Solarkollektoren

Solarkollektoren sind Hauptbestandteil einer solarthermischen Anlage, welche zur Gewinnung von Solarenergie aus der Globalstrahlung eingesetzt werden. Die
eingesammelte Energie wird vom Kollektor in Wärme umgewandelt und beispielsweise zum solaren Heizen, Kühlen oder zur Warmwasserbereitung genutzt.

Zur Energiegewinnung können verschiedene Solarkollektoren eingesetzt werden, die verbreitetsten Kollektor Arten sind die Vakuumröhrenkollektoren
und Flachkollektoren. Bei der Wahl des Kollektors sollten unterschiedliche Kriterien, wie Standort, Platzangebot, Temperaturbereich und
Witterungsverhältnisse berücksichtigt werden. Für die einwandfreie Funktion der Anlage ist die Qualität der Produkte sowie die Abstimmung
der einzelnen Anlagenkomponenten aufeinander, wichtig.

Der Unterschied zwischen Röhren- und Flachkollektoren

Der wichtigste Unterschied zwischen Röhren- und Flachkollektoren ist die Dämmung. Ähnlich wie bei
der Gebäudedämmung bewirkt eine gute Dämmung, dass die von der Sonne aufgenommene Energie
nicht wieder an die Umgebung abgegeben wird. Ein guter Kollektor nimmt zum einen möglichst
viel Sonnenstrahlung auf und verliert zum Anderen wenig Energie an die Umgebung.

Einen großen Einfluss auf die Wärmeverluste im Kollektor hat der Temperaturunterschied zwischen
dem erwärmten Wasser und der Umgebung. Ist dieser Unterschied groß, geht viel Wärme verloren,
ist der Unterschied klein, geht weniger Wärme verloren. Einen großen Einfluss haben auch der
Wind und die Luftfeuchtigkeit.

Bei Flachkollektoren wird meist Minaralwolle als Dämmmaterial verwendet, so wie wir Sie aus dem
Hausbau kennen. Bei Wind oder hoher Luftfeuchtigkeit zieht die Dämmung allerdings Wasser und
die Dämmwirkung geht für diesen Zeitraum stark zurück. Vakuumröhren werden durch ein Vakuum,
ähnlich dem Prinzip einer Thermosflasche gegen die Umgebung gedämmt, äußere Umgebungseinflüsse
haben hier einen sehr geringeren Einfluss.

Thermographie verschiedener Solarkollektoren

grüne Querlinie

Solarkollektoren im Vergleich

Vakuumröhrenkollektoren

Flachkollektoren

Vorteile: Vorteile:

  • wesentlich geringere Verluste bei höheren Temperaturdifferenzen
  • höhere Wassertemperaturen erreichbar
  • geringer Wirkungsgradverlust bei Wind und hoher Luftfeuchtigkeit
  • auch Erträge bei sehr kalten Außentemperaturen
  • keine Alterung der Materialien, über Jahre gleichbleibender Wirkungsgrad
  • umfassendere Montagemöglichkeiten
  • Nutzung der reklektierten Sonnenstrahlen durch Einsatz von Powerröhren
  • guter Wirkungsgrad bei geringen Temperaturunterschieden
  • geringere maximale effektive Temperatur
Anwendungsbereiche: Anwendungsbereiche:
  • 100% Deckung Heizung und Warmwasser
  • Hochtemperaturanwendungen (Prozesswärme ab 60°C)
  • Gebiete mit häufigem starken Wind und hoher Luftfeuchtigkeit
  • Ertrag auch bei sehr geringen Außentemperaturen erwünscht
  • Dachflächen mit nicht optimaler Ausrichtung
    (Bei Kollektoren mit drehbaren Röhren, kann somit auf
    einem Dach mit z.B. Süd- West Richtung die Röhren
    genau auf Süden gedreht werden.
  • hohe Deckung von Warmwasser im Sommer bei
    geringer Kollektorfläche

Solar Collectors

Vergleich des Wirkungsgrades

Am Markt wird häufig der Wirkungsgrad von Sonnenkollektoren im Nullpunkt verglichen. In diesem Punkt sind viele Kollektoren gut, auch
Flachkollektoren mit Zwangsbelüftung. Entscheidend für die Beurteilung eines Kollektors für Heizungszwecke ist der Wirkungsgrad im
Winter. Dazu hier unser Kollektor im Vergleich mit einem sehr guten Flachkollektor. Geprüft wurde mit einer Sonnenbestrahlungsstärke
von 1.000 W/m² nach DIN EN 12975-2.

Wirkungsgradvergleich verschiedener Kollektoren

Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad in der Solarthermie beschreibt den Quotienten aus
nutzbarer thermischer Energie und der auftreffenden Einstrahlungen der
Sonnenenergie. Der Wirkungsgrad wird in Prozent angegeben.
mittlere Temperatur: Die mittlere Temperatur beschreibt die Differenz zwischen der mittleren
Temperatur des Wärmeträgers (Tm) und der Umgebungslufttemperatur (Ta).
Die mittlere Temperatur wird in der Maßeinheit Kelvin angegeben.
Ergebnis: Der AkoTec-Vollvakuumröhrenkollektor hat auch im Winter den
besten Wirkungsgrad.

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