Solar-Vakuum-Röhre mit rückseitigem Reflektor
Der Absorptionseffekt im Flachkollektor und im Röhrenkollektor ist grundsätzlich identisch. Deutliche Unterschiede bestehen bei der Wärmedämmung. Beim Röhrenkollektor ist der Absorber ähnlich wie bei einer Thermoskanne in eine evakuierte Glasröhre eingebaut. Das Vakuum besitzt gute Wärmedämmeigenschaften, die Wärmeverluste sind daher vor allem in den Temperaturbereichen, die zur Gebäudeerwärmung oder Klimatisierung benötigt werden, geringer als bei Flachkollektoren. Bei Vakuum-Röhrenkollektoren unterscheidet man zwischen den Bauformen mit direkter Durchströmung und der Heat-Pipe-Technik. Beide Varianten können mit innen oder außen liegenden Reflektorflächen zur Erhöhung der Energieausbeute ausgestattet sein (CPC-Kollektoren).
Heizen und kühlen durch das "EnergyManagementSystem" von Immosolar
Rund um die Elemente Wasser und Sonnenlicht haben die Immosolar-Ingenieure mit dem EnergyManagementSystem eine zentrale Regel- und Steuereinheit als Schnittstelle zwischen Sonnenkollektoren, Wärmepumpe und Speicher für eine bestmögliche Verteilung der verfügbaren Energie entwickelt.
Solarertrag und Speicherung
Die vom Kollektor aufgenommene Energie wird mittels Umlaufpumpe (Solarladeeinheit) in das EnergyManagementSystem eingespeist und verwaltet. Wobei die Energie zur Brauchwassererwärmung in die erste Ebene des Pufferspeichers (Kurzzeitspeicher) geführt und abgegeben wird. Der Rücklauf aus der ersten Ebene wird in die zweite Ebene (Heizungspuffer) geführt, wobei durch die weitere Abladung die Temperatur vom Solar-Vorlauf nochmals gesenkt wird. Die verbleibende Restenergie wird dann noch in die dritte Ebene, den Solespeicher (Langzeitspeicher), eingelagert. Durch diese stufenweise Abladung verschiedener Temperaturebenen ist gewährleistet, dass die Rücklauftemperatur zum Kollektor sehr niedrig ist und somit ein großer Teil des solaren Ertrages im System verbleibt.
Wärmepumpe für sonnenarme Zeiten
In sonnenarmen Zeiten wird der fehlende Energiebedarf über eine Wärmepumpe gedeckt. Die Wärmepumpe wird gespeist aus dem im Erdreich gelagerten Solarüberschuss. Sie nutzt den Erdspeicher als Absorber und entzieht ihm die notwendige Energie. Die dabei erzeugte Wärme wird in das System für Brauchwassererwärmung und Heizbetrieb eingespeist.
Heizenergie zu zwei Drittel solar
Die Beheizung des Objektes erfolgt schließlich über eine Außentemperatur-gesteuerte Niedertemperatur-Flächenheizung (Fußboden- und/oder Wandheizung).
Mit diesem System soll es laut Immosolar gelingen, zwei Drittel des benötigten Wärmebedarfs solar abzudecken. Dabei spielt die modifizierte Funktionsweise der Wärmepumpe eine große Rolle.
außerdem: Kühlung
In einem Kältespeicher wird Kälteenergie, die beim Betrieb der Wärmepumpe erzeugt wird, zwischengelagert und bei Anforderung über die Raumregelung an Fußboden oder Wandheizung abgegeben. Diese Kühlfunktion kann nur zur Raumtemperierung herangezogen werden.
Solar-Vakuum-Röhren-Kollektoren
Vakuumröhren sind in modernen Thermosflaschen. Man kann heißen Kaffee einfüllen und er bleibt während langer Zeit im Winter wegen der vollkommenen Isolierung eines Vakuums heiß. Einziger Verlustpunkt dabei ist der Verschluss, durch die Vakuumkanne selbst geht keine Wärme verloren.
Das gleiche Prinzip wird angewendet um die Wärme in den Kollektoren einzubehalten.
