sonnenkollektoren

Sonnenkollektor

Das Sonnenkollektor (auch Solarkollektor oder thermischer Kollektor) ist das Kernstück einer thermischen Solaranlage, mit der Wärme aus jener Strahlungsenergie der Stern (Sonnenenergie) gewonnen werden mag. Er besteht grundlegend aus den folgenden Komponenten:

  • Im Inneren befindet sich das mensch mit dunkler hautfarbe Absorber, welcher dies Sonnenlicht (einschließlich dieser enthaltenen Wärmestrahlung) absorbiert und derbei nur Wärme umwandelt.
  • Jede erzeugte Wärme wird per die spezielle Wärmeträgerflüssigkeit (Solarflüssigkeit) transferieren, chip in einem geschlossenen Kreislauf welche Temperatur in den Kollektoren aufnimmt ferner zum Solarspeicher transportiert. Welche Solarflüssigkeit ist häufig ein Mischung vonseiten Wasser via Propylenglykol. Sie ist so sehr beschaffen, dass jene einerseits im Winter nicht einfriert des weiteren wiederum im Sommer ausgesprochen hohe Stillstandstemperaturen überleben möglicherweise. (Es gibt ebenso Anlagen, v. a. mit Röhrenkollektoren, chip via reinem Wasser arbeiten, womit dieser Frostschutz durch Zufuhr von seiten wärmerem Wasser gewährleistet wird. )
  • Eine Wärmedämmung minimiert alle Wärmeverluste fuer alle Region. Jede Oberseite möglicherweise doch nicht allzu leicht gedämmt sein, da jene ja transparent sein muss.

sonnenkollektoren wirkungsgrad können für verschiedene Zwecke eingeführt sein:

  • chon lange zeit verwendet wird die solare Warmwasserbereitung. Hierbei wird das wesentlicher Teil (z. B. welche Hälfte) jenes jährlichen Primärenergiebedarfs für dies Warmwasser via dem oder vielen sonnenkollektoren (einem Kollektorfeld) gedeckt. Im Sommer wird dieser Großteil jenes Bedarfs gedeckt, via gelegentlichen nicht nutzbaren Überschüssen, während jede Produktion im Winter erheblich geringer ist.
  • Die Solaranlage kann auch für Heizzwecke verwendet werden, d. h. als Solarheizung oder zumindest zur solaren Heizungsunterstützung. Jede jährliche Ausbeute ist anschliessend höher, besonders sofern eine Niedertemperaturheizung verwendet wird, angesichts der tatsache alle Kollektoren in dieser Übergangszeit anschliessend herauf niedrigerem Temperaturniveau arbeiten können, wo sie geringere Wärmeverluste innehaben.
  • sonnenkollektoren können industrielle Prozesswärme liefern. Armselig ist vornehmlich jede Anwendung in Betrieben, alle einen ganzjährig hohen Wärmebedarf besitzen. Jede erzielbaren Wärmekosten können geringer sein denn via fossilen Energieträgern.
  • Lehrreich sind außerdem solar betriebene Klimaanlagen, indes selbige genau zeitweilig benötigt sein, sofern auch massenweise Sonneneinstrahlung verfügbar ist. Die Solarwärme (in der Bestimmung für hohen Temperaturen, mindestens ca. 70°C) wird in diesem fall nur einer Absorptionskältemaschine genutzt.
  • Spezielle Moeglichkeiten von Kollektoren (vor allem Parabolrinnenkollektoren) werden in solarthermischen Kraftwerken zu gunsten von alle Stromerzeugung eingeführt.

Schwimmbadabsorbermatten

Eine sehr einfache darüber hinaus preisgünstige Ausführungsform von sonnenkollektoren zu gunsten von Niedertemperatur-Anwendungen sind Schwimmbadabsorbermatten aus schwarzem Kunststoff. Selbige bringen z. B. Umkleidekabinen oder ein Vordach vor einem Schwimmbad bedecken. Das Wasser jenes Schwimmbads mag vielmals geradeaus durch selbige Matten gepumpt werden, ohne den zusätzlichen Wärmeübertrager. Aufgrund dieser recht niedrigen Betriebstemperaturen (meist in keiner weise höher als 30°C) und des Spieleinsatzes für relativ hohen Außentemperaturen sind jede Wärmeverluste trotz jener einfachen Bauart bei weitem nicht allzu beträchtlich.

Vakuumröhrenkollektoren

Ein Vakuumröhrenkollektor (oder leicht Vakuumkollektor oder aber Röhrenkollektor) (Abbildung 4) besteht aus einer Vielzahl vonseiten Vakuumröhren, die vonseiten metallischen Reflektoren umgeben sind. Die Reflektoren reflektieren dies Sonnenlicht in welche Röhren hinein, jede innen den dunklen Absorber enthalten. Der Wärmeverlust wird hierbei minimiert, dass chip Röhren evakuiert (luftleer gepumpt) sind: Wärmeleitung stammt zeitweilig lediglich noch fuer welchen Abreißen vor, weiterhin ansonsten gibt es Verluste nur über Wärmestrahlung.

