Einfluss der Konzentration auf solarthermische Systeme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 88

bei Temperaturen über 150 °C. Die Begrenzungen bei konzentrierenden Systemen werden
hauptsächlich durch drei Aspekte bestimmt:

• den apparativen Aufwand,
• der chemischen Integrität des Wärmeübertragungsmediums (z. B. Wärmedissoziation
von Ölen und Salzen bei Temperaturüberschreitung und
• dem Werkstoffverhalten bei Lastzyklen (Temperaturwechselbeanspruchung, Kriechen,
Ermüden).

3.3 Prinzipieller Aufbau eines Kollektors

Die Abb. 3.3 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines solarthermischen Flachkollektors zur
Wärmegewinnung. Prinzipiell besteht ein derartiger Kollektor aus:

• einer optisch transparenten Abdeckung, die der Sonne zugewandt ist. Sie gewährleistet
die Transmission des Lichts zum Kollektor. Neben ihrer hohen Transparenz muss die
Abdeckung die Wärmeverluste an die Umgebung klein halten.
• einer meist selektiv beschichteten Absorber- oder Empfängerplatine, die die Einstrah-
lung absorbiert,
• einem Wärmeabfuhrsystem, das die Wärme vom Absorber aufnimmt und aus dem Kol-
lektor transportiert,
• einer thermischen Isolierung an den nicht Exergie aufnehmenden Seiten des Kollektors
und
• einer Umschließung, in die die optisch transparente Abdeckung integriert ist. Ihre Auf-
gabe besteht zum einen in der Reduktion der konvektiven Wärmeübertragung im Kol-
lektor und der Wärmeverluste an die Umgebung. Zum anderen soll sie einen Schutz
gegen Verschmutzung und mechanische Beanspruchung bieten und die Fixierung des
Kollektors sowie der damit verbundenen Komponenten sichern.

Die Umschließung ist beim Flachkollektor ein Kasten, der auf der Frontseite durch eine
Glasscheibe abgedeckt ist. Flachkollektoren nutzen als Wärmeträgermedium zum Trans-
port der Wärme aus dem Kollektor zumeist Wasser (je nach Region mit oder ohne Frost-
schutzmittel) oder Luft. Hierzu sind Kanäle oder Rohre am Absorber angebracht, die die
im Kollektor aufgefangene Wärme an das Wärmeträgermedium transferieren. Häufig han-
delt es sich um mehrere parallele Rohre, die durch Verteiler- und Sammelleitungen mit
dem externen Rohrleitungsnetz (z. B. Heizkreislauf oder Nachbarkollektor) verbunden
sind (eine detailliertere Beschreibung erfolgt in Kap. 6.2.2).
Ein Röhrenkollektor besteht aus einer evakuierten Glasröhre, in deren Inneren sich
entweder mit dem Wärmeträgerfluid gefüllte Absorberrohre (vgl. Abb. 3.4 ) oder strei-
fenförmige Absorberplatinen mit daran befestigten Rohren zur Wärmeabfuhr befinden.