Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 257

Tab. 4.19 Unterschiedliche moderne selektive Absorberbeschichtungen und deren spezifische
Charakteristika
Produkt TiNOX Sunselect Diamanta Sunstrip Gibo

Funktionsschicht TiN x O y Cermet Ni-NiO

(Schwarznickel)

Cr-CrO
(Schwarzchrom)

Substrat Cu Cu Cu (Al,

Edelstahl)

Al Cu

0.95 0.95 0.9-0.96 0.92-0.96 0.96

α s (/)

ε IR (/) 0.05 0.05 0.05 + 0.02 0.1 0.10

α s / ε IR (/) 19 19 12.85-19.2 9.2-9.6 9.6

Produktionsver-
fahren

PVD Sputtern Kombiniertes

Sputtern-CVD

Sputtern Sputtern oder

Galvanik

Entscheidend für die Auswahl einer der Anwendung angepassten Absorberschicht ist
daher die Berechnung der Absorbertemperatur bei der zu erwartenden maximalen Ein-
strahlung, die sich aus dem Einsatzort (lokale Gegebenheit, Dachneigung, …), dem Kol-
lektortyp (Flach-, Röhren- Speicherkollektor) und dem Einsatzzweck (Prozesswärme oder
Leistungseinsatz) ergibt. Hierbei ist zwischen Nieder- und Hochtemperaturanwendungen
zu unterscheiden, wobei in den Fachbüchern keine klare Abgrenzung zwischen beiden Be-
reichen gegeben ist. In der Fachliteratur wird zumeist eine imaginäre Grenze bei ca. 400 °C
angesetzt, siehe beispielsweise Kennedy ( 2002 ), ab der man vom mittleren Temperaturbe-
reich spricht und ab ca. 650 °C entsprechend vom Hochtemperaturbereich.
Für die Absorberschichten ist der Temperaturbereich deshalb von essentieller Bedeu-
tung, da die Schichten über andere thermophysikalische Eigenschaften als das Substrat-
material verfügen. Wegen ihrer geringen Dicke führen hohe Temperaturspreizungen über
der Schicht zu einer erheblichen Reduktion der Lebensdauer. Ein weiterer wichtiger die
Lebensdauer betreffender Aspekt ist die Atmosphäre, in der sich der Absorber befindet;
hier ist sowohl Vakuum als auch Luft möglich.

4.6.3 Absorberschichten für die Anwendung im Vakuum

Bei hoch konzentrierenden Systemen wie beispielsweise Parabolrinnenkraftwerke gibt
es gegenwärtig nur wenige kommerzielle Anbieter von Receivern. Die heute verfügbaren
Absorberschichten sind im Vakuum bis zu ca. 400 °C stabil, und das Absorberrohr aus
Edelstahl ist deshalb - und zur Minimierung der Wärmeverluste - von einem evakuierten
Glashüllrohr umgeben.
Lanxner und Elgat (Lanxner und Elgat 1990 ) beschreiben die Herstellung der Ab-
sorberrohre, in der polierte Edelstahlrohre im Vakuum durch zehnminütiges Heizen
auf 600 °C gereinigt werden, bevor die Beschichtungslagen bestehend aus einer Al 2 O 3 -
Diffusionsbarriere, einem Mo-IR-Spiegel, dem Mo/Al 2 O 3 -Cermet und der SiO 2 -AR-S-
chicht (AR = Antireflex) aufgebracht werden. Experimente zeigten, dass dieses Absorber-
material im Vakuum bei 600 °C einen Monat stabil ist, aber an der Luft bei gleichen Be-