sonnenkollektoren

Sonnenkollektor

Das Sonnenkollektor (auch Solarkollektor oder thermischer Kollektor) ist dies Kernstück einer thermischen Solaranlage, mit jener Temperatur aus jener Strahlungsenergie der Sonne (Sonnenenergie) gewonnen sein möglicherweise. Dieser besteht im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:

  • Im Inneren befindet sich ein schwarzer Absorber, welcher das Sonnenlicht (einschließlich der enthaltenen Wärmestrahlung) absorbiert und damit in Temperatur umwandelt.
  • Jede erzeugte Wärme wird über eine spezielle Wärmeträgerflüssigkeit (Solarflüssigkeit) übertragen, jede in einem geschlossenen Kreislauf welche Kälte mit welchen Kollektoren aufnimmt des weiteren zum Solarspeicher transportiert. Die Solarflüssigkeit ist oftmals ein Gemisch von Wasser via Propylenglykol. Sie ist so sehr beschaffen, dass jene einerseits im Winter bei weitem nicht einfriert und andererseits im Sommer ausgesprochen hohe Stillstandstemperaturen überstehen mag. (Es gibt ebenso Anlagen, v. a. via Röhrenkollektoren, chip via reinem Wasser arbeiten, wobei dieser Frostschutz über Zufuhr von seiten wärmerem Wasser gewährleistet wird. )
  • Eine Wärmedämmung minimiert welche Wärmeverluste an welche Umgebung. Die Oberseite kann jedoch nicht allzu leicht gedämmt sein, da sie ja transparent jenes muss.

sonnenkolektor können zu gunsten von unterschiedliche Zwecke eingeführt werden:

  • chon lange verwendet wird jede solare Warmwasserbereitung. Dabei wird das wesentlicher Teil (z. B. alle Hälfte) des jährlichen Primärenergiebedarfs für dies Warmwasser via einem oder vielen sonnenkollektoren (einem Kollektorfeld) gedeckt. Im Sommer wird jener Großteil jenes Bedarfs gedeckt, mit gelegentlichen in keiner weise nutzbaren Überschüssen, während die Produktion im Winter erheblich geringer ist.
  • Eine Solaranlage mag ebenso zu gunsten von Heizzwecke eingeführt werden, d. h. als Solarheizung oder zumindest zur solaren Heizungsunterstützung. Chip jährliche Ausbeute ist zeitweilig höher, besonders sofern die Niedertemperaturheizung verwendet wird, da die Kollektoren mit der Übergangszeit danach auf niedrigerem Temperaturniveau arbeiten bringen, wo jene geringere Wärmeverluste innehaben.
  • sonnenkollektoren können industrielle Prozesswärme liefern. Armselig ist speziell welche Anwendung nur Betrieben, alle den ganzjährig hohen Wärmebedarf zaehlen. Jede erzielbaren Wärmekosten bringen geringer sein denn via fossilen Energieträgern.
  • Informativ sind ebenso solar betriebene Klimaanlagen, weil jene genau danach benötigt werden, sofern ebenso massenhaft Sonneneinstrahlung verfügbar ist. Die Solarwärme (in jener Regel für hohen Temperaturen, mindestens ca. 70°C) wird dabei in einer Absorptionskältemaschine genutzt.
  • Spezielle Moeglichkeiten vonseiten Kollektoren (vor allem Parabolrinnenkollektoren) sein nur solarthermischen Kraftwerken für chip Stromerzeugung verwendet.

Schwimmbadabsorbermatten

Die sehr einfache weiterhin preisgünstige Ausführungsform von seiten sonnenkollektoren zu gunsten von Niedertemperatur-Anwendungen sind Schwimmbadabsorbermatten aus schwarzem Kunststoff. Diese bringen z. B. Umkleidekabinen oder aber das Vordach vor dem Schwimmbad bedecken. Das Wasser des Schwimmbads kann vielmals direkt durch selbige Matten gepumpt werden, ohne einen zusätzlichen Wärmeübertrager. Angesichts jener recht niedrigen Betriebstemperaturen (meist nicht höher als 30°C) weiterhin des Spieleinsatzes für relativ hohen Außentemperaturen sind welche Wärmeverluste trotz der einfachen Bauart bei weitem nicht allzu riesig.

Vakuumröhrenkollektoren

Das Vakuumröhrenkollektor (oder einfach Vakuumkollektor oder aber Röhrenkollektor) (Abbildung 4) besteht aus einer Vielzahl von seiten Vakuumröhren, alle von metallischen Reflektoren umgeben sind. Welche Reflektoren reflektieren dies Sonnenlicht nur welche Röhren hinein, welche innen den dunklen Absorber enthalten. Dieser Wärmeverlust wird hierbei minimiert, dass welche Röhren evakuiert (luftleer gepumpt) sind: Wärmeleitung kommt danach einzig noch fuer welchen Enden vor, des weiteren ansonsten gibt es Verluste nur über Wärmestrahlung.

