DSTTP: Aktuelles

26.06.2018 DSTTP präsent im Forschungsnetztwerke EnergieWendeBauen des BMWi

Die DSTTP wird im Forschungsnetzwerk EnergieWendeBauen des BMWi durch die Arbeitsgruppe 10...

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25.05.2018 Berliner Energietage - Präsentationen der DSTTP-Vorträge

Die Vorträge zu den Berliner Energietagen vom 9 Mai sind jetzt veröffentlicht.

Anbei finden Sie...

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Flachkollektor, Ausschnitt (Quelle: Wagner&Co)
Selektives Absorberband (Quelle: Sunselect)
Selektive Absorberbänder (Quelle: Alanod-Sunselect)
Ultraschall-Absorberschweißen (Quelle: Wagner&Co)

Flachkollektoren

Als Flachkollektoren werden Kollektoren bezeichnet, bei denen der Solarabsorber in einem Kollektorkasten eingebaut ist, der nach vorne durch eine Glasscheibe abgedeckt und zur Seite und nach hinten w√§rmeged√§mmt ist. Der Kollektorkasten besteht √ľblicherweise aus Aluminiumprofilen, teilweise auch aus Kunststoff oder Holz.

In Deutschland ist der Flachkollektor die häufigste Kollektorbauart mit einem Marktanteil von 90%.

In Mitteleuropa werden fast ausschlie√ülich Kollektoren mit selektiven Absorbern eingesetzt.  Normalerweise weist ein K√∂rper, der die Strahlung gut aufnimmt, also z.B. ein schwarzes Blech, gleichzeitig auch eine gute W√§rmeabstrahlung auf. Selektive Absorber dagegen weisen aufgrund einer speziellen Beschichtung eine sehr gute Absorption (Strahlungsaufnahme) von bis zu 95% im Bereich der kurzwelligen Solarstrahlung auf und gleichzeitig eine sehr geringe Emission (Abstrahlung) von 5% bis 10% in der langwelligen W√§rmestrahlung. Dies verbessert die Kollektoreffizienz deutlich.

Das Absorberblech besteht aus Kupfer oder Aluminium. Aufgrund stark gestiegener Kupferpreise nimmt der Marktanteil von Aluminiumabsorbern deutlich zu.

Die in Deutschland eingesetzten selektiven Absorberschichten werden meist im Vakuumverfahren und relativ selten galvanisch aufgebracht. Lacke mit selektiven Eigenschaften werden in Deutschland nicht eingesetzt.

Unter den Vakuumbeschichtungsverfahren gibt es das so genannte PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition), bei dem die selektive Schicht im Magnetron-Sputter- oder dem Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahren aufgebracht wird. In anderen Verfahren werden CERMET-Schichten (CERamic METal compound) mit Metall-Keramik-Verbindung aufgebracht. Diese bestehen aus mehreren Einzelschichten, in denen Metallpartikel in einer keramischen Matrix eingebettet sind. Aufgrund von Streueffekten bewirken sie die Absorption von Strahlung in einem bestimmten Wellenl√§ngenbereich.

Generelle Info Selektive Absorber: BINE-Info 5/99

Eine technologische Herausforderung ist die Verbindung des Absorberblechs mit dem Rohrregister, in dem die W√§rmetr√§gerfl√ľssigkeit flie√üt. Die Verbindung muss √ľber einen sehr langen Zeitraum und bei extremen Temperaturen und Temperaturschwankungen stabil sein und eine sehr gute W√§rmeleitung erm√∂glichen.

Generell werden L√∂t-, Ultraschall-Schwei√ü- und Laserschwei√üverbindungen eingesetzt. Derzeit nehmen die Laserschwei√üverbindungen zu, da die steigende Kollektoreffizienz zu hohen Stillstandstemperaturen f√ľhrt, die f√ľr L√∂tverbindungen problematisch sind.

Seit die dauerhafte Schweißverbindung von Aluminiumblechen mit Kupferrohren beherrscht wird, steigt der Anteil von Aluminiumabsorbern.

Als Glasabeckung wird in Mittel-/Nordeuropa praktisch ausschlie√ülich eisenarmes Solarglas eingesetzt, das mit ca. 91% eine um ca. 8% h√∂here Transmission gegen√ľber √ľblichem Floatglas bietet. Zus√§tzlich werden seit einigen Jahren Solarkollektoren mit Antireflexglas angeboten, welches die Transmission um weitere 4% verbessert.

Physikalische Vorgänge am Flachkollektor (Quelle ITW)

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