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| Consolar bringt neuen Sonnenkollektor auf den Markt | ||
| TUBO 11 CPC - der Röhrenkollektor der Superlative | ||
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Der TUBO 11 CPC von Consolar ist ein neuer, extrem flacher und leistungsstarker Röhrenkollektor. Mit nur 45 mm Gesamthöhe und einem sehr ansprechenden Design ist er flacher als jeder Röhren- oder Flachkollektor am Markt und ermöglicht sehr elegante Anlagen. Durch die konsequente Optimierung der Konstruktion auf minimierten Materialeinsatz und kleine Modulgröße (nur 624 mm breit!) wird ein Federgewicht von nur 13 kg pro Kollektor erreicht. Der TUBO 11 CPC kann damit unter dem Arm auf das Dach genommen werden und ist sehr einfach und ohne Kran zu montieren. Durch die modulare Bauweise kann die Anlagengröße jedem Bedarf angepasst werden, die Kollektorfläche kann in sehr kleine Einheiten aufgeteilt werden.
Qualitätsröhren - seit eineinhalb Jahrzehnten bewährt
Auch wenn die rahmenlose Konstruktion des Kollektors mit selbst tragendem Reflektor völlig neu ist (Schutzrechte angemeldet), werden langjährig bewährte, qualitativ hochwertige Bauteile eingesetzt. Die Vakuum-Röhre besteht aus zwei ineinander geschobenen Glasröhren, deren Enden wie bei einer Thermoskanne an einer Seite miteinander verschmolzen sind (Dewar-Typ). Der Spalt zwischen den Glasröhren ist vakuumisoliert, es treten daher kaum Wärmeverluste an die Umgebung auf. Die japanische Shirokie-Qualiätsröhre ist die erste Dewar-Vakuumröhre am europäischen Markt (und die einzige, die nicht aus China kommt). Die 10 Jahre Garantie auf Glasbruch, die der Hersteller gibt, begründen sich auf eineinhalb Jahrzehnte problemlosen Einsatz.
Bei Dewar-Röhren ist die innere Glasröhre innerhalb des Vakuums mit einer Absorberbeschichtung versehen, geschützt vor Alterung durch Umwelteinflüsse. Diese runde Absorberform ermöglicht die Nutzung der einfallenden Solarstrahlung unabhängig vom Einstrahlungswinkel. Die hochselektive Beschichtung des TUBO-Absorbers zeichnet sich durch eine hohe Absorption, eine extrem geringe Wärmeabstrahlung (weniger als 4% Emission) und eine sehr große Temperaturbeständigkeit (530°C) aus.
Die von dem Absorber in Wärme umgewandelte Solarstrahlung wird von der Glaswand zunächst auf ein innen anliegendes , zylindrisches Aluminiumblech übertragen. Von dort wird die Wärme auf ein von einem Wärmeträger durchströmtes U-Rohr geleitet. Die U-Rohre sind - im Gegensatz zu vielen anderen Kollektoren - aus hochwertigem korrosionsbeständigem Kupfer-Nickel. Dank der geringen Rohrquerschnitte wird nur wenig Wärmeträger benötigt; das bedeutet: schnelle Aufheizung, geringe Restwärme am Abend und wenig Frostschutzmitteleinsatz. Bereits bei kleinen Durchflüssen wird eine gute Wärmeübertragung erreicht, der TUBO 11 CPC ist damit ideal geeignet für effiziente "low flow"-Systeme in Verbindung mit Schichtenspeichern.
Das Wärmeableitsystem ist einfach in die innere Glasröhre geschoben, d. h., es gibt keine leckagegefährdeten Metall-Glas-Durchgänge in den Vakuumraum und ein eventueller Austausch einer Röhre ist leicht möglich.
Leistungssteigerung durch CPC-Reflektor
Durch den CPC-Reflektor wird der größte Teil der zwischen die Röhren fallenden Strahlung auf den Absorber fokussiert. Dies führt zu einer gleichmäßigen Nutzung der Solarstrahlung mit hohen Wirkungsgraden auch bei geringen Einstrahlungen und sich im Tagesverlauf ändernden Einstrahlungswinkeln. Flache Strahlung (am Morgen und am Abend) fällt ohne Umweg direkt auf die Röhren.
Der Kollektor wird exklusiv hergestellt für den Speicherproduzenten Consolar, der damit zum Anbieter kompletter Solarsysteme wird. Die Herstellerfirma microtherm hat vor fast 10 Jahren den ersten CPC-Vakuumröhrenkollektor in Europa auf den Markt gebracht. Dieser Kollektortyp wird heute von einer Vielzahl von Solarfirmen angeboten und setzt sich mit phantastischen Wachstumsraten am Markt stark durch.
Die hohen Leistungszahlen des TUBO 11 CPC wurden bereits in mehreren Untersuchungen an renommierten Prüfinstituten (SPF-Rapperswil, ITW-Stuttgart) bei dem Vorgängermodell, dem microtherm-SK-6, unter Beweis gestellt. Die optischen Eigenschaften (CPC-Reflektor, Vakuumröhre) sind beim TUBO 11 CPC identisch. Die Ergebnisse, sowie weitere Infos sind unter www.consolar.de bei "Produkte" bzw. "Downloads" zu finden.
