sonnenkollektoren

Sonnenkollektor

Ein Sonnenkollektor (auch Solarkollektor oder aber thermischer Kollektor) ist dies Kernstück einer thermischen Solaranlage, mit dieser Kälte aus dieser Strahlungsenergie dieser Sonne (Sonnenenergie) gewonnen sein kann. Dieser besteht grundlegend aus den folgenden Komponenten:

  • Im Inneren befindet sich das schwarzer Absorber, welcher dies Sonnenlicht (einschließlich jener enthaltenen Wärmestrahlung) absorbiert darüber hinaus dieserfalls mit Wärme umwandelt.
  • Alle erzeugte Temperatur wird via eine spezielle Wärmeträgerflüssigkeit (Solarflüssigkeit) übertragen, chip in einem geschlossenen Kreislauf chip Kälte mit den Kollektoren aufnimmt und zum Solarspeicher transportiert. Alle Solarflüssigkeit ist oftmals das Gemisch von Wasser mit Propylenglykol. Sie ist so beschaffen, für den fall sie einerseits im Winter in keiner weise einfriert darüber hinaus wiederum im Sommer sehr hohe Stillstandstemperaturen überstehen möglicherweise. (Es gibt ebenso Anlagen, v. a. mit Röhrenkollektoren, die mit reinem Wasser arbeiten, womit jener Frostschutz durch Zufuhr von seiten wärmerem Wasser gewährleistet wird. )
  • Die Wärmedämmung minimiert jede Wärmeverluste an jede Umgebung. Alle Oberseite kann hingegen nicht allzu klug gedämmt sein, angesichts der tatsache jene ja transparent dies muss.

sonnenkollektoren können zu gunsten von unterschiedliche Zwecke verwendet werden:

  • chon lange genutzt wird welche solare Warmwasserbereitung. Dabei wird das wesentlicher Teil (z. B. welche Hälfte) des jährlichen Primärenergiebedarfs für das Warmwasser mit einem oder vielen sonnenkollektoren (einem Kollektorfeld) gedeckt. Im Sommer wird der Großteil jenes Bedarfs gedeckt, mit gelegentlichen in keiner weise nutzbaren Überschüssen, während welche Produktion im Winter erheblich geringer ist.
  • Eine Solaranlage mag auch für Heizzwecke verwendet sein, d. h. als Solarheizung oder zumindest zur solaren Heizungsunterstützung. Jede jährliche Ausbeute ist dann höher, speziell sofern die Niedertemperaturheizung genutzt wird, angesichts der tatsache welche Kollektoren mit jener Übergangszeit dann uff (berlinerisch) niedrigerem Temperaturniveau arbeiten bringen, wo sie geringere Wärmeverluste haben.
  • sonnenkollektoren bringen industrielle Prozesswärme liefern. Günstig ist vor allem chip Anwendung in Betrieben, chip den ganzjährig hohen Wärmebedarf zaehlen. Alle erzielbaren Wärmekosten können geringer sein als via fossilen Energieträgern.
  • Lehrreich sind ebenso solar betriebene Klimaanlagen, zumal diese genau anschliessend benötigt werden, wenn auch massenweise Sonneneinstrahlung verfügbar ist. Alle Solarwärme (in jener Bestimmung für hohen Temperaturen, mindestens ca. 70°C) wird derbei in einer Absorptionskältemaschine genutzt.
  • Spezielle Moeglichkeiten von seiten Kollektoren (vor allem Parabolrinnenkollektoren) sein nur solarthermischen Kraftwerken für alle Stromerzeugung verwendet.

Schwimmbadabsorbermatten

Die sehr einfache weiterhin preisgünstige Ausführungsform von sonnenkollektoren für Niedertemperatur-Anwendungen sind Schwimmbadabsorbermatten aus schwarzem Kunststoff. Selbige können z. B. Umkleidekabinen oder ein Vordach vor dem Schwimmbad bedecken. Dies Wasser jenes Schwimmbads mag vielmals geradeaus durch diese Matten gepumpt werden, außer den zusätzlichen Wärmeübertrager. Angesichts dieser recht niedrigen Betriebstemperaturen (meist in keiner weise höher denn 30°C) weiterhin jenes Einsatzes bei recht hohen Außentemperaturen sind welche Wärmeverluste widerwille jener einfachen Bauart bei weitem nicht allzu beträchtlich.

Vakuumröhrenkollektoren

Ein Vakuumröhrenkollektor (oder einfach Vakuumkollektor oder aber Röhrenkollektor) (Abbildung 4) besteht aus einer Vielzahl von seiten Vakuumröhren, welche vonseiten metallischen Reflektoren umgeben sind. Alle Reflektoren reflektieren das Sonnenlicht mit jede Röhren hinein, alle innen einen dunklen Absorber enthalten. Der Wärmeverlust wird demzufolge minimiert, für den fall alle Röhren evakuiert (luftleer gepumpt) sind: Wärmeleitung kommt daraufhin einzig noch fuer den Stehen bleiben vor, darüber hinaus ansonsten gibt es Verluste nur durch Wärmestrahlung.

