DE19500526A1 - Flachkollektor mit selektiver Abdeckscheibe und Kunststoffabsorber - Google Patents

Flachkollektor mit selektiver Abdeckscheibe und Kunststoffabsorber

Info

Publication number
DE19500526A1
DE19500526A1 DE19500526A DE19500526A DE19500526A1 DE 19500526 A1 DE19500526 A1 DE 19500526A1 DE 19500526 A DE19500526 A DE 19500526A DE 19500526 A DE19500526 A DE 19500526A DE 19500526 A1 DE19500526 A1 DE 19500526A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
collector according
absorber
flat collector
flat
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19500526A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Beikircher
Helmut Schellinger
Thomas Eisenhammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19500526A priority Critical patent/DE19500526A1/de
Publication of DE19500526A1 publication Critical patent/DE19500526A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00Details of absorbing elements
    • F24S70/10Details of absorbing elements characterised by the absorbing material
    • F24S70/14Details of absorbing elements characterised by the absorbing material made of plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S80/56Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by means for preventing heat loss
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/50Preventing overheating or overpressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachkollektor gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.
Bekannte Flachkollektoren dieser Art besitzen in der Regel einen metallischen Ab­ sorber, der eine im Wellenlängenbereich der auftretenden Wärmestrahlung (Wel­ lenlänge größer als ca. 2 . . . 3 µm ) niedrig emittierende, sowie im Wellenlängen­ bereich der Sonnenstrahlung (im folgenden ist damit der Bereich zwischen 0,35 und ca. 2 . . . 3 µm gemeint) hoch absorbierende selektive Oberfläche besitzt. Der Emissionsgrad im infraroten Spektralbereich (im Folgenden ist damit der Wel­ lenlängenbereich oberhalb etwa 2 . . . 3 µm gemeint) dieser Oberfläche bei der Ar­ beitstemperatur ist typisch etwa 15%, der solare (im Wellenlängenbereich der Sonnenstrahlung) Absorptionsgrad 90-97%. Die beschriebenen Oberflächeneigen­ schaften dienen dazu, die Abstrahlungsverluste zu vermindern bei gleichzeitig hohen solaren Gewinnen. Der Absorber ist üblicherweise mit metallischen Rohr­ leitungen versehen, durch die ein Wärmeträgermedium fließt, welches die Wärme abführt. Übliche Flachkollektoren sind meist mit einer zumindest im solaren Spek­ tralbereich strahlungsdurchlässigen Scheibe abgedeckt (Abdeckscheibe). Diese be­ steht gewöhnlich aus Glas oder geeigneten Kunststoffen und weist einen solaren Transmissionsgrad von typisch 85-90% auf. Der Absorptionsgrad der Abdeck­ scheibe für die vom Absorber emittierte Wärmestrahlung ist gewöhnlich zwischen 90 und 100%. Zur Wirkungsgradsteigerung kann das Kollektorgehäuse teilevaku­ iert werden (typisch ca. 1000 bis 10000 Pa). Flachkollektoren werden in der Regel zur häuslichen Warmwasserbereitung bei Temperaturen von maximal 80°C be­ trieben.
Beim Einsatz von solchen Kollektoren in südlichen Ländern treten wegen der oft schlechten Qualität des als Wärmeträgermedium verwendeten Wassers massive Korrosionsprobleme in den metallischen Bauteilen (Rohrleitungen und Absorber) auf. Diese Probleme machen einen längeren Einsatz (mehrere Jahre) solcher Kol­ lektoren mit üblichem Metailabsorber auf der Basis von Aluminium, Kupfer oder Edelstahl problematisch oder unmöglich. Die von Herstellern angestrebte Lebens­ dauer von ca. 20 Jahren wird somit bei weitem nicht erreicht und die Anschaf­ fungskosten amortisieren sich nicht. Für das Anwendungsgebiet einer solarthermi­ schen Meerwasserentsalzung oder Schmutzwasseraufbereitung, bei der das Wasser direkt durch den Kollektor gepumpt wird, sind solche Kollektoren gänzlich un­ geeignet. Zweikreissysteme mit korrosionsbeständigem Wärmetauscher zwischen Kollektorkreislauf und Meer- oder Schmutzwasserkreislauf wurden zwar realisiert; die hohen Bauteilkosten und der vom Wärmetauscher verursachte Wirkungsgrad­ verlust machen das System jedoch unrentabel. Dieselben Probleme treten mit allen Wärmeträgern, die Metalle angreifen, auf.
