Auf der Intersolar Europe präsentiert Viessmann
vom 10. bis 12. Juni 2015 zahlreiche Lösungen für die effiziente
Erzeugung von Wärme und Strom aus Sonnenenergie. Neben neuen
Photovoltaikmodulen und Stromspeichern sind auf dem Stand 290 in
Halle A3 auch innovative schaltende Flach- und Röhrenkollektoren zu
sehen, die einen sicheren Schutz der Solaranlage vor Überhitzung
gewährleisten.
Hohe solare Deckungsraten und damit hohe Energieeinsparungen
erfordern in der Regel großzügig dimensionierte Kollektorflächen.
Große Kollektorflächen können aber vor allem in der warmen Sommerzeit
zu langen Stagnationszeiten mit Dampfbildung führen, da die Wärme
nicht genutzt werden kann. Mit der innovativen Absorberbeschichtung
im Flachkollektor Vitosol 200-F steht jetzt neben der
Phasenwechsel-Temperaturabschaltung im Vakuum-Röhrenkollektor Vitosol
300-T ein zweiter selbstregelnder Kollektor zur Verfügung – beide
verhindern die Überhitzung und Dampfbildung zuverlässig.
Einfache Anlagenplanung
Die Temperaturabschaltung beider Kollektoren arbeitet völlig
unabhängig von Anlagen-Konfiguration und Regelungseinstellungen.
Solaranlagen sind damit vollkommen eigensicher. Die thermischen
Belastungen von Anlagenkomponenten und Wärmeträgermedium bleiben
immer im Normalbereich. So erhöhen sich Lebensdauer und
Betriebssicherheit gegenüber herkömmlichen Solaranlagen deutlich.
Neben dem robusten Betrieb sind Kollektoren mit schaltender
Beschichtung zudem unempfindlich gegen Fehldimensionierung. Planer
und Installateure haben damit größere Freiheiten bei Anlagenplanung
und Dimensionierung.
Flachkollektor mit schaltender Absorberschicht
Erstmals wurde ein Flachkollektor entwickelt und patentiert, der
bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die weitere Energieaufnahme
unterbindet. Die Absorberbeschichtung des Vitosol 200-F basiert auf
dem Prinzip „schaltender Schichten“. Sie verändert abhängig von der
Kollektortemperatur ihre Kristallstruktur und damit ihren
Absorptions- bzw. Reflexionsgrad. Oberhalb einer Absorbertemperatur
von ca. 75 °C ändert sich die Kristallstruktur, wodurch sich die
Reflexion der eintreffenden Solarstrahlung um ein Vielfaches erhöht.
Dadurch reduziert sich bei steigenden Kollektortemperaturen die
Kollektorleistung, die Stagnationstemperaturen sind deutlich
geringer, eine Dampfbildung findet nicht statt.
Sinkt die Temperatur im Kollektor wieder unter 75 °C, geht die
Kristallstruktur in den ursprünglichen Zustand zurück. Dann werden
mehr als 95 % der eintreffenden Sonnenenergie absorbiert und in Wärme
umgewandelt. Damit ist die Leistung des neuen Kollektors höher als
bei herkömmlichen Flachkollektoren, da er nicht in Stagnation geht.
Der Wechsel der Kristallstruktur ist unbegrenzt reversibel und die
Funktion dauerhaft verfügbar.
Vakuum-Röhrenkollektor mit Phasenwechsel-Temperaturabschaltung
Der Vitosol 300-T ist ein hocheffizienter Vakuum-Röhrenkollektor
nach dem Heatpipe-Prinzip. Die solare Wärme verdampft innerhalb der
Heatpipe das darin eingeschlossene Medium. Bei der anschließenden
Verflüssigung im Kondensator wird die Wärme an die Heizungsanlage
abgegeben und das Medium fließt wieder zurück in den
sonnenbeschienenen Bereich der Vakuumröhre.
Bei Kollektortemperaturen über ca. 145 °C kann das Medium nicht
mehr kondensieren. Durch diese Phasenwechsel-Temperaturabschaltung
ist der Wärmetransport unterbrochen und die Anlage damit gegen zu
hohe Stagnationstemperaturen geschützt. Erst bei niedrigeren
Kollektortemperaturen startet der Kreislauf in der Heatpipe erneut
und Solarwärme wird wieder in die Heizungsanlage transportiert.
Vorteile für Marktpartner
– Hohe Betriebssicherheit und lange Lebensdauer durch Senkung der
Stagnationstemperatur
– Unabhängig von Regelungseinstellungen, Stromausfällen und
mechanischen Einrichtungen
– Deutlich verringerte Belastung der Anlagenkomponenten
Vorteile für Betreiber
– Höhere Lebensdauer aller Anlagenkomponenten, besonders des
Wärmeträgermediums, durch niedrige thermische Belastung
– Höhere Anlagenverfügbarkeit und größere Energieausnutzung durch
unmittelbaren Weiterbetrieb der Kollektoren nach der Abschaltung
– Temperaturabschaltung bei beiden Kollektoren rein physikalisch und
selbstregelnd ohne externe Zusatzkomponenten und Hilfsenergien
Infokasten
Dampfbildung sicher vermeiden
Ein Solarkollektor erzeugt immer dann Wärme, wenn Sonnenlicht auf
den Absorber trifft – auch, wenn diese Wärme nicht benötigt wird. Das
kann zum Beispiel im Sommer der Fall sein, wenn die Hausbewohner im
Urlaub sind. Ist die Wärmeabnahme durch den Speicher-Wassererwärmer
oder Heizwasser-Pufferspeicher nicht mehr möglich, weil dieser
bereits vollständig geladen ist, schaltet sich die Umwälzpumpe ab und
die Solaranlage geht in Stagnation. Bei weiterer Sonneneinstrahlung
führt dies zu steigenden Kollektortemperaturen bis hin zur
Verdampfung des Wärmeträgermediums und hoher thermischer Belastung
von Anlagenkomponenten wie Dichtungen, Pumpen, Ventilen und des
Wärmeträgermediums. In Anlagen mit schaltenden Kollektoren wird
Dampfbildung zuverlässig vermieden.
Pressekontakt:
Wolfgang Rogatty
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
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