Durch einfallendes Sonnenlicht wird die Trägerflüssigkeit im Solarkollektor erwärmt. Die Rohre, die von der Sonne erwärmt werden, sind die Herzstücke der Kollektoren. Ein Kollektor mit der einfachsten Ausführung besteht ausschließlich aus solchen Rohren. Allerdings gibt es die Möglichkeit, mit einigen Maßnahmen die Energieausbeute eines solchen Kollektors zu steigern. Im Folgenden gehen wir unter anderem auf die Unterschiede zwischen Röhren und Flachkollektoren ein.
Die Beschichtungen
Durch eine optimale Beschichtung auf der Oberfläche wird die Absorption des Sonnenlichts verbessert. Die Absorption wird durch zwei Effekte beschränkt. Ein Teil des Sonnenlichts wird an die Oberfläche reflektiert, bevor die Wärme umgewandelt wird. Ebenfalls kommt es zu Verlusten durch Wärmeabstrahlung nach der Umwandlung. Durch die Glasabdeckung wird ein Teil der Verluste verhindert, denn die Wärme wird in der Nähe der Rohre gehalten. Eine effektivere Lösung ist, dass die Abstrahlung an der Oberfläche minimiert wird. Mit einer einfachen Maßnahme können die Abstrahlung und die Reflexion reduziert werden. Diese Maßnahme ist, dass die Rohre schwarz lackiert werden. Die Lackierung enthält eine Beschichtung, die Sogenannten selektive Beschichtung. Mit dieser erzielt man noch bessere Ergebnisse. Dadurch sind die Verluste an der Oberfläche auf 5 Prozent verringert. Die Oberflächen, die beschichtet sind, werden Absorber betitelt.
Eine Glasabdeckung
Die mit Abstand einfachste Maßnahme ist, dass die Rohre in einem wärmeisolierten Gehäuse verlegt werden, welches mit einer Glasabdeckung versehen ist. Hierbei wird der Treibhauseffekt genutzt. Mit minimalen Verlusten dringt das Sonnenlicht unter die Abdeckung und bei der Absorption an den Rohren wird diese in Wärme umgewandelt. Für die Wärme wird durch die Glasabdeckung eine gute Barriere hergestellt. Wodurch die Temperatur in dem Innenraum höher ist als in der Umgebung. Weitere Informationen zu den Speichern finden Sie unter Solarthermie bei TWL Technologie.
Leistungssteigernd
Es gibt zwei weitere Maßnahmen, die Leistung eines Röhrenkollektors zu verbessern. Bei der ersten Möglichkeit wird das Innere von dem Kollektorgehäuse evakuiert. Auf diesem Weg werden thermische Verluste mithilfe von Wärmeleitung vermieden. Dies ist auch für Flachkollektoren möglich. Die zweite Lösung ist, dass durch Spiegel an der Rückwand von den Kollektoren das Licht auf die Röhren zurückgeworfen wird. Die Spiegel heißen CPC Spiegel. Der Wirkungsgrad von den Solarkollektoren kann mithilfe der Maßnahmen um ungefähr ein Drittel gesteigert werden.
Röhren- und Flachkollektoren
Ein Solarkollektor in einer einfachen Wortform nennt sich Flachkollektor. In einem Flachkollektor werden die Rohroberflächen nicht beschichtet. Bei dieser Bauform sind zwei beschichtete Platten verlegt. Diese Platten sind zwischen den Rohren verlegt. Die Platten nennen sich Flachabsorbern. Bei den Röhrenkollektoren ist es hingegen anders, denn hierbei werden die Rohre beschichtet. Dadurch bilden die Rohre selbst den Absorber. In der Herstellung sind die Röhrenkollektoren teurer und aufwendiger, allerdings haben im Gegensatz zu den Flachkollektoren einen höheren Wirkungsgrad. Die Röhrenkollektoren sind neben dem hohen Wirkungsgrad auch in der Lage, hohe Temperaturen zu erzeugen. Ein sehr großer Vorteil in den Flachkollektoren liegt darin, dass sie einen niedrigen Preis haben. Allerdings ist hier die Leistung geringer.
Die Anwendung
Um kleinere Anlagen mit der Warmwasserbereitung realisieren zu können, werden Flachkollektoren empfohlen. In dem Fall, dass die Solarkollektoren für die Raumheizung genutzt werden sollen oder auf einer kleineren Dachfläche installiert werden, bieten sich die Vakuumröhrenkollektoren an.