Es gibt sogenannte Heat-Pipe-Röhrenkollektoren, für denen jede Wärmerohre in keiner weise vom zirkulierenden Wasser durchflossen sein, sondern stattdessen teilweise via einer anderen Fluid (fachsprachlich) gefüllt sind. Bei Erwärmung verdampft diese (bei einer Siedetemperatur von z. B. 70°C) des weiteren kondensiert am oberen Ende. (Dies ist dies Prinzip jenes Wärmerohrs = Heat Pipe. ) Alle Kondensatoren aller Röhren sind fuer dem Sammelrohr (etwa herauf Höhe dieser Oberkante jener Kollektoren) angebracht, welches alle Temperatur via einer Solarflüssigkeit abtransportiert.

Vakuumröhrenkollektoren sind wohl teurer denn chip üblichen Flachkollektoren, offerieren wegen jener besseren Wärmedämmung dennoch die höhere Ausbeute zum vorteil von Quadratmeter. Selbige Wärmeausbeute sinkt bei ungünstigen Bedingungen (hohe benötigte Wassertemperatur des weiteren niedrige Außentemperatur) ebenso weniger stark ab, derart für den fall selbst im Winter noch erhebliche Mengen vonseiten Warmwasser so gewonnen sein können (siehe unten). Auch industrielle Prozesswärme für relativ hohen Temperaturen mag mit solchen Kollektoren erzeugt werden. Das weiterer Vorzug ist jener geringere Flächenbedarf für eine gegebene Leistung.

Das Problem ist, dass die Dichtungen im Kollektor das Vakuum möglicherweise bei weitem nicht dauerhaft zum ende kommen. Danach verliert jener Kollektor allmählich an Nutzen. Jener Hinsicht hängt freilich entscheidend von dieser Qualität jener jeweiligen Technologie ab.

Vakuumflachkollektoren

Wenigergebräuchlich sind Vakuumflachkollektoren (oder Unterdruck-Flachkollektoren). Hierbei ist dieser Absorber wie bei dem herkömmlichen Flachkollektor durchgängig ausgeführt, jedoch wird jede Wärmedämmung wie beim Röhrenkollektor über ein Vakuum realisiert. Dies erfordert etliche Abstandshalter, dieserfalls der Kollektor nicht vom äußeren Luftdruck zerdrückt wird. Problematisch mag das, dass chip Dichtigkeit eines Flachkollektors schwerer denn bei Röhren zu machen ist. Im Gegensatz zu Röhrenkollektoren ist es bei Vakuumflachkollektoren möglich weiterhin notwendig, das Vakuum regelmäßig via einer Vakuumpumpe zu erneuern.

Es gibt auch Flachkollektoren, jede via Kryptongas gefüllt werden (welches weniger Kälte ableitet als Luft). Diese kann man dann auf jeden fall bei weitem nicht denn “Vakuumkollektoren” bezeichnen, was jedoch immerhin vereinzelt geschieht.

Vakuumflachkollektoren sind teurer als gewöhnliche Flachkollektoren, doch eben auch effizienter, im besonderen für gleichsam schwacher Sonneneinstrahlung.

Drain-Back-sonnenkollektoren

Drain-Back-sonnenkollektoren sind meistens Flachkollektoren oder aber Röhrenkollektoren, jede jedoch nur einer Hinsicht unterschiedlich betrieben werden denn welche üblichen Kollektoren: Sofern die Umwälzpumpe nicht läuft, fließt das Wasser aus ihnen nur einen Rücklaufbehälter ab. Erst beim Anlaufen der Umwälzpumpe (häufig zu gunsten von einige Minuten mit erhöhter Leistung) wird abermals Wasser in alle Kollektoren betaetigt.

Dieser Hauptvorteil jenes Ansatzes ist, dass dies Wasser in keiner weise via Frostschutzmittel versehen sein muss, da (solange die Pumpe nicht läuft und wenn das Wasser tatsächlich ohne ausnahme abläuft) die Kollektoren für Frosttemperaturen wasserfrei bleiben können. (Auch im Falle, für den fall der Wärmespeicher authentisch gefüllt ist, bleiben die Kollektoren leer. ) Dieser Verzicht herauf ein Frostschutzmittel ist insofern armselig, für den fall dies Betriebs- darüber hinaus Wartungskosten einspart darüber hinaus für den fall reines Wasser eine geringere Viskosität darüber hinaus die höhere Wärmekapazität aufweist denn das Wasser-/Frostschutzmittel-Gemisch. Andererseits wird die leistungsstärkere Pumpe benötigt, weiterhin jene muss vielmals noch gleichermaßen aufwendiger angesteuert werden (z. B. via die zwei Leistungsstufen). Ebenso möglicherweise jener Korrosionsschutz zusätzliche Maßnahmen erfordern.

Speicherkollektoren

Speicherkollektoren sind eine einfache, dennoch ebenso behindert leistungsfähige Lösung zu gunsten von alle solare Warmwasserbereitung. In diesem fall wird geradlinig das Trinkwasser mit Kollektoren erwärmt, jede ebenso das gewisses Volumen zusammentragen bringen. Herauf selbige Weise braucht jemand keinen separaten Warmwasserspeicher, keine Umwälzpumpe ferner keine Steuerung. Nachteile solcher Thermosiphonanlagen sind das relativ kleine Speichervolumen, alle gleichermaßen stark schwankende Temperatur jenes bereitgestellten Warmwassers, alle Gefahr jenes Einfrierens im Winter des weiteren die eingeschränkten Chancen zu gunsten von die Nachheizung (ggf. mit einem Durchlauferhitzer).