Revolutionär kurze energetische Rücklaufzeit
Mit seinen hohen Energieerträgen bei geringer Fläche und seiner auf minimalen Materialeinsatz optimierten Konstruktion kann der TUBO 11 CPC revolutionär kurze energetische Rücklaufzeiten aufweisen: der für die Herstellung erforderliche Energieaufwand ist mit einer Consolar-Anlage bereits nach knapp 1,1 Jahren wieder "erwirtschaftet" (eigene Berechnung unter Verwendung der Methoden und Ergebnisse aus /1/-/3/) - schneller als bei jeder von "Stiftung Warentest" untersuchten Anlage zur solaren Heizungsunterstützung /4/.
/ 1 / Simulation: Integration eines Warmwasserspeichers in eine Solaranlage zur kombinierten Brauchwassererwärmung und Raumheizung. Prüfbericht Nr. 99SIM7 v. 27.9.99, Univ. Stuttgart, Forschungs- und Testzentrum für Solaranlagen, Institut f. Thermodynamik u. Wärmetechnik
/ 2 / Achatz, B.: Beurteilungsgrundlagen für Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung und Raumheizung, Dipl.-Arb. TU Berlin, Januar 1998
/ 3 / Schweizer Bundesamt für Energiewirtschaft: Ökoinventare für Energiesysteme, 3.Auflage, Zürich 1996
/ 4 / test 3/98 Solaranlagen für Brauchwasser und Heizung "Acht Anlagen - acht Konzepte", STIFTUNG WARENTEST, Berlin, 1998
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Warum sind CPC-Röhrenkollektoren so leistungsstark?
Wie gut ist das Wärmeableitsystem?
Die Wärme muss doch durch das Glas und dann noch über zwei Luftspalte? Die hier entstehenden Verluste kann man natürlich berechnen und messen. Bei voller Sonneneinstrahlung beträgt der Temperaturunterschied zwischen Absorberbeschichtung und Wärmeträger etwa 10 K, und ein großer Teil dieser Differenz entsteht an der gleichen Stelle wie bei allen anderen Kollektoren auch: Am Übergang vom Wärmeträger auf das U-Rohr. Diese 10 K haben bei Vakuumkollektoren eine viel geringere Bedeutung als bei Flachkollektoren (die zum großen Teil höhere Temperaturdifferenzen haben). Wenn man nachrechnet, kommt man auf Verluste von weniger als 1% im Wärmeableitsystem.
Warum erscheint der optische Wirkungsgrad so niedrig?
Das liegt an der Definition des Wirkungsgrades. Wenn ein Kollektor einen Reflektor hat, dann bezieht man die Kollektorleistung auf die Strahlung, die auf die Reflektorfläche trifft. Ist kein Reflektor vorhanden, dann wird sie nur auf den Teil der Strahlung, die auf die Absorberfläche trifft, bezogen.
Wenn man dem TUBO 11 CPC den Reflektor wegnähme, dann hätte er den gleichen optischen Wirkungsgrad wie alle anderen Kollektoren auch, nämlich etwa Transmission x Absorption x Wirkungsgrad des Wärmeableitsystems = 0,91 x 0,93 x 0,99 = 0,83 (83%). Er würde ohne Reflektor aber weniger Wärme liefern!
Was bringt ein CPC-Reflektor?
Mit CPC-Reflektoren holt man mehr aus den Dewar-Röhren heraus als mit jeder anderen Möglichkeit ohne Nachführung des Kollektors: Durch den Reflektor erhöht sich die aufgefangene Solarstrahlung, während die Wärmeverluste nicht zunehmen, denn die Absorberfläche bleibt ja gleich. Für Anwendungen mit hohen Temperaturen oder niedrigen Außentemperaturen und schwacher Einstrahlung kommt man um die Verwendung eines CPC nicht herum. Daher setzen sich CPC-Röhrenkollektoren speziell für die solare Heizungsunterstützung immer mehr durch.
Warum hat der Sammler des TUBO 11 CPC keine "richtige" Wärmedämmung?
Der Sammler des TUBO 11 CPC ist nur von einem Edelstahl-Blechmantel umgeben. Reicht dies für eine gute Dämmung? Der Wärmetransport von den Sammlerrohren zum Blechmantel wird von der Wärmeleitung und der Konvektion (Luftumwälzung) bestimmt. Es hängt sehr stark von der Größe des Raumes ab, ob eine Luftströmung entsteht. Wenn der Raum klein ist, dann kann erst bei hohen Temperaturunterschieden eine Konvektion entstehen. Dies ist das Prinzip von Doppelfenstern mit geringem Scheibenabstand.
Die Wärmeleitung in Luft ist sehr gering. Die Wärmeleitung von Isolierstoffen ist etwas höher, sie hängt vom Luftanteil ab. Der Blechmantel ist so konstruiert, dass sich um die Sammlerrohre, die selbst nur eine geringe Oberfläche haben, ein ruhendes, gut dämmendes Luftpolster ausbildet. Dadurch wird der Materialeinsatz minimiert, und auf ansonsten meist eingesetzte, mehr oder weniger bedenkliche Hochtemperatur-Faserdämmstoffe kann verzichtet werden.
| Quelle: | Consolar Energiespeicher und Regelungssysteme GmbH, D-60594 Frankfurt http://www.consolar.de joerg.schreiber@consolar.de |
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