Röhrenkollektoren verstehen

Sonnenkollektoren mit Vakuumröhren und CPC System bieten sich bestens dort an, wo das Klima im allgemeinen kälter ist. Also genau hier in Deutschland. Anlass genug, um sich etwas genauer anzuschauen, was ein Röhrenkollektor ist und was man darüber wissen sollte.

Wie ein Röhrenkollektor aufgebaut ist

Der Röhrenkollektor besteht aus Vakuumröhren, die parallel zueinander verlaufen. In den Vakuumröhren, die innen hohl ist, steckt ein Wärmeleitblech und eine Heatpipe. Jede Röhre besteht aus zwei Glasschichten. Zwischen den Glasschichten wird ein Vakuum erzeugt, indem die Luft evakuiert wird. Durch diese Abwesenheit von Luft innerhalb der Röhren wird der Wärmeverlust auf ein bestimmtes Maß begrenzt und die Umgebungstemperatur auf ein bestimmtes Minimum gehalten.

Das Vakuum hilft der Röhre im Röhrenkollektor, die aufgefangene Wärme zurückzuhalten, und sorgt so für eine optimale Wärmeerzeugung. Die Energie der Sonne wird von einem Film absorbiert, der zwischen den Glasschichten aufgetragen wurde. Die sogenannte Absorberschicht ist in der Lage, die Sonnenstrahlen zu etwa neunzig Prozent zu absorbieren.

Die Einzigartigkeit von Vakuumröhrenkollektoren besteht darin, dass sie in der Lage sind, die Sonnenenergie in unterschiedlichen Winkelgraden zu sammeln. Dies ist in erster Linie auf den röhrenförmigen Aspekt des Kollektordesigns zurückzuführen. Egal in welchem Winkel die Sonne steht, kann die Vakuumröhre rundum das Licht aufnehmen. Unsere Röhrenkollektoren haben zudem noch ein CPC Spiegel hinter den Röhren, der das Licht einfängt und auf die Röhre von hinten projiziert. Dadurch lässt sich auch gerade diffuses Licht sehr gut aufnehmen und so im Winter und in der Übergangszeit sehr viel mehr Licht einfangen und in Wärme umwandeln.


Wie ein Röhrenkollektor arbeitet

Der Röhrenkollektor fängt also mit Hilfe der Absorberschicht das Licht ein und führt es im inneren der Vakuumröhre auf ein Wärmeleitblech aus Aluminium, welches an der Innenseite der Vakuumröhre fest anliegt. Dieses Wärmeleitblech wird sehr heißt und es ist aus einem Stück geformt. In der Mitte sitzt die Heatpipe. Das ist ein langes Kupferohr und am oberem Ende sitzt der Kondensator, also ein geformtes Kupferröhrchen, welches einen größeren Durchmesser besitzt. In der Heatpipe zirkuliert eine Flüssigkeit, die die Wärme nach oben zum Kondensator transportiert. Dieser Kondensator sitzt in einer Hülse, die umspült wird von dem Medium (Wasser, Glykol), welches im Kreislauf zwischen den Röhrenkollektoren auf dem Dach und dem Wärmetauscher im Speicher zirkuliert. Welchen Durchmesser der Kondensator der Heatpipe hat spielt für die Leistung des Röhrenkollektors keine Rolle, denn eine Heatpipe kann ca. 5x so viel Wärme transportieren, als eine Vakuumröhre an Wärme produzieren kann. Lassen Sie sich also keinen Bären aufbinden, wenn jemand damit wirbt, dass sein Kondensator der Größte ist.

 

Bringen Röhrenkollektoren auch im Winter etwas?

Die Außentemperatur spielt wenig Rolle. Wir haben auch im Winter schöne klare Tage mit viel Sonne. Unter diesen Bedingungen läuft die Solaranlage auch gut. Natürlich wird jede Solaranlage im Sommer unter voller Sonneneinstrahlung am meisten bringen, aber gerade Röhrenkollektoren mit CPC Technologie sind dafür konzipiert worden im Winter und in der Übergangszeit viel Energie zu liefern.

 

Nimmt die Leistung der Röhren mit den Jahren ab? Wie lange halten Vakuumröhren?

Achten Sie beim Kauf Ihrer Röhrenkollektoren darauf, wo diese hergestellt sind und welche Materialien verwendet worden sind. Wir listen alle unseren Lieferanten auf, denn das sind alles namhafte Firmen aus Deutschland und Europa. Unsere Röhrenkollektoren werden in Europa gebaut mit der entsprechen Qualität und Kontrolle und sind keine Chinakollektoren, wie 99,9% aller anderen Kollektoren.

