Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 167

Abb. 4.23 Spezifische Wärmeleitfähigkeit λ mehrerer Hochisolationswerkstoffen in (mW/(mK))
als Funktion des Gasdrucks p Gas in der Schüttung in (Pa) bei einer Temperatur von 20 °C und tro-
ckenen Stickstoff sowie Einfluss des mittleren effektiven Porendurchmessers. PU ≡ Polyurethan,
PS ≡ Polystyrol, KS ≡ hochdisperse amorphe Kieselsäure (spezif. Oberfläche 300 m 2 /g; Sorge, Wolf-
gang; IfB GmbH 2009 )

bei höheren Gasdrücken einen Sättigungswert. Der Sättigungswert ist durch die Kontakt-
fläche gegeben.
Je besser das Isolationsvermögen bei kleinen Gasdrücken sein soll, desto mehr spielen
auch die lokalen Kontaktflächen innerhalb des Isolationsstoffes eine Rolle. Beispielsweise
sind sie bei Kugeln kleiner als bei faserartigen Verbünden. Die Abb. 4.24 a illustriert dies
anhand des Vergleichs einer Glasfaser mit einer Siliziumoxidkugelschüttung. Die Schüt-
tung erreicht schon bei relativ großen Drücken den Wert der thermischen Leitfähigkeit des
reinen Materials, während beim Glasfaserverbund je nach Kontaktflächen und Spaltma-
ßen eine optimale Isolationswirkung erst bei viel kleineren Gasdrücken erreicht wird. Die
Leistungsfähigkeit einer derartigen Isolation illustriert die Abb. 4.24 b, das den Vergleich
einer massiven Polystyrolplatte (PS ) mit einer amorphen vakuumisolierten Polystyrol-
schüttung zeigt. Die massive Struktur baut bei gleichem Wärmedurchgangskoeffizienten
10 mal dicker.

4.4 Strahlungswärmetransport

Der Energieaustausch durch Strahlung ist bereits im Zusammenhang mit der extrater-
restrischen Strahlung (vergleiche Kap. 2.3.3) und dem Abschnitt über die Diskussion des
Wirkungsgrads von Kollektoren angesprochen worden, ohne jedoch auf die Details und
den Ursprung der in diesem Zusammenhang verwendeten Formeln einzugehen. Generell
emittiert jeder Köper, dessen Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes liegt, Wär-
mestrahlung. Die Wärmestrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung, die wellenlän-
gen- und temperaturabhängig ist; das heißt, sie besitzt ein Spektrum. Die spektrale Vertei-