Wie arbeiten Sonnenkollektoren?

Wie funktioniert ein Sonnenkollektor? | frage-trifft-antwort.de | Planet Schule (Oktober 2018).

Anonim

Typischer Dieselsammler, der auf dem Dach installiert ist

Sonnenenergie (Sonnenstrahlung) wird von den Absorberplatten des Sonnenkollektors gesammelt. Selektive Beschichtungen werden oft auf die Absorberplatten aufgebracht, um die Gesamtkollektionseffizienz zu verbessern.

Ein Thermofluid absorbiert die gesammelte Energie. Es gibt verschiedene Arten von Sonnenkollektoren, um Flüssigkeiten zu erhitzen. Die Auswahl eines Sonnenkollektortyps hängt von der Temperatur der in Betracht gezogenen Anwendung und der beabsichtigten Nutzungszeit (oder Klima) ab.

Die gebräuchlichsten Sonnenkollektortypen sind: unglasierte flüssige Flachkollektoren; glasierte flüssige Flachkollektoren; und Vakuumröhrenkollektoren.

Unglasierte flüssige Flachkollektoren

Unglasierte Flüssigkeit Flachkollektoren, wie in Abbildung 8 dargestellt, sind in der Regel aus einem schwarzen Polymer hergestellt. Sie haben normalerweise keine selektive Beschichtung und enthalten keinen Rahmen und Isolierung an der Rückseite; Sie werden normalerweise einfach auf ein Dach oder auf einen Holzträger gelegt. Diese kostengünstigen Kollektoren sind gut darin, die Energie von der Sonne einzufangen, aber die thermischen Verluste an die Umgebung steigen schnell mit der Wassertemperatur, besonders an windigen Orten.

Infolgedessen werden unglasierte Kollektoren üblicherweise für Anwendungen verwendet, die eine Energieabgabe bei niedrigen Temperaturen erfordern (Poolheizung, Zusatzwasser in Fischfarmen, Prozesswärmeanwendungen usw.); in kälteren Klimaten werden sie wegen der hohen thermischen Verluste des Kollektors typischerweise nur in der Sommersaison betrieben.

Abbildung 8: Systemschema für unglasierten Flachkollektor.

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Glasierte flüssige Flachkollektoren

Abbildung 9: Systemschema für den verglasten Flachkollektor.

In glasierten flüssigen Flachkollektoren, wie in 9 gezeigt, ist ein Flachplattenabsorber (der oft eine selektive Beschichtung aufweist) in einem Rahmen zwischen einer einzelnen oder doppelten Glasschicht und einer Isolationsplatte an der Rückseite befestigt.

Ein Großteil des Sonnenlichts (Sonnenenergie) wird durch die Verglasung (der "Treibhauseffekt") nicht entweichen können.

Diese Kollektoren werden üblicherweise in Anwendungen mit mäßigen Temperaturen verwendet (z. B. Warmwasser, Raumheizung, Ganzjahres-Hallenbäder und Prozesswärmeanwendungen).

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Vakuumröhrensolarkollektoren

Sonnenkollektoren mit evakuierten Rohren, wie in Abbildung 10 dargestellt, haben einen Absorber mit einer selektiven Beschichtung, die in einer geschlossenen Glasvakuumröhre eingeschlossen ist.

Sie sind gut darin, die Energie von der Sonne einzufangen; Ihre Wärmeverluste an die Umwelt sind extrem gering. Derzeit auf dem Markt befindliche Systeme verwenden ein abgedichtetes Wärmerohr an jedem Rohr, um dem Absorber Wärme zu entziehen (eine Flüssigkeit wird verdampft, während sie in Kontakt mit dem erwärmten Absorber steht, Wärme wird am oberen Ende des Rohrs zurückgewonnen, während der Dampf kondensiert und das Kondensat zurückkehrt) durch die Schwerkraft zum Absorber).

Abbildung 10: Systemschema für den Vakuumröhrenkollektor

Evakuierungskollektoren eignen sich für Anwendungen, die eine Energieabgabe bei mäßigen bis hohen Temperaturen erfordern (Warmwasserbereitung, Raumheizung und Prozesswärmeanwendungen, typischerweise bei 60 ° C bis 80 ° C, abhängig von der Außentemperatur), insbesondere in kalten Klimazonen.

Quelle: Saubere Energie Projektanalyse - RETScreen Engineering & Cases Lehrbuch

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