Die mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis preisgekrönten Solarziegel für ästhetische Solar-Dacheindeckungen erzeugen nicht nur Strom, sondern auch Heizwärme

Bereits im Jahre 2010 hat das visionäre Unternehmen ästhetische Solardächer entwickelt, die sich in vielen Dingen von herkömmlicher Photovoltaik unterscheiden. Der Grundstein für Photovoltaik 2.0 war gelegt.

Das SolteQ-Solardach hat gleich drei wichtige Merkmale:

Im Juni 2022 wurden bei einem akkreditierten Testlabor in Florida die höchsten Windklassen getestet, die das Labor testen konnte. Mit einer Sturmfestigkeit bis 260km/h (160mp/h) haben SolteQ-Solarziegel die Tests erfolgreich bestanden. Die höchste Windklasse 4 (Nordseeküste) in Deutschland ist mit 108km/h definiert. Somit haben SolteQ-Solarziegel mehr als die doppelte geforderte Festigkeit.

SolteQ strebt die 200mp/h-Grenze an, was 370km/h entspricht.

Im Oktober 2022 haben SolteQ-Solar-Dachziegel die Hagelschutzklasse 6 erreicht. In Deutschland wird Hagelschutzklasse 3 mit 30mm Hagelkörnern gefordert. SolteQ-Solar-Dachziegel wurden mit Eiskugeln (keine weichen Schneebälle oder Hagelkörner) mit 60mm Durchmesser und minus 30°C Temperatur mit bis zu 110mp/h beschossen. Selbst nach 18 Schüssen haben alle getesteten Solarziegel den Test bestanden, keine einzige Ziegel ist zerstört worden. Somit haben SolteQ-Solarziegel die Hagelschutzklasse 6 erhalten, die es eigentlich offiziell noch gar nicht gibt. Die höchste Schutzklasse 5 wird neuerdings in Österreich bei Baustoff-Produkten gefordert.

Durch die Ausnutzung der gesamten Dachfläche bis in die Ecken und der prismierten Linsen-Glasoberfläche, sieht das SolteQ-Solardach nicht nur schick und ästhetisch aus, es erzeugt auch bis zu 36% mehr Leistung, als vergleichbare Aufdach-PV-Anlagen, bei nahezu gleichem Preis.

Neben der Nutzung der Dachfläche als Photovoltaik-Anlage zur Stromerzeugung, wird die Fläche auch als thermische Fläche genutzt. Dazu besitzt jede einzelne Solarziegel eine Hinterlüftungsfunktion, über die die warme Luft unter den Solarziegeln homogen über die gesamte Fläche abgesaugt werden kann und einem im First eingebauten Firstrohr, kann die Wärmeenergie ganzheitlich genutzt werden. Wesentlich effektiver, als mit z.B. „Hybrid-Modulen“; die mit wassergeführten Rohren auf der Rückseite versuchen, die Wärme heraus zu führen. Der Nachteil ist, dass nur sektional auf Rohrbreite die Wärme genutzt werden kann und ausserdem Energie hinzugefügt werden muss, da das Wassermedium gefördert werden muss. Das Nutzen der gesamten Luftmenge ist hingegen wesentlich effizienter.

Da es sich um eine große, schwarze Fläche handelt, ist es einleuchtend, dass diese Fläche bei Sonneneinstrahlung warm wird. Im Sommer mehr, aber auch im Winter wird die Fläche warm, somit auch die Luft in der Dachhaut, also unter den Solarziegeln. Mit dieser Wärmeenergie kann man im Idealfall das gesamte Haus mit Heizwärme für Heizung und Warmwasser versorgen.

Wie das auch im Winter funktionieren soll ?

Licht ist Energie. Auch bei minus 10°C ist im Tageslicht Energie vorhanden. Kleine Fläche wenig Energie, große Fläche viel Energie. Nur im absoluten Nullpunkt bei minus 273°C wird es schwierig, Wärme aus der Luft bzw. aus den Luftmolekülen zu gewinnen. Alles, was drüber ist, ist Energie. Mehr oder weniger.

Ein Dach eines Hauses ist generell nun mal eine sehr große Fläche. Die Luft unter schwarzen Dachziegeln wird am Tag wärmer sein, als die Umgebungstemperatur. Dies hat nun eine Studie bewiesen:

Eine von SolteQ bereits in 2019 in Auftrag gegebene Langzeitstudie bei der Uni Rosenheim hat nach knapp 2 Jahren in 2021 erwiesen, dass auch bei minus 10°C eine Durchschnitts-Wärme von PLUS 30°C aus der Dachfläche geholt werden kann. Das ist ein Temperatur-Unterschied von 40°C. Wenn man sich nun vorstellt, dass man einer Luft/Wasser-Wärmepumpe diese Wärmeenergie zur Verfügung stellt, kann sich jeder vorstellen, mit welcher geballten Wärmemenge diese den Heizungs-Pufferspeicher füllen kann. Statt bei minus 10°C, arbeitet diese nun mit plus 30°C. Dadurch wird auch der COP-Faktor einer Wärmepumpe nach oben verschoben und mit Faktor 4-5 multipliziert. Die erzeugte Energiemenge einer Wärmepumpe sind extrem mit sinkender Arbeitstemperatur. In diesem Fall steigt somit nicht nur der Wirkungsgrad bzw. COP-Faktor, sondern die Wärmepumpe arbeitet mit extrem hohem Arbeitspunkt und wird in den meisten Fällen auch in der Lage sein, den gesamten Heizenergie-Bedarf eines Hauses zu decken, sofern das Solardach nicht zu klein gewählt wird.

Das Firstrohr kann mit warmer Luft revers gespeist werden, so dass warme Luft in die Dachhaut unter den Solarziegeln eingeblasen wird und somit der Schnee zum Abtauen gebracht werden. Dazu wird ein Stromspeicher verwendet, der an schneefreien Tagen geladen wird und zur Warm-Luft-Erzeugung genutzt werden kann. Selbstverständlich kann auch der Haus-Stromspeicher genutzt werden.

Im Sommer wird ein Haus aufgewärmt, weil die Sonnenwärme größtenteils über das Dach in das Haus eindringt. Das lässt sich vermeiden, indem die warme Luft aus der Dachhaut ins Freie gefördert wird und so die Dachhaut gekühlt wird. Dazu wird ein 12V-Ventilator mit ein paar Solarziegeln direkt betrieben, der anspringt, sobald die Sonne aufgeht und automatisch wieder aus geht, wenn die Sonne weg ist.

Durch diese aktive Hinterlüftung bzw. Kühlung der Dachhaut, werden auch gleichzeitig die Solarzellen in den Ziegeln gekühlt und deren Wirkungsgrad enorm erhöht. Bei ungekühlten gebäude-integrierten Solardächern kann im Sommer der Ertrag der Anlage schnell um bis zu 40% sinken. Dies ist bedingt durch einen sog. Temperatur-Koeffizienten, der zwischen 0,38 und 0,47% pro °K liegt. So kann die Leistung bei zu heissen Solarzellen auf die Hälfte absinken.

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