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Aufbau, Funktion u. Vergleich der Solartechnik Sonnenkollektor
Flachkollektor, Vakuum Röhrenkollektor und Solar Absorber für Schwimmbadanlagen

Es gibt unterschiedliche Bauarten in der Solartechnik bei Aufbau und bei der Funktion vom Sonnenkollektor: Flachkollektor, Vakuum Röhrenkollektor und Solar Absorber für Schwimmbadanlagen. Die Installation von Solar Kollektor - und Solar Absorber Flächen erfolgt vorrangig auf dem Dach, nur in geringem Maße ist der Sonnenkollektor dieser Solartechnik an Fassaden oder neben dem Gebäude. Je kürzer der Weg vom Sonnenkollektor zur haustechnischen Anlage Pufferspeicher ist, um so besser, da dadurch Wärmeverluste beim Transport gering gehalten werden. Der Wirkungsgrad der Solartechnik liegt beim Solar Kollektor und Solar Absorber bei bis zu 80%, je nach Klima. Der durchschnittliche Wirkungsgrad beim Solar Kollektor und Solar Absorber befindet sich bei 50%.

Flachkollektor
Die Funktion vom Flachkollektor als Sonnenkollektor ist wie ein Gewächshaus. Es wird ein geschlossener Raum, der Solar Kollektor, aufgeheizt, indem die Sonne ungehindert auf die Oberfläche des Flachkollektor scheint und dabei die Wärme der Sonnenstrahlen die Luft im inneren des Raumes des Solar Kollektor und die Absorberfläche aufheizt. Die Absorberfläche im Flachkollektor mit integrierten Rohren nimmt diese Wärme auf und gibt diese an die durch das Rohr strömende Flüssigkeit, meistens Wasser oder Sole, ab. Die Absorberfläche im Flachkollektor besteht aus einer schwarz beschichteten Metallfläche, die die Wärme besonders gut aufnimmt und leitet. Die aufgeizte Flüssigkeit, Wasser oder Sole, wird über ein Rohrleitungssystem vom Flachkollektor zum Pufferspeicher bzw. Heizsystem weitergeleitet. Die Rückseite (Unterseite) des Absorbers mit Rohren ist gegen Wärmeverluste gedämmt. Die Oberseite des Flachkollektor ist mit einer ein- oder zweischichtigen Glasscheibe oder mit einer transparenten Kunststoffplatte abgedeckt. Durch Ständergerüste oder in das Dach integriert wird der Flachkollektor als Sonnenkollektor auf das Dach montiert. Im Hochsommer kann die durch die Solartechnik des Flachkollektor aufgeheizte Flüssigkeit, Wasser oder Sole, an die 100°C erreichen.



Bild: Solartechnik - Aufbau vom Flachkollektor (BBT Thermodynamik GmbH).


Vakuum Röhrenkollektor
Beim Vakuum Röhrenkollektor als Sonnenkollektor ist nicht der gesamte Kollektor mit einer Glasscheibe abgedeckt, sondern die einzelnen Rohrschleifen verlaufen jeweils durch eine Glasröhre. Der Solar Kollektor besteht also aus aneinander gereihten Glasröhren. Diese Glasröhren im Vakuum Röhrenkollektor sind evakuiert, es ist ein Vakuum darin. Dadurch gibt es im Vergleich zum Flachkollektor beim Vakuum Röhrenkollektor weniger Energieverluste.
Es gibt zwei Varianten in der Solartechnik der Solaranlage des Vakuum Röhrenkollektor. Die eine ist der direkte Wärmetransport über den Absorber zum Rohr, ähnlich Flachkollektor, die zweite und energetisch effektivste Variante beim Vakuum Röhrenkollektor ist der indirekte Wärmetransport über ein Wärmerohr im Sonnenkollektor, der hier erklärt werden soll. Mittels Wärmerohr Prinzip transportiert ein Kältemittel Wärme vom Absorber des Vakuum Röhrenkollektor zum Wärmetauscher am oberen Ende des Kollektor. Das Kältemittel verdampft (wird dampfförmig) durch die Wärmeaufnahme und steigt im Wärmerohr auf. Die Wärmeträgerflüssigkeit, Wasser oder Sole o.a., die den Wärmetauscher durch Rohre durchströmt, nimmt die Wärme auf, und das Kältemittel kondensiert wieder (wird wieder flüssig). Das flüssige Kältemittel fließt durch das gegebene Kollektor Gefälle (Gefälle muss mindestens 30° betragen) wieder nach unten. Die Aufheizung der Wärmträgerflüssigkeit in den Rohren kann über 150°C erreichen.
Der Vakuum Röhrenkollektor ist von den Anschaffungskosten der Solartechnik her um einiges teurer im Vergleich zum Flachkollektor.



Bild: Solartechnik - Aufbau eines Vakuum Röhrenkollektor mit Wärmerohr (BBT Thermodynamik GmbH).


Solar Absorber für Schwimmbadanlagen
Der Solar Absorber als Solaranlage für Schwimmbadanlagen wird für die Versorgung von Frei- und Hallenbädern eingesetzt. Die Temperatur des Wassers wird durch die Solartechnik des als Sonnenkollektor um 2-4°C (je nach Bedarf auch höher) gegenüber der normal herrschenden Wassertemperatur im Schwimmbad angehoben. Dabei muss der Sonnenkollektor Absorber auf dem Dach nur auf 25-35°C erwärmt sein, um genügend Wärme an die Wärmeträgerflüssigkeit, Wasser oder Sole, abzugeben. Der Aufbau der als Sonnenkollektor Solartechnik des Absorbers ist sehr einfach gehalten, eine Wärmedämmung auf der Unterseite fehlt, wenn der Absorber nur für den Sommerbetrieb ausgelegt ist. Im Winter muss der Sonnenkollektor Absorber daher wegen Frostgefahr für die Wärmeträgerflüssigkeit Wasser entleert werden.


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