Es sind Flachkollektoren bekannt, die Kunststoffabsorber benutzen, die auch von korrosiven Wärmeträgern durchströmt werden können. Solche Kunststoffabsor­ ber sind seit längerem für unabgedeckte Kollektoren (ohne Gehäuse und Abdeck­ scheibe) zur Schwimmbaderwärmung (Temperatur unter 40°C) auf dem Markt erhältlich. Aber auch in abgedeckten Kollektoren für Niedrigtemperaturanwen­ dungen (Temperatur unter 60°C) werden Kunststoffabsorber eingesetzt. Die ver­ wendeten Kunststoffe werden gewöhnlich mit schwarzen Pigmenten vermischt, um hohe Absorption im solaren Spektralbereich zu gewährleisten. Die so pigmentier­ ten Kunststoffe haben jedoch üblicherweise in einem weiten Wellenlängenbereich (insbesondere 0,35 bis ca. 20 µm) Absorptionsgrade nahe 100% und sind damit nicht selektiv. Derzeit ist kein Verfahren zur Erzeugung einer stabilen selekti­ ven Oberfläche auf einem Kunststoffabsorber verfügbar. Die hohen thermischen Emissionsverluste führen dazu, daß die maximale, theoretisch mögliche Einsatz­ temperatur (bei Berücksichtigung ausschließlich der Strahlungsverluste), bei der der Wirkungsgrad 0 beträgt (Stillstandstemperatur), bei der maximalen terrestri­ schen Einstrahlung von ca. 1000 W/m² nur ca. 90°C beträgt. Unter Berücksich­ tigung der anderen Verlustmechanismen (Wärmeleitung, Konvektion) liegt die Stillstandstemperatur weit unter 90°C, typischerweise bei 60°C.
Aus dem Bereich der Architekturverglasungen sind sogenannte "low-e"-Scheiben (von low emissivity, niedriger Emissionsgrad) bekannt. Diese weisen hohe Trans­ missionsgrade (größer als 70%) im solaren Spektralbereich auf. Im infraroten Spektralbereich sind sie hoch reflektierend (Reflexionsgrad größer als 75%) und werden benutzt, um die Wärmeverluste aus Gebäuden durch die Fenster zu ver­ ringern. Hierzu werden Schichtsysteme aus dielektrischen Schichten sowie Edel­ metallen, vor allem Silber, benutzt. Eine weitere für diesen Zweck geeignete Ma­ terialklasse sind die hochdotierten Halbleiter. Diese Materialien sind metallisch leitfähig und weisen eine Elektronendichte von 1·10²⁰ . . . 2·10²¹ je cm³ auf, und sind daher für den langwelligen infraroten Spektralbereich der thermischen Emission hoch reflektierend. Die Energielücke ist größer als 3 eV, so daß das Material im solaren Spektralbereich transparent ist (G.Frank und Mitarbeiter, Solar Energy Materials, 8 (1983) 387-398). Beispiele aus dieser Materialklasse sind Zinn-dotiertes Indiumoxid (ITO) oder Fluor-dotiertes Zinnoxid (SnO₂:F) (I.Hamberg und Mitarbeiter, Solar Energy Materials 11 (1984) 239-248). So be­ schichtete Scheiben haben solare Transmissionsgrade, die nur wenig unter dem Transmissionsgrad der unbeschichteten Scheibe liegen, während der thermische Emissionsgrad um 15% liegt. Eine solche "low-e"-Scheibe wird im solaren An­ wendungsbereich auch als selektive Abdeckung oder Heat Mirror bezeichnet.
