Der revolutionäre Solarkollektor, der hier vorgestellt wird, ermöglicht die effiziente Erzeugung hoher Temperaturen unter direkter Sonneneinstrahlung und weist dennoch bei bewölktem Himmel einen ähnlichen Wirkungsgrad wie ein herkömmlicher Flachkollektor auf. Dabei kommt der erfindungsgemäße Kollektor ohne mechanische Bewegung aus und ist in der Herstellung nicht teurer als ein Flachkollektor.
Der Sonnenkollektor nutzt eine flache Linse, die die Sonnenstrahlung mit der Wirkung einer zylindrisch-konvexen Linse auf einen Brennpunkt bündelt. Dieser Brennpunkt bewegt sich entsprechend der Position der Sonne über die Brennfläche. Parallel zu den Brennpunkten sind mehrere lange Wärmeabsorber angeordnet, von denen immer einer oder zwei im Bereich des fokussierten Strahls liegen und vollständig erwärmt werden. Um eine möglichst hohe Temperatur zu erreichen, werden nur die beheizten Absorber an das Wärmeabfuhrsystem angeschlossen, während die anderen Absorber thermisch abgekoppelt sind.
Bei bedecktem Himmel erhalten alle Absorber die gleiche Menge an Strahlung und können wie bei einem herkömmlichen Flachkollektor zur Wärmeerzeugung bei moderaten Temperaturen genutzt werden. Die genaue Anordnung der Wärmeabsorber, Flachlinsen und des Wärmeträgersystems ist in sieben Patentansprüchen detailliert beschrieben.
Dieser innovative Solarkollektor bietet somit eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit, hohe Temperaturen bei direkter Sonneneinstrahlung zu erzeugen und bei bewölktem Himmel dennoch eine zuverlässige Wärmeerzeugung zu ermöglichen. Durch die Nutzung dieser Technologie können Sie nicht nur von einer nachhaltigen Energiequelle profitieren, sondern auch Kosten sparen und einen Beitrag zum Umweltschutz leisten.
Welche verschiedenen Arten von konzentrierenden Kollektoren gibt es?
Jeder allgemeinen Anlage zur Umwandlung von Sonnenenergie gehört ein Empfänger bei, der in der Lage ist, Sonnenstrahlung in eine andere Art von Energie umzuwandeln. Das kann entweder ein Wärmeabsorber sein, der thermische Energie gewinnt, oder eine Photovoltaikzelle, die Licht in elektrische Energie umwandelt. Im ersten Fall wird die Wärmestrahlung absorbiert, um ein Medium zu erwärmen, das die absorbierte Energie an einen Generator weiterleitet. Im zweiten Fall erzeugt Licht, das auf das Material der Solarzelle trifft, einen photovoltaischen Effekt, der elektrischen Strom erzeugt. Für die Umwandlung steht nur so viel Energie zur Verfügung, wie die Solarquelle pro Flächeneinheit des Empfängers liefert.
Wenn wir mehr Energie für die Nutzung benötigen, haben wir zwei Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit besteht darin, den Umfang des Systems zu vergrößern, zum Beispiel durch Erhöhung der Anzahl der Empfänger. Das bedeutet, dass wir die Fläche der Anlage erweitern müssen, was zusätzliche Kosten für Bau, Service und Wartung mit sich bringt und möglicherweise auch mehr Land und Materialien erfordert. Dies wurde bereits teilweise umgesetzt, reicht jedoch manchmal nicht aus, um den Energiebedarf zu decken, insbesondere wenn die verfügbare Landfläche begrenzt ist.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, den Strahlungsfluss zu konzentrieren. Hierfür wird ein Konzentrator zwischen der Lichtquelle (Sonne) und dem Empfänger platziert. In der gebräuchlichen Terminologie handelt es sich bei einem Solarkollektor um ein System zur Lichtverarbeitung, das einen Konzentrator und einen Empfänger umfasst. Ein wichtiger Aspekt ist auch die Öffnung, durch die das Sonnenlicht in das System gelangt.
Die gebräuchlichsten Konzentratoren sind Reflektoren (Spiegel) und Refraktoren (Linsen), die den einfallenden Sonnenlichtstrahl modifizieren und umlenken. Das Design der konzentrierenden Optik kann variieren. In Abbildung 2.3 sind einige Beispiele für konzentrierende Kollektoren mit unterschiedlich geformten Spiegeln dargestellt, wie sie bei der Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie eingesetzt werden.
Welche zwei Arten von Solarkollektoren gibt es?
Es gibt zwei Arten von Solarkollektoren: nicht konzentrierende und konzentrierende Kollektoren. Der Unterschied zwischen ihnen liegt darin, dass konzentrierende Kollektoren einen größeren Auffangbehälter haben als der Absorber, während bei nicht konzentrierenden Kollektoren beide gleich groß sind. Flach- und Vakuumröhren-Solarkollektoren werden im häuslichen Bereich für Heizung, Warmwasserbereitung oder Kühlung verwendet.
Was ist der am weitesten verbreitete Sonnenkollektor?
Welche Art von Solarkollektor ist am weitesten verbreitet?
Die am weitesten verbreitete Art von Solarkollektoren sind die Flachkollektoren. Diese werden vor allem zur Warmwasserbereitung und Raumheizung in Gebäuden eingesetzt, wenn Temperaturen unter 200 °F ausreichend sind. Flachkollektoren bestehen in der Regel aus drei Hauptkomponenten, nämlich einer flachen Metallplatte, die Sonnenenergie aufnimmt und absorbiert.
Solarthermische Kollektoren
Es gibt fünf Arten von Solarthermiekollektoren:
- Flachkollektoren
- Vakuumröhren-Solarkollektoren
- Asphalt-Solarkollektoren
- Konkrete Solarkollektoren
- Schrägdach-Solarkollektoren
- PVT – Photovoltaische Solarthermiekollektoren
Welcher Solarkollektor ist der Beste?
Solarthermische Luftkollektoren:
Zu den effizientesten und wirtschaftlichsten solarthermischen Technologien gehören solarthermische Luftkollektoren. Sie werden hauptsächlich im gewerblichen Bereich eingesetzt. Das System besteht aus einer oberen Platte mit einer transparenten Oberschicht, einem isolierten Rahmen und einer Rückwand, um Wärmeverluste an die Umgebungsluft zu verhindern. Diese Art von Kollektoren zeichnet sich durch ihre hohe Leistu. mehr
