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Die Wirkungsweise eines Sonnenkollektors



Die Wirkungsweise eines Sonnenkollektors

Transparente Abdeckung (Glas)

Reflexionsverluste

Absorberblech

(Alu o. Kupfer)

Gehäuse

(Alu, Stahl)

Konvektion

Strahlungsverluste

Rohr für

Wärmeträger

Isolation (PU-Schaum,




Glaswolle)

Zuerst treffen kurzwellige Sonnenstrahlen auf das Glas des Sonnenkollektors, wobei hier bereits ein kleiner Teil des Lichtes durch Reflexion verloren geht. Nachdem Glasscheibe überwunden wurde, treffen ca 85% der ursprünglich vorhandenen Sonnenstrahlung auf den Absorber, der aufgrund seiner dunklen Farbe den größten Starhlungsanteil absorbiert aber auch wieder etwas Licht sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Infrarotbereich reflektiert (siehe Strahlungsverluste). Durch die Absorption erwärmt sich das Absorberblech und somit auch das Wasser, das in Rohren hindurchgeleitet wird.

Der Kollektor ist zwar relativ gut isoliert, jedoch wird die nähere Umgebung des Kollektors mehr oder weniger ebenfalls erwärmt. Das ist zwar im Winter ganz praktisch, da der Kollektor schneller abtaut als die Umgebung, jedoch geht durch diese Wärmeabgabe in der Regel wertvolle Energie verloren.

Energieverluste und wie sie verringert werden:

Ein-strahlung

Reflexions-/Einstrahlungsverluste:
Das Licht, das vom Absorber und vom Glas reflektiert wird und somit nicht genutzt werden kann.
Man versucht diese Verluste durch spezielle Beschichtungen von Glas und Absorber (näheres: siehe Strahlungsverluste) zu verringern.

Absorberblech



Nutzwärme

Strahlungsverluste:
Licht im Frequenzbereich der Infrarotstrahlung wird vom Absorber zu einem gewißen Teil reflektiert.
Man versucht die Strahlungsverluste mithilfe von selektiv beschichteten Absorberblechen zu verringern. Selektiv beschichtet heißt, dass das Blech aufgrund einer speziellen Beschichtung im Infrarotbereich weniger reflektiert als andere Bleche.
 
Konvektionsverluste:
Die Luft, die sich am heißen Absorberblech erwärmt und an der Abdeckplatte wieder abkühlt erzeugt Wirbel, durch die ebenfalls Energie verloren gehen.
Um die Konvektionsverluste so klein wie möglich zu halten, wird versucht, den optimalen Abstand von Abdeckplatte zum Absorberblech zu finden.
Wärmeleitungsverluste:
Sie sind auf dem gesammten Weg vom Kollektor zum Wärmespeicher und zurück zu verzeichnen.
Sie können nur durch Isolierung und geschicktes Verlegen der Leitungen verringert werden.












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