Solarthermische Niedertemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 399

Abb. 6.10 ( a ) Vakuumröhrenkollektor nach dem Heat-Pipe Prinzip. Erhöhung der Ertragsleistung
eines Vakuumröhrenkollektors durch Spiegel, die innerhalb der Röhre oder außerhalb ( b ) der Röhre
angebracht werden können

Im Außenbereich können wie auch bei den direkt durchströmten Vakuumkollekto-
ren CPC Spiegel verwendet werden, die üblicherweise hochglanzpoliert und mit einer
schmutzabweisenden Schicht versehen sind. Im Regelfall sind sie aus Edelstahl oder Alu-
minium gefertigt. Pro Kollektormodul sind jeweils zwei CPC Spiegel erforderlich. Bei
der Außenanwendung muss die Sturmsicherheit sichergestellt sein; als Auslegungsgröße
werden maximale Windgeschwindigkeiten von ca. 100 km/h angesetzt. In beiden Fällen
sind auch bei schrägem Lichteinfall die Ertragsteigerung und der optische Wirkungsgrad
größer als beim senkrechten Lichteinfall, da die Bedeckung deutlich größer ist.Vakuum-
kollektoren weisen folgende Eigenschaften auf:

• Der Wärmeverlustfaktor k

ges liegt im Bereich 0.5-2.5 W/(m 2 K), der strahlungsrele-
vante Wert k 1 beträgt zwischen 0.002-0.02 W/(m 2 K). Der Konversionsfaktor beträgt ca.
η 0 ≈ 0.65-0.85.
• Durch die hervorragende Wärmeisolation des Vakuums in der Größenordnung
10 −4 -10 −5 mbar bei einer Kollektortemperatur von 150 °C und einer Umgebungstempe-
ratur von 20 °C erreichen Vakuumkollektoren auch bei sehr hohen Betriebstemperatu-
ren bzw. geringer Einstrahlung einen hohen Wirkungsgrad.
• Durch die aufwendige Bauweise liegt allerdings der Quadratmeterpreis relativ hoch.

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Systeme mit Direktanbindung sind meist an der Verschraubung drehbar. Die Einstrah-
lungsebene kann daher unterschiedlich von der Installationsebene gewählt werden. Da-
durch ist man in der Ausrichtung nicht ausschließlich von der Ausrichtung der Montage-
fläche, das in der Regel ein Hausdach ist, abhängig.
Die optischen Verluste sind bei Vakuumkollektoren vergleichbar bzw. geringfügig grö-
ßer als bei Flachkollektoren (einfachverglast, gewölbte Oberfläche). Der Konversionsfak-
tor η 0 liegt im Bereich zwischen 0.65-0.85.