Sonnenkollektoren. Wie viel Energie kannst du bekommen? Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Die Energiemenge, die eine Solarheizung liefern kann, hängt von der Menge der Sonneneinstrahlung und der Effizienz der Anlage ab. Die Menge der Sonneneinstrahlung ist in verschiedenen Regionen der Welt sehr unterschiedlich und stellt den wichtigsten Indikator für die Funktionsfähigkeit des Sonnensystems dar. Der Wirkungsgrad einer Solaranlage als Ganzes hängt von der Effizienz des Kollektors und von den Verlusten im Warmwasserzirkulationssystem ab. Da letztere von einer Vielzahl spezifischer Parameter beeinflusst werden, konzentrieren wir uns auf die Effizienz von Solarkollektoren.

Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis zwischen der erzeugten Energiemenge und der Menge der Sonnenenergie, die den Kollektor erreicht. Dieser Indikator ist je nach Kollektortyp unterschiedlich und hängt von der Intensität der Sonneneinstrahlung sowie von thermischen und optischen Verlusten ab: Je größer der Verlust, desto geringer der Wirkungsgrad. Wärmeverluste sind minimal, wenn die Temperatur des in der Anlage verwendeten Wassers der Temperatur der Umgebungsluft entspricht. So erreicht ein einfacher Absorber ohne Glasabdeckung, der zum Erhitzen des Wassers im Pool verwendet wird, den höchsten Wirkungsgrad – bis zu 90 %.

Bei der Bereitstellung von Warmwasser jedoch, wenn die Wassertemperatur 40 °C beträgt°C über der Lufttemperatur liegt der Wirkungsgrad der Kollektoren meist unter 20 %. In solchen Fällen ist es am sinnvollsten, Flachkollektoren mit selektiver Beschichtung und Vakuumröhrenkollektoren zu verwenden, die für diesen Zweck am besten geeignet sind. Für die Erwärmung von Wasser auf noch höhere Temperaturen (z. B. zur Raumheizung) eignen sich Vakuumkollektoren am besten – sind aber auch am teuersten.

Wirkungsgrad von Solarkollektoren bei mäßiger Sonneneinstrahlung in Mitteleuropa im Sommer zur Mittagszeit (800 W/m2)

* Werte für geringe Sonneneinstrahlung im Frühjahr (400 W/m2).

Der geringe Wirkungsgrad eines evakuierten Kollektors in Tieftemperaturregionen erklärt sich durch hohe optische Verluste an der gekrümmten Glasoberfläche.

Berücksichtigt man die Tatsache, dass sich die verschiedenen Kollektortypen stark im Preis unterscheiden, wird deutlich, dass das entscheidende Kriterium bei der Auswahl eines Kollektors der Zweck seiner Verwendung ist. Vergleichende Eigenschaften von Kollektoren aus wirtschaftlicher Sicht sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Typische Eigenschaften verschiedener Typen von Sonnenkollektoren in Deutschland

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