben uns für eine Anlage der fa. Sonnenkraft entschieden, die seite Oktober 2010 im Einsatz ist. Inzwischen wurde sie wieder etwas weiterentwickelt. Auf den nachfolgenden Seiten gibt es mehr Informationen dazu.
“Solar compleet”: Beschreibung der Anlage und Erfahrungsbericht
“Wärmepumpen”: Allgemeines über Wärmepumpen
“Historie”: Die Chronik der Anlage
“Daten ...”: Messdaten zu Einsparung, Wirkungsgrad, Ertrag für verschiedene Jahre