Von einer Kombination aus einem schwarzen (solarer Absorptionsgrad 100%) Ab­ sorber und einer selektiven Abdeckung wird der Anteil der solaren Einstrahlung absorbiert, der von der selektiven Abdeckung transmittiert wird. Der Emissions­ grad einer solchen Kombination ist gleich dem Emissionsgrad der selektiven Ab­ deckung. Somit sind die optischen Eigenschaften einer Kombination aus schwarzem Absorber und selektiver Abdeckung vergleichbar denen einer in übli­ chen Kollektoren eingesetzten Kombination aus selektivem Absorber mit einfa­ cher Glasabdeckung: ca. 85% der solaren Einstrahlung werden absorbiert, der thermische Emissionsgrad der Kombination liegt um 15%.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flachkollektor zu realisieren, mit einem Ab­ sorber, der gegen die metallische Absorber angreifenden Wärmeträgermedien (ins­ besondere Meer-, Roh- und Schmutzwasser) resistent ist und gleichzeitig Wir­ kungsgrade und Stillstandstemperaturen erreicht, die von Flachkollektoren mit üblichen selektiv beschichteten Metallabsorbern erreicht werden. Gleichzeitig soll der erfindungsgemäße Kollektor wirtschaftlich herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch einen Kollektor nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 gelöst, der mit einem Kunststoffabsorber und mindestens einer für die solare Einstrahlung durchlässigen Abdeckscheibe versehen ist, wobei die Abdeck­ scheibe auf der dem Absorber zugewandten Seite mit einer im solaren Spektral­ bereich transparenten und die langwellige, infrarote Wärmestrahlung reflektie­ renden Schicht ("low-e" -Scheibe) beschichtet ist.
Die Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, daß die selektive Beschichtung ein hochdotierter Halbleiter ist. Bevorzugt ist ein Material mit einer Elektronendichte von 1·10²⁰ . . . 2·10²¹ je cm³ und einer Energielücke größer als 3 eV. Besonders be­ vorzugt besteht der hochdotierte Halbleiter aus Indiumoxid mit einer Dotierung aus Fluor, Titan, Zinn oder Zirkon, aus Zinnoxid mit einer Dotierung aus Fluor oder Antimon, aus Zinkoxid mit einer Dotierung aus Aluminium oder Indium (Z.-C.Jin und Mitarbeiter, J.Appl.Phys.64 (1988) 5117-5130), oder Mischungen aus diesen Materialien. Die Schichtdicke liegt im Bereich 50 nm-10 µm, bevor­ zugt im Bereich 100-500 nm. Auch Schichtsysteme aus mehreren hochdotierten Halbleitern können benutzt werden.
Die solare Transmission kann durch Antireflexionsschichten verbessert werden. Hierfür können niedrig brechende dielektrische Materialien, bevorzugt SiO₂, Al₂O₃, MgF₂ oder Mischungen der Materialien benutzt werden. Die Schichtdicke liegt im Bereich 20-500 nm, bevorzugt im Bereich 50-200 nm.
Der Kunststoffabsorber besteht vorzugsweise aus Kunststoffen mit hohem solaren Absorptionsgrad. Dies kann erreicht werden durch Masseeinfärbung mit Pigmen­ ten, Füllstoffen, Verstärkungsmaterialien und anderen chemischen Substanzen mit hohem solaren Absorptionsgrad oder durch Oberflächenbeschichtung.
Damit die bei Leerlauf auftretende Stillstandstemperatur den Kunststoffabsor­ ber nicht beschädigt, sind Absorber aus hochschmelzenden (Schmelzpunkt 100°C oder höher) Kunststoffen bevorzugt. Bevorzugte Grundmaterialien sind Silicone, Polyaryle, Polycarbonate, Polyimide, Polyamide, Polyfluorcarbone, Polypropy­ len, Polyvenylchlorid, Polyisobutylen Isopren, Polysulfide, sowie alle Duromere und auch Mischungen der genannten Kunststoffe. Die Temperaturbeständigkeit kann auch durch Zugabe geeigneter Stabilisatoren erreicht werden.