Es gibt sogenannte Heat-Pipe-Röhrenkollektoren, für denen chip Wärmerohre nicht vom zirkulierenden Wasser durchflossen werden, sondern stattdessen teilweise mit einer anderen Fluid (fachsprachlich) gefüllt sind. Für Erwärmung verdampft selbige (bei einer Siedetemperatur vonseiten z. B. 70°C) darüber hinaus kondensiert am oberen Schluss. (Dies ist das Prinzip des Wärmerohrs = Heat Pipe. klammer zu Chip Kondensatoren aller Röhren sind an einem Sammelrohr (etwa herauf Höhe der Oberkante jener Kollektoren) angebracht, welches chip Wärme mit einer Solarflüssigkeit abtransportiert.

Vakuumröhrenkollektoren sind zwar teurer denn die üblichen Flachkollektoren, geben wegen der besseren Wärmedämmung aber eine höhere Ausbeute pro Quadratmeter. Diese Wärmeausbeute sinkt bei ungünstigen Bedingungen (hohe benötigte Wassertemperatur und niedrige Außentemperatur) auch weniger abgefahren ab, derart für den fall selbst im Winter noch erhebliche Mengen vonseiten Warmwasser derart gewonnen werden können (siehe unten). Sogar industrielle Prozesswärme für relativ hohen Temperaturen mag mit solchen Kollektoren erzeugt sein. Das weiterer Vorteil ist jener geringere Flächenbedarf für die gegebene Leistung.

Das Aufgabe ist, für den fall welche Dichtungen im Kollektor das Vakuum möglicherweise in keiner weise dauerhaft halten. Daraufhin verliert der Kollektor allmählich an Vorteil. Jener Aspekt hängt freilich entscheidend vonseiten jener Qualität jener jeweiligen Technologie ab.

Vakuumflachkollektoren

Wenigergebräuchlich sind Vakuumflachkollektoren (oder Unterdruck-Flachkollektoren). Hierbei ist dieser Absorber als beim herkömmlichen Flachkollektor durchgängig ausgeführt, aber wird die Wärmedämmung als bei dem Röhrenkollektor durch das Vakuum realisiert. Dies erfordert vielerlei Abstandshalter, derbei dieser Kollektor nicht vom äußeren Luftdruck zerdrückt wird. Problematisch mag das, für den fall welche Dichtigkeit eines Flachkollektors schwerer als für Röhren zu erzeugen ist. Im Gegensatz zu Röhrenkollektoren ist es bei Vakuumflachkollektoren möglich weiterhin notwendig, das Vakuum regelmäßig mit einer Vakuumpumpe zu erneuern.

Es gibt ebenso Flachkollektoren, die via Kryptongas gefüllt werden (welches weniger Kälte ableitet als Luft). Diese kann der spieler dann natürlich in keiner weise denn “Vakuumkollektoren” bezeichnen, was jedoch immerhin zeitweise geschieht.

Vakuumflachkollektoren sind teurer denn gewöhnliche Flachkollektoren, jedoch eben ebenso effizienter, speziell für eher schwacher Sonneneinstrahlung.

Drain-Back-sonnenkollektoren

Drain-Back-sonnenkollektoren sind meistens Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren, chip aber mit einer Hinsicht unterschiedlich betrieben werden als die üblichen Kollektoren: Wenn chip Umwälzpumpe bei weitem nicht läuft, fließt das Wasser aus ihnen in den Rücklaufbehälter ab. Vor allem bei dem Anlaufen der Umwälzpumpe (häufig zu gunsten von manche Minuten via erhöhter Leistung) wird wieder Wasser nur jede Kollektoren gedrückt.

Der Hauptvorteil jenes Ansatzes ist, dass das Wasser nicht mit Frostschutzmittel versehen werden muss, angesichts der tatsache (solange jede Pumpe nicht läuft darüber hinaus sofern dies Wasser tatsächlich einstimmig abläuft) die Kollektoren bei Frosttemperaturen wasserfrei bleiben bringen. (Auch im Falle, dass der Wärmespeicher perfekt gefüllt ist, bleiben welche Kollektoren leer. ) Jener Verzicht auf ein Frostschutzmittel ist insofern günstig, für den fall dies Betriebs- und Wartungskosten einspart und dass reines Wasser die geringere Viskosität ferner eine höhere Wärmekapazität aufweist denn ein Wasser-/Frostschutzmittel-Gemisch. Andererseits wird die leistungsstärkere Pumpe benötigt, weiterhin diese muss oft noch gleichermaßen aufwendiger angesteuert werden (z. B. mit die zwei Leistungsstufen). Außerdem möglicherweise jener Korrosionsschutz zusätzliche Maßnahmen erfordern.

Speicherkollektoren

Speicherkollektoren sind die einfache, dennoch auch gehandikapt leistungsfähige Lösung für chip solare Warmwasserbereitung. Derbei wird direkt dies Trinkwasser in Kollektoren erwärmt, chip auch das gewisses Volumen speichern können. Herauf jene Weise braucht jemand keinen separaten Warmwasserspeicher, keine Umwälzpumpe ferner keine Steuerung. Nachteile solcher Thermosiphonanlagen sind das recht kleine Speichervolumen, welche passend stark schwankende Temperatur jenes bereitgestellten Warmwassers, chip Gefahr jenes Einfrierens im Winter und chip eingeschränkten Chancen für die Nachheizung (ggf. via einem Durchlauferhitzer).