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Solarkollektoren

Solarkollektoren oder Sonnenkollektoren nützen die Technologie, um aus Sonnenlicht Energie für die Warmwasserbereitung, Heizungsunterstützung, aber auch Kühlung und andere Anwendungen zu erhalten. Eine Solaranlage besteht üblicherweise aus mehreren Solarkollektoren bzw. Sonnenkollektoren. Als thermische Solarkollektoren bezeichnet man jene, die mit der absorbierten Sonnenenergie ein Trägermedium (Heizungswasser) aufheizen. Dahingegen werden übrigens die Vorrichtungen zur Gewinnung elektrischer Energie in Photovoltaikanlagen meist Solarmodule genannt. (Quelle: Wikipedia).

Wer sich der Solarenergie nicht bedient, lässt sehr viel Kraft ungenutzt. Denn die Sonne liefert in nur sage und schreibe drei Stunden so viel Energie, um damit den Jahresbedarf der gesamten Erdbevölkerung abdecken zu können. Somit ist das Potential der Sonnenenergie sogar größer als die Summe aller anderen Erneuerbaren Energien zusammen. Um überhaupt Energie zu gewinnen, lässt sich  sowohl die direkte, als auch die diffuse Sonnenstrahlung nutzen.

Ideale Ausrichtung von Solarkollektoren

Wie Sonne und Erde zueinander stehen, verändert sich ständig. Im Tagesverlauf, aber auch im Laufe der Jahreszeiten variiert durch die Erdbewegung somit der Einstrahlungswinkel der Sonne zur Kollektorfläche. Um trotz dieser Bedingungen den größtmöglichen Energiegewinn zu erwirtschaften, spielt die Ausrichtung der Solaranlage eine entscheidende Rolle.

Betrachtet man nun die Sonneneinstrahlung über einen Tag, zeigt sich, dass eine Ausrichtung nach Süden der Idealzustand wäre. So könnte nämlich die Sonnenenergie nahezu den ganzen Tag genützt werden. Morgens sind die Bedingungen allerdings ohnehin oft weniger gut, weil es noch nebelig ist oder die Lufttemperaturen schlicht noch nicht sehr hoch sind. Darum bietet sich für die Positionierung der Solarkollektoren auch eine Abweichung um etwa zehn Grad nach Südwest an. Damit verwertet man diese schlechteren Randbedingungen am Morgen absichtlich nicht; dafür können die späten Sonnenstunden länger ausgenutzt werden, bei denen die Umstände für die Energiegewinnung meist um einiges besser sind.

Der richtige Kollektor-Typ

SOLARFOCUS führt zwei verschiedene Typen von Kollektoren im Programm: einerseits den klassischen Flachkollektor Sunnyline und den CPCkollektor. Das Herzstück beider Kollektoren ist ein Absorber aus Kupfer, der die einfallenden Sonnenstrahlen in Wärme umwandelt. Eine kristalline Oberfläche der Beschichtung ermöglicht es, rund 95 Prozent der Lichtstrahlen tatsächlich zu absorbieren. Die im Absorberstreifen fließende Trägerflüssigkeit erwärmt sich und gibt diese Wärmeenergie dann ans Heizsystem ab.

Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Kollektortypen ist, dass im  Sunnyline die Streifen flach angeordnet sind und er auf diese Art seinen optimalen Wirkungsgrad erreicht, wenn die Sonnenstrahlen in einem Winkel von 90 Grad auf den Absorber treffen. Im Inneren des CPCkollektor hingegen befindet sich Spiegelrinnen, also sozusagen zylindrische Reflektoren, indem die Absorberstreifen senkrecht stehen. Wenn bei flacher, schwacher Einstrahlung das Licht auf den Kollektor und somit in die Spiegelrinnen fällt, wird es gebündelt und auf den Absorber reflektiert. So ist es möglich, dank der CPC-Geometrie auch schräg einfallendes Sonnenlicht zu verwerten und noch nutzbare Temperaturen zu erzielen.

Durch eine derart effiziente Nutzung der Sonnenenergie spart man auch an Heizkosten, weil der Heizkessel so um einiges länger Pause machen darf.

 

Ausgereifte Technische Details für eine lange Lebensdauer

Solarkollektoren müssen natürlich nicht nur optimal den Himmelsrichtungen nach ausgerichtet sein, sondern sollen neuesten technischen Standards entsprechen, um lange den erwünschten Nutzen erzielen zu können. Dafür ist beispielsweise eine dichte Bauweise sehr hilfreich, da auf diesem Weg keine Schmutzablagerungen ins Innere des Kollektors gelangen können, die den Ertrag reduzieren. Der CPCkollektor ist im Gegensatz zu herkömmlichen Flachkollektoren luft- und wasserdicht gebaut. Da sich die Luft bei Erwärmung im Kollektorinneren ausdehnt, muss der entstehende Überdruck durch ein spezielles Überdruckventil entweichen. Auch dass bei der darauffolgenden Abkühlung ein Unterdruck entsteht, ist kein Problem, weil das Solarsicherheitsglas von den Reflektorrinnen gestützt wird. Das ist auch schon das nächste Stichwort: Spart man beim verwendeten Glas, kann es schon mal sein, dass Hagel einen Solarkollektor zerstört. SOLARFOCUS verwendet deshalb nur Solarsicherheitsglas, das absolut schlag- und hagelfest ist, was auch das nachfolgende Video veranschaulicht:


>> Hier geht's zum Solarglas-Video


Obwohl das vier Millimeter dünne Solarglas prismenstrukturiert ist, ist es höchst lichtdurchlässig, um hohe Erträge zu garantieren.

 

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