Solarthermie - Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren nutzen neben der Solarstrahlung auch das Prinzip des "Treibhaus-Effektes". Dieser Effekt entsteht dadurch, daß Glas für kurzwellige Strahlung (eingestrahltes Licht) durchlässig ist, kaum jedoch für langwellige Strahlung (reflektiertes Licht, Wärmestrahlung). Eine Aufkonzentrierung von Wärme wird somit möglich.
Zentraler Bestandteil eines Sonnenkollektors ist der Absorber, welcher die eingestrahlte Lichtenergie aufnimmt und sich erwärmt. Der Absorber gibt seine Wärme über ein Transportmedium an den Wärmeverbraucher ab. Wegen der günstigen Absorptionseigenschaften von dunkler Farbe werden meist schwarze Absorber aus Kupfer oder Aluminium eingesetzt, häufig mit Spezialbeschichtungen aus Schwarzchrom, Schwarznickel, mit Nickel pigmentiertem Aluminiumoxid oder Titan-Nitrid-Oxid. Neben Kissenabsorbern sind auch röhrenförmige Absorber verbreitet.
Neben dem Absorber gehören folgende Komponenten zu einem Sonnenkollektor:

Transportmedium Wasser oder Luft, Erwärmung bis 70°C (bei Vakuum-Kollektoren bis 120 °C)
Glasscheibe z.T. auch 2 Scheiben wegen besserer Isolierung
Gehäuse Werkstoff: verzinktes Stahlblech, Aluminium, Kunststoff
Isolierung k-Werte zwischen 2,5 und 3,5 W/m2K üblich
Verrohrung  

Nach der Installation der Sonnenkollektoren ist ein kurzer Check, ob alle Komponenten den Transport und Einbau einwandfrei überstanden haben, durchaus sinnvoll. Dabei ist eine Wärmebildkamera mit hochwertiger Analyse-Software äußerst hilfreich, denn mit ihrem Messverfahren lassen sich fehlerhafte Module oder Verbindungen von Sonnenkollektoren leicht lokalisieren. Damit sind sowohl der Installateur der Kollektoren - Solarteur nennt sich dieser vergleichsweise junge Berufsstand - als auch der Besitzer der Anlage auf der sicheren Seite, was die Funktionsfähigkeit der Anlage angeht. Auch für regelmäßige Inspektionen der Anlage sowie zur Feststellung, ob äußere Einflüsse wie Steinschlag, Hagel oder ähnliches zu Schäden geführt haben, eignet sich eine Wärmebildkamera mit ihren präzisen Messungen hervorragend.

Sonnenkollektoren lassen sich nach verschiedenen Kriterien in Bautypen einteilen. Nach der Art der Umwälzung des Transportmediums unterscheidet man eine Schwerkraftumwälzung und eine Zwangsumwälzung (Pumpe), nach der Trennung der Medien ein offenes System (ohne Wärmetauscher mit Wasser als direkt genutztem Medium) und ein geschlossenes System (mit Wärmetauscher und Frostsicherung) und nach der Kollektorform eine Reihe weiterer Typen. Gebräuchlich sind Flachkollektoren, Röhrenkollektoren (häufig mit Trennung von Wärmeerzeugungsrohr und Wärmetransportmedium durch Wärmetauscher) sowie Vakuumkollektoren (Reduktion von Konvektionsverlusten). Konzentrierende Kollektoren mit Spiegeln oder Linsen spielen vor allem bei solarthermischen Kraftwerken eine Rolle.

Login

Literaturtip:
 
zu www.energiefachbuchhandel.de