Solarkollektor
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[Bearbeiten] Prinzip
Ein schwarzer Körper absorbiert auftreffende elektromagnetische Strahlungen, wie etwa Licht. Dabei wird trivial ausgedrückt Wärme frei gesetzt.
[Bearbeiten] Aufbauschema
"Nebenstehendes Schema zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Flachkollektors mit den wichtigsten Bauteilen. Die durch eine Glasplatte einfallenden Sonnenstrahlen treffen auf einen Solarabsorber. Beim Auftreffen der Sonnenstrahlen wird nahezu der gesamte Spektralbereich des Lichtes absorbiert. Die dabei freiwerdende Wärme soll nicht verloren gehen, weshalb der Kollektor allseitig wärmegedämmt ist. Die konvektive Wärmeabgabe nach vorn wird durch eine oder zwei Glasscheiben verringert. Bei Vakuumkollektoren ist sie ganz unterbunden.
Wärme, die aufgrund der Eigentemperatur des Absorbers von diesem durch Emission wieder abgestrahlt wird, kann größtenteils ebenfalls durch die Glasscheibe zurückgehalten werden, da Glas für die höhere Wellenlänge nicht transparent ist (wellenlängenselektive Transparenz). Sie ist somit im Kollektor gefangen - das Strahlungsgleichgewicht führt zu einer höheren Temperatur als ohne Scheibe. Dies ist der Effekt, der oft mit Wärmefalle oder Treibhauseffekt (besser: Glashauseffekt) beschrieben wird. Bei modernen thermischen Solarkollektoren wird spezielles Solarglas verwendet.
Der Absorber kann insbesondere bei Vakuumkollektoren eine wellenlängenselektive Absorption aufweisen, so dass einerseits eine hohe Absorption für Sonnenlicht besteht und andererseits im Nahen Infrarot ein geringer Emissionsgrad vorliegt und dafür sorgt, dass weniger Wärmestrahlung emittiert wird.
Der erhitzte Absorber überträgt die Wärme auf die in fest mit dem Absorber verbundenen Kupfer- oder Aluminiumrohren fließende Wärmeträgerflüssigkeit. Sie transportiert die Wärmeleistung zu einem Verbraucher oder einem Wärmespeicher. Es gibt Solaranlagen mit offenem Flüssigkeitskreislauf, bei denen der Absorber direkt vom zu erwärmenden Wasser durchströmt wird (vor allem bei Thermosiphonanlagen). In Regionen mit größerer Frostgefahr werden jedoch in der Regel getrennte Flüssigkeitskreisläufe verwendet. Dem in sich geschlossenen Solarkreislauf, auch als Primärkreislauf bezeichnet, wird dabei ein Stoff beigemengt, der den Gefrierpunkt herabsetzt – oft ein Propylenglykol. Die Wärme wird dann über einen Wärmeübertrager auf das Wasser übertragen.
In Vakuumröhrenkollektoren wird die Isolierung durch einen evakuierten Raum innerhalb des Glases verbessert; wie in einer Thermoskanne kann Wärmeenergie nur durch Strahlung, nicht aber durch Konvektion oder Leitung wieder an die kältere Umgebung abgegeben werden. Um den Druckkräften standzuhalten, werden runde Glasröhren verwendet.
Daneben gibt es noch einen halbkugelförmigen Solarkollektor, der, anders als Flachkollektoren, die Sonnenstrahlung während ihres gesamten Umlaufs gut nutzen kann. Diese Bauform hat sich aber noch nicht am Markt etabliert. Infoseiteseite des Handwerkstags Baden-Württemberg und Seite des Instituts" (1)
[Bearbeiten] Praxis
[Bearbeiten] Siehe auch
- Solar Warmwasserkollektor - Mit Konstruktionsplänen, Kollektorkennlinie...
[Bearbeiten] Weblinks
- motherearthnews.com ein englisches Tutorial.
- diydata.com weiterhin englisch.
- DIY Solarwärmer aus Bierflaschen lustig, jedoch sicherlich nicht sehr effektiv.