Ergänzend dazu kann der erfindungsgemäße Kollektor auch mit einem aktivem Überhitzungsschutz ausgestattet werden. Hierzu kann eine Anordnung verwendet werden, die durch einen Temperaturschalter gesteuert, das Innere des Kollektor­ gehäuses entweder mit Umgebungsluft oder einem die Wärmeverluste des Absorbers erhöhendem Gas flutet. Diese Anordnung kann zum Beispiel in min­ destens einer beweglichen Seitenwand des Gehäuses, oder in einer Gaszu- und Ableitung bestehen. Die Anordnung ist nur für nicht evakuierte Kollektoren sinn­ voll.
Auch ist die Verwendung thermotroper Stoffe möglich, die ihren Transmissions­ grad oder Absorptionsgrad bei Erreichen einer bestimmten Schalttemperatur er­ niedrigen (H.R. Wilson, Proceedings SPIE, Vol. 2255, S. 214, 1994). Ebenso denk­ bar sind elektrochrome Beschichtungen der Scheibe (A.Pennisim, F.Simone, Pro­ ceedings SPIE, Vol. 2255, S. 406, 1994). Elektrochrome Beschichtungen bestehen aus einem Schichtsystem verschiedener Materialien. Insbesondere benötigen sie transparente und elektrisch leitfähige Kontaktierungsschichten, die i.A. aus den im Vorangegangenen beschriebenen hochdotierten Halbleitern bestehen. Diese Kontaktierungsschichten können gleichzeitig die selektiven Eigenschaften der Ab­ deckscheibe erzeugen, d. h., im infraroten Sperktralbereich hoch reflektierend sein. Sowohl thermotrope als auch elektrochrome Schicht werden hierbei jeweils ent­ weder auf der Oberfläche der Abdeckscheibe, oder in ihrem Inneren angebracht. Soll die elektrochrome Beschichtung gleichzeitig die Selektivität der Abdeckung erzeugen, so muß sie auf der Innenseite der Scheibe angebracht werden.
Zur Verringerung der Wärmeverluste des Kollektors durch Konvektion und Gaswärmeleitung kann der Kollektor mit geeigneten Gasen gefüllt werden. Ins­ besondere Inertgase (gegenüber den Kollektorbestandteilen chemisch inert) mit einer größeren Molmasse und einem größeren Stoßquerschnitt für molekulare Gas­ stöße sowie niedrigeren Akkomodationskoeffizienten (M. Knudsen, Annalen der Physik, Band 34, 4, 1911) als Stickstoff sind von Vorteil. Besonders bevor­ zugt werden die Edelgase Argon, Krypton und Xenon sowie Schwefelhexafluorid, Uranhexafluorid und Kohlendioxid eingesetzt. Zusätzlich kann der Kollektor bei Unterdruck betrieben werden, um Konvektion und/oder Wärmeleitung weiter zu reduzieren. Bevorzugt sind Drucke unter 10000 Pa. Besonders bevorzugt Drucke unter 5000 Pa.
Eine Erhöhung des Abstandes des Absorbers zu den kalten Wänden des Gehäuses über die üblicherweise verwendeten Maße kann ebenfalls zur Reduktion von Konvektion und Konduktion eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die Abstände größer als 5 cm.
Auf der Rückseite des Absorbers kann eine Isolationsschicht mit einer Dicke von wenigen mm bis mehreren cm verwendet werden. Bevorzugt sind herkömmliche Wärmedämmaterialien, besonders bevorzugt ist Steinwolle, Glaswolle, Schaf­ wolle. Bevorzugt sind außerdem mikro- oder nanoporöse Strukturen wie pul­ verförmige Aerogele aus Si-Oxid oder Materialien mit ähnlichen Eigenschaften. Diese werden dabei mit einer geeigneten Umhüllung versehen, um die Pulverma­ terialien im Kollektor zu fixieren. Bevorzugt handelt es hierbei um teflonhaltige, dünnwandige, temperaturbeständige (mindestens bis 100°C) Gewebe. Zur Ver­ minderung der Strahlungsverluste des Absorbers können, im Bereich der ther­ mischen Abstrahlung des Absorbers schwach oder nicht absorbierende Isolati­ onsmaterialien zusätzlich mit Ruß oder ähnlich stark absorbierenden Materialien geschwärzt werden.
