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Sonnenkollektor Wirkungsgrad - Der Wirkungsgrad von Sonnenkollektoren

Wie wirtschaftlich ein Sonnenkollektor ist, hängt immer auch von seinem Wirkungsgrad ab. Man unterscheidet hierbei zwischen unterschiedlichen Formen von Kollektoren, da sich der Wirkungsgrad je nach Beschaffenheit und Standort verändern kann. Was ist der Wirkungsgrad? Als Wirkungsgrad eines Sonnenkollektors bezeichnet man den Quotienten aus der nutzbaren thermischen Energie und der Sonnenenergie, die auf den Kollektor auftrifft. Je größer die nutzbare Energie ist, desto größer ist auch der Wirkungsgrad. Hierbei gibt es nicht nur Wärmeverluste, sondern auch optische Wirkungsverluste, die unbedingt bedacht werden sollten. Diese Wirkungsverluste beeinflussen den Sonnenkollektor Wirkungsgrad, weil ein gewisser Prozentsatz der Sonnenstrahlung durch die transparente Abdeckung der Kollektoren abgewiesen wird. Diesen Konversionsfaktor bezeichnet man auch als Wirkungsgrad h0, der zeigt, wie viel Prozent der Strahlen durch die Abdeckung gelangt und aufgenommen werden kann. Dieser Konversionsfaktor ergibt sich dem Ergebnis der Multiplikation des Absorptionsgrades des Absorbers mit dem Transmissionsgrad der Abdeckung. Die Verluste der Wärme bezeichnet man auch als thermischen Verlustfaktor beziehungsweise als k-Wert. Dieser Wert zeigt an, wie viel Energie in Watt pro Quadratmeter Fläche des Sonnenkollektors und wie viel Temperatur in Grad Celsius zwischen dem Absorber und der Umgebung verloren geht. Mit steigender Differenz werden auch die Wärmeverluste größer. Im schlimmsten Fall ist der Verlust der Wärme genauso groß wie der Energieertrag eines Sonnenkollektors, was letztlich dazu führt, dass keine Energie mehr an den Kreislauf geliefert wird. Im besten Fall sollte ein guter Sonnenkollektor also einen hohen Konversionsfaktor und einen niedrigen k-Wert aufweisen. Unterschiedliche Kollektoren und ihre Wirkungsgrade Man unterscheidet Sonnenkollektoren auch nach ihrer Art und ihrem Aufbau. So hat ein unabgedeckter Absorber einen Konversionsfaktor von etwa 0,9 und einen k-Wert von ungefähr 20. Ein Flachkollektor hingegen hat einen Konversionsfaktor von circa 0,7 und einen k-Wert von ungefähr 4. Einen besonders hohen Konversionsfaktor von etwa 0,8 und einen k-Wert von 3 weisen Vakuum-Flachkollektoren auf. Des Weiteren hat ein Vakuum-Röhrenkollektor einen Konversionsfaktor von circa 0,7 und einen sehr niedrigen k-Wert, der etwa 1,0 beträgt. Ein Speicherkollektor weist einen Konversionsfaktor von etwa 0,55 und einen besonders niedrigen k-Wert zwischen 2,4 auf. Der Luftkollektor hat Werte von circa 0,8 und einen k-Wert von 8 bis 30. Bei der Betrachtung dieser Werte sollte man bedenken, dass diese Zahlen alleine keinen Aufschluss darüber geben, wie der Sonnenkollektor Wirkungsgrad sich letztlich gestaltet. So ist auch der Standort des Kollektors wichtig für die Berechnung der Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage. Unbedingt darauf achten sollte man bei der Auswahl des Kollektortyps auch darauf, welcher Temperaturbereich gefordert wird. Die gesamte Anlage ist ausschlaggebend Mit einem guten Standort und einem hohen Wirkungsgrad ist die Leistungsfähigkeit einer Anlage aber noch lange nicht gesichert. So ist es umso wichtiger, alle Bestandteile der Anlage möglichst qualitativ hochwertig zu beschaffen. Nur wenn jedes einzelne Bauteil in seiner Beschaffenheit nahezu fehlerlos funktionieren kann, sind auch die Wirtschaftlichkeit und der Sonnenkollektor Wirkungsgrad eine sichere Sache. Wenn man dann letzten Endes auch auf die Kosten für die Kollektorfläche achtet, kann man sich eine individuell perfekte Solaranlage anschaffen.



       

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