Sonnenkollektoren. Orientierung. Schema, Beschreibung

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Sonnenkollektoren. Orientierung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Die richtige Ausrichtung von Solarkollektoren (Richtung und Neigungswinkel) erhöht deren Leistung. Die Erdatmosphäre absorbiert und reflektiert einen erheblichen Teil der Sonnenstrahlung. Daher tritt die maximale Energiemenge zur Mittagszeit ein, wenn der direkte Strahlenstrom von der Atmosphäre am wenigsten verzögert wird. Auf der Nordhalbkugel ist die optimale Mittagsrichtung geografisch der Süden. Obwohl die Kollektoren für eine maximale Leistung geografisch nach Süden ausgerichtet sein müssen, ist eine Abweichung von 20 Grad nach Osten oder Westen zulässig, ohne dass sich die Fläche der Kollektoren vergrößert.

Ein „nachfolgender“ (drehender) Sonnenkollektor sammelt 20 % mehr Sonnenstrahlung als ein streng nach Süden ausgerichteter Kollektor. Dieser Leistungsgewinn rechtfertigt jedoch nicht die Kosten für den Bau eines Ortungsgeräts. In der Regel ist es rentabler, die Kollektorfläche um 20 % zu vergrößern.

Bei der Platzierung des Kollektors müssen auch die örtlichen Wetterbedingungen (z. B. Morgennebel oder bewölkter Himmel am Nachmittag) berücksichtigt werden. Wenn die örtlichen Wetterbedingungen keine große Rolle spielen und der Kollektor nicht nach Süden ausgerichtet werden kann, empfiehlt es sich, ihn nach Westen zu drehen, um die wärmeren Nachmittage zu nutzen (der Wärmeverlust des Kollektors wird durch hohe Außentemperaturen verringert).

Da die Höhe der Sonne über dem Horizont im Laufe des Jahres je nach Breitengrad erheblich schwankt, variiert der Winkel der Kollektoren in Bezug auf die Höhe der Sonne je nach Installation. Generell müssen bei allen Solaranlagen saisonale Schwankungen der Strahlungsmenge berücksichtigt werden. Die Neigung der Reservoiroberfläche um 30-50 Grad nach Süden auf der Nordhalbkugel oder nach Norden auf der Südhalbkugel bringt die besten Ergebnisse im Winter und einige Verluste im Sommer. Raumheizungsanlagen sind so positioniert, dass sie die Wintersonne optimal nutzen.

In den Tropen, wo die Sonne hoch steht, ist es am vorteilhaftesten, die Kollektorfläche nahezu horizontal auszurichten. Der optimale Neigungswinkel des Sonnenkollektors entspricht dem Breitengrad des Gebiets. Ein positiver Unterschied zwischen Breite und Neigung des Daches führt zu einer besseren Leistung der Anlage im Winter. Der Neigungswinkel des Kollektors, der kleiner als der örtliche Breitengrad ist, trägt zu einem besseren Betrieb der Anlage im Sommer bei. Architekturbedingte Abweichungen im Neigungswinkel der Kollektoren können durch zusätzliche Kollektorfläche ausgeglichen werden.

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