Flachkollektoren besitzen eine „Isolation“ aus Luft welche erhebliche mengen Wärme wieder durch das Glas nach aussen abgibt. Besonders in kalten Jahreszeiten und bei geringer Sonneneinstrahlung, also kleiner Hitzeeinwirkung, muss dabei auch die Isolation miterwärmt werden und dabei gibt diese auch ungewollt immer noch Wärme ab.
Beim Vakuum-Röhrenkollektor ist dies nicht so. Direkt wird das Medium erwärmt und das Vakuum als Isolation muss nicht erwärmt werden und gibt keine Wärme ab.
Ab ungefähr 40 Grad Celsius Temperaturunterschied zwischen Kollektor und Aussentemperatur (Umgebungsluft) ist der Punkt erreicht, an dem die Flachkollektoren nur noch einen Wirkungsrad von rund 50% besitzen. Vakuum-Röhren-Kollektoren sind dabei noch rund 50% besser als besagte Flach-Kollektroen (bringen also 75% der Wärmeleistung).
Von 20 bis 50 Grad Celsius benötigen die Vakuum-Röhren-Kollektoren erheblich weniger Sonneneinstrahlung um die selbe Leistung zu erbringen wie ein Flach-Kollektor unter 100% Sonneneinstrahlung.
An warmen, sonnigen Tagen ist die Leistung des Vakuum-Röhren-Kollektors der des flachen Kollektors gleich. Aber sie übertrifft in zunehmendem Maße den Flach-Kollektor wenn die Außentemperatur an Leistung abnimmt oder das Lichtniveau sich durch Bewölkung verringert. (sonnenpower.ch)
http://www.sonnenpower.ch/information/vergleiche/index.html
Beim Vakuumröhrenkollektor ist der Absorber in eine evakuierte Glasröhre eingebaut. Durch die stabile Röhrenform können niedrigere Druckverhältnisse und damit geringere Wärme-Verluste als beim Vakuumflachkollektor erreicht werden. Bei Röhrenkollektoren gibt es zwei unterschiedliche Bauarten.
Pictet has inaugurated the largest solar thermal cooling system in Switzerland, and one of the largest in Europe, located on the roof of its headquarters in Geneva.
All actors in the system, on an individual, corporate or political level, have an impact on our world and on its climate. At Pictet, we believe that diminishing CO2 emissions is one of the most important conditions to being a responsible citizen today.
The management and improvement of our direct environmental impact is a critical part of the Bank’s in-house operations and why its new premises in Geneva have been optimized in terms of environmental, working and social conditions. We have taken specific measures to save energy and water, and financial incentives exist to encourage employees to use public transport whenever possible. From a purely economic point of view this sustainable stance also seems the most logical, as the more efficient our operations, the less costly adaptation will be when non renewable resource prices have soared sky high. Without even taking into account the probable taxes on CO2 emmissions which could have a great impact in the future.
This strong commitment to CO2 reduction, is precisely why today we can announce the largest Solar Thermal Cooling System in Switzerland, and one of the top 5 in Europe. Fully operational since June, this system differs from a photovoltaic installation as it is designed to cool or heat rather than create raw electricity. Our philosophy drove us to choose this system over the photovoltaic as our goal is really to reduce our total emissions, and this solution was more efficient in the present scenario.
At Pictet, we wished to install a system which could be used year long, even throughout the seasons which offer less direct sunshine. Six-hundred square meters of the Pictet building’s roof is covered with 364 solar panlels, which offer the possibility to work in both heating and cooling mode. “Heating mode” will help us diminishe use of fossil fuels, equivalent to 25’000 litres of fuel oil a year, approximately 80 tonnes of CO2 a year. This means that we should save over 2000 tonnes in 30 years. Moreover, in cooling mode, we are now able to cool 4000 square meters worth of office space during the warm summer months. It is clear however, that while solar power does a lot to minimize emissions, it does not suffice on it’s own. This technology must be used in conjunction with other methods of reduction, such as video-conferences to limit heavy travelling, as part of a comprehensive reduction plan.
The transition to a low-carbon economy will require, among other things, improvements in the tools that companies use to analyse their own carbon footprint and in the way they subsequently deal with it. This solar thermal cooling facility is one of our steps towards this change.
http://www.no-oil.eu/ts.html
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