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Bild: BSW Solar

Solar-Innovation Röhre gegen Überhitzung

04.06.2015

Neuartige Kollektoren reduzieren thermische Belastung von Solaranlagen

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Hohe solare Deckungsraten und damit hohe Energieeinsparungen erfordern in der Regel großzügig dimensionierte Kollektorflächen. Große Kollektorflächen können aber vor allem in der warmen Sommerzeit zu langen Stagnationszeiten mit Dampfbildung führen, da die Wärme nicht genutzt werden kann.

Viessmann hat dafür eine Lösung entwickelt: Innovative schaltende Flach- und Röhrenkollektoren sollen einen sicheren Schutz der Solaranlage vor Überhitzung gewährleisten. Mit der Absorberbeschichtung im Flachkollektor Vitosol 200-F steht jetzt neben der Phasenwechsel-Temperaturabschaltung im Vakuum-Röhrenkollektor Vitosol 300-T ein zweiter selbstregelnder Kollektor zur Verfügung – beide verhindern die Überhitzung und Dampfbildung.

Die Temperaturabschaltung beider Kollektoren arbeitet völlig unabhängig von Anlagen-Konfiguration und Regelungseinstellungen. Solaranlagen sind damit vollkommen eigensicher. Die thermischen Belastungen von Anlagenkomponenten und Wärmeträgermedium bleiben immer im Normalbereich. So erhöhen sich Lebensdauer und Betriebssicherheit gegenüber herkömmlichen Solaranlagen deutlich. Neben dem robusten Betrieb sind Kollektoren mit schaltender Beschichtung zudem unempfindlich gegen Fehldimensionierung. Planer und Installateure haben damit größere Freiheiten bei Anlagenplanung und Dimensionierung.

Flachkollektor mit schaltender Absorberschicht

Erstmals wurde ein Flachkollektor entwickelt und patentiert, der bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die weitere Energieaufnahme unterbindet. Die Absorberbeschichtung basiert auf dem Prinzip „schaltender Schichten“. Sie verändert abhängig von der Kollektortemperatur ihre Kristallstruktur und damit ihren Absorptions- oder Reflexionsgrad. Oberhalb einer Absorbertemperatur von ca. 75 °C ändert sich die Kristallstruktur, wodurch sich die Reflexion der eintreffenden Solarstrahlung um ein Vielfaches erhöht. Dadurch reduziert sich bei steigenden Kollektortemperaturen die Kollektorleistung, die Stagnationstemperaturen sind deutlich geringer, eine Dampfbildung findet nicht statt.

Sinkt die Temperatur im Kollektor wieder unter 75 °C, geht die Kristallstruktur in den ursprünglichen Zustand zurück. Dann werden mehr als 95 Prozent der eintreffenden Sonnenenergie absorbiert und in Wärme umgewandelt. Damit ist die Leistung des neuen Kollektors höher als bei herkömmlichen Flachkollektoren, da er nicht in Stagnation geht. Der Wechsel der Kristallstruktur ist unbegrenzt reversibel und die Funktion dauerhaft verfügbar.

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