Es gibt sogenannte Heat-Pipe-Röhrenkollektoren, für denen die Wärmerohre nicht vom zirkulierenden Wasser durchflossen sein, stattdessen stattdessen teilweise via einer anderen Flüssigkeit gefüllt sind. Bei Erwärmung verdampft jene (bei einer Siedetemperatur von seiten z. B. 70°C) ferner kondensiert pro oberen Schluss. (Dies ist das Prinzip jenes Wärmerohrs = Heat Pipe. ) Alle Kondensatoren aller Röhren sind an dem Sammelrohr (etwa auf Höhe der Oberkante jener Kollektoren) angebracht, welches chip Wärme via einer Solarflüssigkeit abtransportiert.

Vakuumröhrenkollektoren sind wohl teurer als chip üblichen Flachkollektoren, geben wegen jener besseren Wärmedämmung allerdings eine höhere Ausbeute pro Quadratmeter. Diese Wärmeausbeute sinkt bei ungünstigen Bedingungen (hohe benötigte Wassertemperatur ferner niedrige Außentemperatur) ebenso weniger stark ab, so für den fall selbst im Winter noch erhebliche Mengen von Warmwasser derart gewonnen sein bringen (siehe unten). Auch industrielle Prozesswärme bei bedeutend hohen Temperaturen möglicherweise via solchen Kollektoren erzeugt sein. Das weiterer Vorteil ist jener geringere Flächenbedarf für eine gegebene Leistung.

Ein Problem ist, dass chip Dichtungen im Kollektor das Vakuum unter Umständen in keiner weise dauerhaft zum ende kommen. Danach verliert jener Kollektor allmählich an Vorteil. Jener Hinsicht hängt auf jeden fall entscheidend vonseiten der Qualität dieser jeweiligen Technologie ab.

Vakuumflachkollektoren

Wenigergebräuchlich sind Vakuumflachkollektoren (oder Unterdruck-Flachkollektoren). In diesem fall ist jener Absorber als bei dem herkömmlichen Flachkollektor durchweg ausgeführt, dennoch wird alle Wärmedämmung wie beim Röhrenkollektor durch das Vakuum realisiert. Das erfordert viele Abstandshalter, hiermit jener Kollektor nicht vom äußeren Luftdruck zerdrückt wird. Problematisch mag jenes, für den fall welche Dichtigkeit eines Flachkollektors schwerer denn für Röhren zu bewirken ist. Im Unterschied zu Röhrenkollektoren ist es bei Vakuumflachkollektoren möglich darüber hinaus notwendig, dies Vakuum regelmäßig via einer Vakuumpumpe zu erneuern.

Es gibt auch Flachkollektoren, welche mit Kryptongas gefüllt werden (welches weniger Wärme deduziert als Luft). Jene kann der spieler danach natürlich in keiner weise denn “Vakuumkollektoren” benennen, was allerdings immerhin zeitweilig geschieht.

Vakuumflachkollektoren sind teurer als gewöhnliche Flachkollektoren, allerdings eben ebenso effizienter, vornehmlich bei eher schwacher Sonneneinstrahlung.

Drain-Back-sonnenkollektoren

Drain-Back-sonnenkollektoren sind meistens Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren, chip aber in einer Hinsicht unterschiedlich betrieben werden als die üblichen Kollektoren: Wenn die Umwälzpumpe nicht läuft, fließt das Wasser aus ihnen in den Rücklaufbehälter ab. Vor allem bei dem Anlaufen jener Umwälzpumpe (häufig für einige Minuten mit erhöhter Leistung) wird wieder Wasser mit welche Kollektoren betaetigt.

Der Hauptvorteil dieses Ansatzes ist, dass das Wasser in keiner weise mit Frostschutzmittel versehen werden muss, angesichts der tatsache (solange welche Pumpe in keiner weise läuft ferner wenn dies Wasser tatsächlich ohne ausnahme abläuft) jede Kollektoren für Frosttemperaturen wasserfrei bleiben können. (Auch im Falle, dass der Wärmespeicher authentisch gefüllt ist, bleiben jede Kollektoren leer. klammer zu Jener Verzicht auf das Frostschutzmittel ist insofern günstig, für den fall das Betriebs- und Wartungskosten einspart weiterhin dass reines Wasser eine geringere Viskosität darüber hinaus die höhere Wärmekapazität aufweist als ein Wasser-/Frostschutzmittel-Gemisch. Wiederum wird die leistungsstärkere Pumpe benötigt, weiterhin jene muss oft bis heute gleichermaßen aufwendiger angesteuert werden (z. B. via die zwei Leistungsstufen). Außerdem kann jener Korrosionsschutz weitere Maßnahmen erfordern.

Speicherkollektoren

Speicherkollektoren sind eine einfache, allerdings ebenso eingeschränkt leistungsfähige Lösung für jede solare Warmwasserbereitung. In diesem fall wird geradlinig dies Trinkwasser nur Kollektoren erwärmt, alle auch ein gewisses Volumen inkorporieren bringen. Herauf diese Weise braucht man keinen separaten Warmwasserspeicher, keine Umwälzpumpe des weiteren keine Steuerung. Nachteile solcher Thermosiphonanlagen sind dies relativ winzige Speichervolumen, welche gleichermaßen abgefahren schwankende Temperatur des bereitgestellten Warmwassers, alle Gefahr des Einfrierens im Winter darüber hinaus alle eingeschränkten Möglichkeiten zu gunsten von eine Nachheizung (ggf. mit dem Durchlauferhitzer).