Insbesondere ist darauf zu achten, dass die Kollektoren nach der neuen ISO 9806 getestet worden sind, wie unsere Zeus Röhrenkollektoren. Wenn das der Fall ist, dann wurden die Kollektoren einer simulierten Alterung von ca. 10 Jahren unterzogen und erst dann alle Tests gemacht. Sie können so sicher sein, dass die Leistung auch nach 10 Jahren noch erbracht wird. Weiter lassen Sie sich doch den Prüfbericht senden und schauen Sie sich die Ergebnisseite an. Auf dieser werden alle Tests und deren Ergebnisse aufgelistet. Diese Ergebnisseite gibt es in jedem Prüfbericht, auch bei Röhrenkollektoren, die nach der alten Norm, also ohne simulierte Alterung bestanden haben. Wenn sich dort bereits Fehler zeigen, dann können Sie das bei Ihrer Entscheidung mit einfließen lassen. Unsere Röhrenkollektoren haben auch nach 10 Jahren simulierter Alterung keine Fehler gezeigt und beste Ergebnisse gebracht.


Warnung vor hohen Stagnationstemperaturen

Ziel ist es seit langer Forschung die Stagnationstemperatur in der Solaranlage so niedrig wie möglich zu halten. Die Flüssigkeit im Kreislauf zwischen Kollektor und Wärmetauscher geht ab ca. 125° C. in Dampf über. Das heißt ab spätestens diesem Zustand steht die Solaranlage und wartet, bis diese –meist über Nacht- wieder abgekühlt wird. Jede höhere Temperatur kann also nicht benutzt werden und strapaziert das Material. Es gibt zum Beispiel einen Röhrenkollektor, dessen Stagnationstemperatur mit 280° C. angegeben ist. Bereits im Prüfbericht, also nach der doch recht kurzen Prüfphase, hat dieser Mängel gezeigt, die dann auf der Ergebnisseite angezeigt wurden. Da die Prüfphase sehr kurz ist, führte der Mangel nicht dazu, dass der Test ungültig war, denn Mängel werden klassifiziert angezeigt. Diese Mängel zeigten sich, konnten aber aufgrund der kurzen Prüfphase noch nicht größer werden.

Dieser chinesische Röhrenkollektor wurde also für den Test auf Leistung getrimmt. Ob diese Leistung dann –aufgrund der dadurch entstehenden Mängel- nach z.B. einer Saison noch erbracht wird, wird im Prüfverfahren nicht untersucht. Auch nicht, wie lange der Röhrenkollektor mit diesem immer größer werdenden Mangel durchhält. Genau diesen Weg sind wir nicht gegangen, sondern haben unseren Kollektor für Dauer und Zuverlässigkeit gebaut und deswegen auch nach 10 Jahren simulierter Alterung keine Fehler im Prüfverfahren.

Weiter haben wir die Stagnationstemperatur auf unter 190° C. begrenzt. Das ist eine Sensation. Das heißt, dass die Temperatur sehr schonend für die ganze Solaranlage ist und diese langlebiger macht. Wir trimmen unsere Röhrenkollektoren nicht auf kurzfristige Leistung, damit der Test besonders gut ist, egal welche Fehler auftreten, sondern bauen diese so, dass diese auch noch in vielen Jahren Leistung bringen. Man kann davon ausgehen, dass die Lebenserwartung einer Vakuumröhre bei ca. 25 Jahren liegt.

r aufgebIn welche Himmelsrichtung richte ich meine Röhrenkollektoren am besten aus?

Natürlich bringt eine Ausrichtung nach Süden am meisten Leistung. Aber auch eine nach Westen ausgerichtete Anlage bringt noch genug Leistung. Da unsere Röhrenkollektoren aus allen Richtungen das Licht aufnehmen, ist die Leistung auch nach anderen Richtungen ausgerichteten Anlagen immer noch akzeptabel. Der Winkel sollte für eine Anlage, die überwiegend im Winter oder in der Übergangszeit Wärme produzieren soll auf ca. 65° aufgeständert werden. Wenn die Röhrenkollektoren z.B. für eine Poolerwärmung im Sommer dienen sollen, dann sind 45° die beste Ausrichtung.

Ein Röhrenkollektor ist eine gute Wahl

Ein Röhrenkollektor hat eine Lebenserwartung von ca. 25 Jahren und erfordert nur sehr wenig Wartung. Folglich ist ein Röhrenkollektor eine gute Wahl, für alle, die langfristig auf eine effektive und umweltschonende Energieversorgung setzen wollen.