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RSS Feed Solarthermie – Wie funktionieren Vakuum-Röhren-Kollektoren und was sind die Vorteile?


Die Solarthermieanlage wird über einen Pufferspeicher, Kombispeicher oder Brauchwasserspeicher an das Heizungssystem angeschlossen und kommt oft in Kombination mit weiteren Wärmequellen, wie wasserführendem Kaminofen, wasserführendem Pelletkessel oder Holzvergaser, zum Einsatz.

Bei der Installation einer solchen Anlage ist es empfehlenswert zur optimalen Energieausbeute auf den richtigen Neigungswinkel und die Ausrichtung zu achten.

Mehr Informationen zu den Verwendungsmöglichkeiten und der richtigen Dimensionierung der Solarthermieanlage finden Sie hier.


Dennoch: die Vakuum-Röhren-Kollektoren machen es uns wesentlich einfacher, die Energie der Sonne aufzufangen, und das selbst bei ungünstigen Umgebungs- und Installationsvoraussetzungen.

Vorteile

Einstrahlungswinkel der Sonne auf VakuumröhrenkollektorenDer Wirkungsgrad der Vakuum-Röhren-Kollektoren ist außerhalb des Sommers deutlich besser als bei Flachkollektoren. Die Solaranlage ist selbst bei bewölktem Himmel oder diffusem Licht noch in der Lage Energie und damit Wärme zu erzeugen – Grund dafür ist der Wärmetauscher, welcher im Röhrensystem der Kollektoren auch bei geringer Sonneneinstrahlung hohe Absorbertemperaturen und enorme Wirkungsgrade erzielt. Die Heat-Pipe-Technologie mit einem speziell beschichteten Absorber sorgt gerade in den Übergangszeiten (Frühling und Herbst) für deutlich bessere Ertragswerte als herkömmliche Flachkollektoren. Neben der Warmwasseraufbereitung kann die Energie so auch für die Raumheizung genutzt werden.

Was ist eigentlich ein Absorber?
Der Absorber befindet sich im Inneren der Vakuum-Röhre und ist mit einer hochselektiven Beschichtung aus Aluminium und Kupfer versehen. Er nimmt die Sonnenenergie auf und leitet die Wärme der Sonne an die Trägerflüssigkeit (Wärmeflüssigkeit) im Inneren des Absorbers weiter. Die thermischen Verluste bei diesen Röhrenkollektoren sind verschwindend gering. Im Vergleich zu Flachkollektoren haben sie 30% mehr Absorber-Fläche, um die Energie auch bei geringer Lichteinstrahlung aufzunehmen. Bei den Vakuum-Röhrenkollektoren unterscheidet unser Markenhersteller zwischen den Serien Röhrenkollektoren WT-B58 und Tubepower.

Weitere Vorteile dieser Kollektoren sind:
- die mögliche Förderung durch die Bafa
- Montage in Einzelteilen, ohne Einsatz eines Kranes
- Ein-Mann-Montage möglich
- Dacheindeckung bleibt bei der Montage unberührt
- kein Entleeren beim Wechsel der Röhren

Wirkungsweise

Bei den Heat-Pipe-Röhrenkollektoren befindet sich der Absorber in einer evakuierten, druckfesten doppelwandigen Glasröhre. Der Absorber wird von der darin befindlichen Wärmeflüssigkeit durchströmt. Die Flüssigkeit fließt dabei durch ein im Absorber befindliches U-Rohr oder innerhalb eines Rohr-im-Rohr-Systems (Wärmerohr). Ein Kollektor setzt sich aus mehreren Glasröhren zusammen. Diese sind über eine Sammelleitung bzw. einen Sammelkasten miteinander verbunden. Bei der Wärmeflüssigkeit in den Heat-Pipe-Röhren handelt es sich um eine Flüssigkeit, die schon bei geringen Temperaturen verdampft. Bei der Erhitzung der Röhren durch Sonneneinstrahlung wird also diese Flüssigkeit verdampfen und im Wärmerohr aufsteigen. Die aufgenommene Wärme des Dampfes wird über einen Wärmetauscher an den Sammelkasten weitergegeben. Hierin befindet sich wiederum die Solarflüssigkeit. Diese leitet die gewonnene Energie in den Solarwärmetauscher des Pufferspeichers im Haus.
Wirkung der Erwärmung im Absorber

Sicherheit

Der Wärmeträger (Solarflüssigkeit) fließt nicht durch die gesamte Röhre, sondern verbleibt nur im Sammelkasten bzw. in der Leitung zum Pufferspeicher. Bei Beschädigung der Glasröhren bleibt der Sammelkasten intakt. Solarflüssigkeit kann somit nicht entweichen.
Beim Wechsel der Röhren wird keine Flüssigkeit austreten, da die Röhren „trocken“ angebunden sind.

Die Glaskörper bestehen aus Borosilikatglas mit einer Wandstärke von 1,8 / 1,6 mm. Regelmäßige Belastungsprüfungen durch den Hersteller Westech Solar zeigen immer wieder, dass das Glas weitgehend in großen Stücken bricht und am Absorberblech hängen bleibt. Bruchstücke werden so nicht durch die Luft geschleudert.

Prüfungen auf Hagelbeständigkeit nach DIN 12975 bestanden die Kollektoren zudem ohne Mängel. Es hat sich gezeigt, dass hier Schäden am Glas auftreten können – durch die hohe Aufprallgeschwindigkeit würden jedoch lediglich Löcher entstehen. Implosionen bei Beschädigung der Röhre sind somit nahezu ausgeschlossen.

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