Solarthermische Niedertemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 468

Die Integration nach Abb. 6.53b zeigt eine klassische Komponentenanordnung mit
einem zusätzlichen Stagnationskühler im MAG-Abzweig. Der Dampf besitzt in dieser
Konfiguration keine Vorzugsrichtung. Entweder kondensiert der Dampf dort (interner
Wärmeübertrager, Gefahr der Dampfbildung im Speicher) oder er breitet sich weiter bis
zur Pumpe aus. Bei gängigen Solarstationen liegen der Abzweig zum MAG, die Rück-
schlagklappe und die Pumpe räumlich eng beieinander. Wenn Dampf den Abzweig er-
reicht, sind allein durch konduktive Wärmeleitung Pumpentemperaturen von über 110 °C
möglich.
Die Möglichkeit (c) zeigt eine Betriebskühlung, die das Entstehen von Dampf verhin-
dern soll. Steigt die Speichertemperatur oder die Kollektoraustrittstemperatur bei einge-
schalteter Solarkreispumpe über einen Schwellwert, wird ein Stagnationskühler, der sich
in einem parallelen Zweig zum Solarkreis befindet, zugeschaltet und durchströmt. Bei der
Betriebskühlung ist die benötigte Kühlleistung und die abzuführende Wärmemenge bei
weitem am höchsten und zugleich werden das Fluid und alle anderen Solarkreiskompo-
nenten am geringsten belastet.
6.4.4.4 Heat-pipe Kollektoren
Heat-Pipe-Kollektoren, deren technische Ausführung im Abschn. 6.2.3 behandelt wur-
den, bestehen aus geschlossenen Wärmerohren, in deren Innerem sich eine leicht sie-
dende Flüssigkeit und eine Absorberfinne befinden. Bei solarer Einstrahlung verdampft
die Flüssigkeit im Rohr der Heat-Pipe; der Dampf strömt nach oben und kondensiert am
Sammlerrohr, das vom Wärmeträgerfluid des Anlagenkreislaufs durchströmt wird. Das
Kondensat fließt erneut nach unten und verdampft dort wieder. Im Stagnationsfall wird
der Sammler nicht mehr durchströmt, wodurch die dort befindliche Flüssigkeit ebenfalls
verdampft: Der Wärmetransport von der Röhre auf den Kondensator bricht zusammen, so
dass das Dampfvolumen im Kollektorkreis auf den Sammlerbereich begrenzt bleibt.
6.4.4.5 Systemdruckerhöhung
Eine Strategie zur Belastungsminderung stellt die Wahl eines hohen Systemdrucks dar.
Durch diese Maßnahme erhöhen sich die Siedetemperatur innerhalb des Kollektorfeldes
und der Wirkungsgrad, gleichzeitig sinkt die Dampfproduktionsleistung. Durch die höhe-
re Siedetemperatur steigt die Wärmebelastung und bei Verwendung von Kohlenwasser-
stoffen (Dichtungen, …) auch deren Alterung. Der Zielkonflikt lautet damit: benötigen die
Solarkreiskomponenten oder das Solarfluid einen erhöhten Schutz.
6.4.4.6 Regelungsstrategien zur Stillstandsverminderung
Regelungsstrategien sind eine attraktive Methode zur Reduktion der Stillstandszeiten, da
sie ohne bauliche Veränderung an der Anlage auskommen. Durch Programmierung eines
geeigneten Regelalgorithmus, der an die Kennlinie der Solaranlage angepasst ist, wird zu-
meist die Solarpumpe angesteuert, was einen erhöhten Pumpenstrombedarf zur Folge hat.
Oft werden in technischen Systemen drei Strategien verfolgt, die oft auch in Kombination
angewendet werden.