Vortrag Dr.-Ing. J. Blumenberg Dr.-Ing. M. Spinnler
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„Solarthermie & Photovoltaik“Dr.-Ing. J. BlumenbergDr.-Ing. M. Spinnler0. - 1
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Matrixkollektor
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Doppelfassadensysteme
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Aufbau von Vakuum-Röhrenkollektorenhier: Viessmann
VITOSOL 200
Direkt durch-strömter Kollektor
Heat-Pipe Kollektor
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Aufbau von Vakuumröhren-Kollektoren
Vakuumröhren-Kollektor mit Heat-Pipe Funktionsprinzip einer Heat-Pipe
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Modul aus Vakuumröhren-Kollektoren(Paradigma, ca. 2 m²)
Schnitt durch einen Sammler(Paradigma)
Aufbau von Vakuumröhren-Kollektoren
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Aufbau direkt durchströmter Vakuumröhren-Kollektoren
Schnitt Vakuumröhre und Reflektor (Mikrotherm)
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CPC-KollektorCompound Parabolic Concentrator
Vorteile:durch optimierte Spiegelgeometrie reflektiert der CPC-Kollektor auch flach einfallende Sonnenstrahlung → höhere Temperaturen (bis zu 200°C) → höhere Leistung in den Übergangsjahreszeiten
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Reale Flachkollektoren:Wirkungsgrad, Wärmebilanz
SOL 170A: Flachkollektor
SOL 200/300 A: Röhrenkollektor
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Solarspeicher
Wärmeschichtung in einem Solarspeicher: (1) Wasserentnahme, (2) Nachheizung mit Heizkessel über oberen Wärmetauscher, (3) Erwärmung über Solaranlage mit unterem Wärmetauscher
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Speichersysteme
ZweispeichersystemEinspeichersystem
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Solarkreisläufe
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Solarsysteme
Nachheizung über Heizkessel (links),Durchlauferhitzer (rechts)
Schwerkraftsperre gegenNachtentladung
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Solare Deckungsrate mit thermischen Flachkollektoren
6 m2 Kollektoren –Einfamilienhaus
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Solarsysteme
Saisonalanlage
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Schwimmbadbeheizung
Schwimmbadbeheizung im Einkreis-Solarsystem
Schwimmbadbeheizung im Zweikreis-Solarsystem
Kollektor
PumpeSchwimmbecken
Schwallwasser
Sicherheitsventil
Wärme-tauscher
Filter
Pumpe
Absorber
Schwimmbecken
Pumpe
Filter Schwallwasser
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Sonnenenergieanlage zur Kühlung
Kollektor
100°C
Kaltwasser
Kühlturm
Absorptionsmaschine
Pro kW Kühlleistung wird etwa 1,5 bis 2,0 kW Heizleistung benötigt (bei Temperaturen des gespeicherten Wassers von 70°C - 90°C);
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Funktionsweisen von Ad- und Absorptionskältemaschinen
Funktionsweise einer Absorptionskältemaschine
Funktionsweise einer Adsorptionskältemaschine
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Funktionsweise Absorptionskältemaschine
QTW
8
9
54
12
Lösungs-pumpe
Lösungsdrossel
Kältemitteldrossel
7
10
. Lösungswärme-übertrager
Q0
.
QC
.QH
.
QA
.
3 6
Hoch-druck
Niedrig-druck
WasserLiBr-Lösung
Lösungskreislauf
Kühl-wasser
Kälteträger
Heiz-medium
Kondensator
K3
K1
K1
Absorber
Verdampfer
KT1 KT2
Austreiber H1H2
K2K4
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Wirkungsgradberechung für Sonnenkollektoren
s
P
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QQQ
trahlungSonneneinsngNutzleistu
&
&
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&&=
−⋅τ⋅α==η
•durch hohen Transmissionskoeffizienten τ von Glas-oder Kunststoffabdeckung des Kollektors vermeidbar (z.B. τ = 0,95)
Reflexionsverluste:
•durch niedrige Emissionskoeffizienten ε im langwelligen Bereich vermeidbar (z.B. ε = 0,1)
Wärmeverluste am Absorber:
•durch hohen Absorptionskoeffizienten α für kurzwellige Sonneneinstrahlung reduzierbar (z.B. α = 0,95)