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Mehr Effizienz für Solarthermie
Projektinfo 08/2010
 

Abb.1: Großkollektoren mit vorderer Folienisolation in einer solaren Nahwärmesiedlung
© Fa. Arcon, Skørping (Dänemark)

Kunststoff-Folie isoliert Flachkollektor

Kollektoren für die Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung sind heute keine Besonderheit mehr. Ziel ist es, den Beitrag der solaren Wärme auf dem privaten Wohnungssektor durch die Errichtung großer solarer Nahwärmeanlagen weiter zu steigern und Solarenergie auch in der industriellen Prozesswärmeerzeugung und für die solare Kühlung zu etablieren. Um dies zu erreichen, müssen Flachkollektoren mit Betriebstemperaturen von 70 bis 120°C wirksamer, leichter und kostengünstiger werden.

Vakuumröhrenkollektoren arbeiten in diesem Temperaturbereich bereits sehr effizient. Auch doppelt verglaste Flachkollektoren mit Edelgasfüllung weisen gute Wirkungsgrade auf, sind aber vergleichsweise schwerer und teurer. Vakuumröhrenkollektoren kosten etwa das Doppelte im Vergleich zu gängigen, einfachverglasten Flachkollektoren, ermöglichen aber gerade bei höheren Betriebstemperaturen höhere Kollektorwirkungsgrade.

Bild 1 - projekt 0810 01: Abb.1: Großkollektoren mit vorderer Folienisolation in einer solaren Nahwärmesiedlung
Copyright: Fa. Arcon, Skørping (Dänemark)
Bild 2 - projekt 0810 02: Abb. 2: Unilever Zentrale in Hamburg: Die äußere Fassadenhaut besteht aus mit ETFE-Folie bespannten Rahmen.
Copyright: Behnisch Architekten, Foto Adam Mørk
Bild 3 - projekt 0810 03: Abb. 3: Prinzipskizze des Großkollektormoduls mit vorderer ETFE-Folienisolation und Detail der Folienbefestigung
Copyright: Fa. Sonnenkraft, Regensburg
Bild 4 - projekt 0810 04: Abb. 4: Wirkungsgradvergleiche konventioneller Flachkollektor und Folienkollektoren (bezogen auf Aperturfläche) sowie Vakuumröhrenkollektor (bezogen auf Bruttofläche)
Copyright: ZAE Bayern, Würzburg
Bild 5 - projekt 0810 05: Abb. 5: Doppelglaskollektor im Querschnitt
Copyright: Schüco International KG, Bielefeld
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Eine wirtschaftlichere Lösung zu finden, war Ziel eines vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit im Rahmen des Programms Solarthermie2000plus geförderten Forschungsprojektes. Ein Verbund aus Wissenschaft und Industrie untersuchte drei Jahre lang die Einsatzmöglichkeiten dünner, hochtransparenter Polymerfolien in Flachkollektoren. Dieser strebte thermisch verbesserte, stillstandssichere und wirtschaftlichere Kollektoren an. Zum einen wurde dazu eine Kunststofffolie zwischen Absorber und Antireflex-Glasscheibe gespannt, um vordere Wärmeverluste durch Konvektion zu unterdrücken. Zum anderen wurde hinter den Absorber statt der bisher üblichen Mineralwolle eine mit Aluminium beschichtete Folie eingesetzt. Außerdem wurde untersucht, ob eine bewegliche, lichtundurchlässige Folie zwischen Absorber und Abdeckscheibe als Überhitzungsschutz dienen kann.

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Adressen

Wissenschaftliche Leitung
ZAE Bayern

Wissenschaftliche Begleitforschung
Universität Erlangen-Nürnberg