Da alle auftretenden thermischen Verluste des Absorbers proportional zu seiner Fläche sind, können die thermischen Verluste durch Verringerung der Absorber­ fläche reduziert werden. Um dadurch nicht gleichzeitig die solaren Gewinne zu verkleinern, kann die Sonnenstrahlung mit Hilfe geeignet geformter Spiegel auf die Absorberrückseite gelenkt werden. Bevorzugt ist eine Halbierung des Absor­ bers und die Verwendung zweier halbkreisförmiger Spiegel mit Durchmesser des Absorbers (EP 0,387,843 A1).
Eine weitere Reduktion von thermischen Verlusten kann erreicht werden, indem die das Wärmeträgermedium führenden Rohre an ihrem Durchtritt durch das Gehäuse gegen das Gehäuse thermisch isoliert. Dies kann vorzugsweise durch eine um das Rohr gelegte Manschette aus Kunststoff oder anderen schlecht wärmelei­ tenden Materialien wie Keramiken erreicht werden.
Vorteile des erfindungsgemäßen Kollektors sind, daß der Kollektor bei relativ hohen Temperaturen um 100°C eingesetzt werden kann. Eine Ablagerung des bei 60°C aus dem Wärmeträgermedium ausfallenden Kalkes kann nicht erfolgen, da dieser durch die Polarität der Kunststoffoberfläche abgestoßen und mit dem Flüssigkeitsstrom abtransportiert wird. Die Verwendung korrosiver Wärmeträger­ fluide ist möglich. Meerwasserentsalzung kann kostengünstig durchgeführt wer­ den, da das Meerwasser unmittelbar im Kollektor aufgeheizt wird und nicht über einen teuren, den Wirkungsgrad verschlechternden Wärmetauscher. Eine weite­ re Anwendung ist die Aufkonzentration hygroskopischer Salzlösungen, die typisch bei 50°C bis 80°C erfolgt. Solche Salzlösungen werden in der Raumklimatisierung benutzt.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, daß ein solcher Kollektor wirtschaftlich gefertigt werden kann. Dies liegt an den deutlich niedrigeren Herstellungskosten für den Kunststoffabsorber im Vergleich zum Metallabsorber, während die Kosten für die innere selektive Beschichtung der Abdeckscheibe in etwa dieselben sind, die bei der selektiven Beschichtung des metallischen Absorbers auftreten würden. Die für die Abdeckscheibe verwendeten Schichten werden im Architekturbereich in großen Mengen eingesetzt; die Preise sind auf Grund der Massenfertigung günstig. Die hochdotierten Halbleiter sind als sehr stabile Materialklasse bekannt, so daß keine Probleme mit der Alterung der Schichten auftreten. Das Aufbringen der selektiven Beschichtung auf der (kalten) Abdeckung ist ein Vorteil gegenüber selektiven Schichten auf Metallabsorbern, bei denen auf Grund der höheren Tem­ peraturbelastung oft Alterungsprobleme auftreten.

Claims (24)

1. Flachkollektor mit einem Gehäuse, beim dem wenigstens eine der großflächi­ gen Wände durch eine Sonnenstrahlungs-durchlässige Scheibe gebildet ist, und mit einem im Gehäuse angebrachten Absorber, mit welchem Kanäle für das Wärmetransportmedium in Berührung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber aus einem Kunststoff besteht und die Sonnenstrahlungs- durchlässige(n) Scheibe(n) mit einer im Wellenlängenbereich der Sonnen­ strahlung transparenten und die Wärmestrahlung reflektierenden Schicht auf der dem Absorber zugewandten Seite beschichtet ist (sind).
2. Flachkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber aus einem hochschmelzenden (Schmelzpunkt 100°C oder höher) Kunststoff mit hohem solaren Absorptionsgrad besteht, in den Kanäle für den Trans­ port des Wärmeträgers eingearbeitet sind.
3. Flachkollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus den Grundmaterialien Silicone, oder Polyaryle, Polycar­ bonate, Polyimide, Polyamide, Polyfluorcarbone, Polypropylen, Polyvenyl­ chlorid, Polyisobutylen-Isopren, Polysulfide, oder aus Duromeren oder aus Mischungen der genannten Kunststoffe besteht. Eine erhöhte Temperatur­ beständigkeit kann durch Zugabe geeigneter Stabilisatoren erreicht werden. Ein hoher solarer Absorptionsgrad kann durch Masseeinfärbung mit Pig­ menten, Füllstoffen oder Verstärkungsmaterialien erreicht werden.
4. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Abdeckscheibe aus einem hochdotierten Halbleiter mit einer Elektronendichte von 1·10²⁰ . . . 2·10²¹ je cm³ und einer Energielücke größer als 3 eV besteht.
5. Flachkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hochdo­ tierte Halbleiter Indiumoxid mit einer Dotierung aus Fluor, Titan, Zinn oder Zirkon, Zinnoxid mit einer Dotierung aus Fluor oder Antimon, Zink­ oxid mit einer Dotierung aus Aluminium oder Indium, oder eine Mischung aus diesen Materialien ist.
6. Flachkollektor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des hochdotierten Halbleiters 50 nm-10 µm, bevorzugt 100- 500 nm ist.
7. Flachkollektor nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus mehreren Schichten verschiedener hochdotierter Halblei­ ter besteht.
8. Flachkollektor nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die solare Transmission durch eine oder mehrere Antireflexionsschichten verbessert wird.
9. Flachkollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antirefle­ xionsschichten aus niedrig brechenden dielektrische Materialien, bevorzugt SiO₂, Al₂O₃, MgF₂ oder Mischungen der Materialien bestehen.
10. Flachkollektor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicken der Antireflexionsschichten im Bereich 20-500 nm, bevorzugt im Bereich 50-200 nm liegen.
11. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kollektorgehäuse mit einem die Kollektor­ bauteile nicht chemisch angreifenden Inertgas gefüllt ist, das unter gleichen physikalischen Bedingungen eine geringere Gaskonvektion und Gaswärme­ leitung als Luft aufweist.
12. Flachkollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kol­ lektor mit dem Inertgas Argon oder Krypton, Xenon, Schwefelhexafluorid, Uranhexafluorid, Kohlendioxid oder einer Mischung dieser Gase gefüllt ist.
13. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorgehäuse ein Unterdruck herrscht.
14. Flachkollektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollek­ torgehäuse der Gasdruck zwischen 0 und 10000 Pa beträgt.
15. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber nach hinten und zur Seite mit ei­ ner Wärmedämmschicht aus herkömmlichen Isolationsmaterialien oder pul­ verförmigem, eventuell geschwärztem, SiO₂-Aerogel ausgestattet ist.
16. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Absorber und den kälte­ ren Gehäusewänden des Kollektors, die nicht durch eine Isolationsschicht gegen den Absorber isoliert sind, mehr als 5 cm beträgt.
17. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Absorber und der (den) strahlungsdurchlässigen Scheibe(n) mehr als 5 cm beträgt.
18. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Durchführung der das Wärmeträger­ medium führenden Rohre durch das Gehäuse diese gegen das Gehäuse ther­ misch isoliert sind.
19. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der Kollektor mit einem Überhitzungsschutz, aus­ gestattet ist.
20. Flachkollektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollek­ tor mit einem Überhitzungsschutz, bestehend aus einer elektrochromen oder thermotropen Schicht, die sich auf oder in der Sonnen-strahlungsdurchlässi­ gen Abdeckscheibe befindet, ausgestattet ist.
21. Flachkollektor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die für die dektrochrome Beschichtung notwendige(n) transparente(n) und elek­ trisch leitfähige(n) Kontaktierungsschicht(en) aus hochdotierten Halblei­ tern gemäß Ansprüchen 4, 5, 6 und 7 besteht(en) und die Selektivität der Beschichtung der Abdeckung erzeugt(en).
22. Flachkollektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kol­ lektor mit einem Überhitzungsschutz, bestehend aus einer oder mehreren beweglichen Seitenwand(wände) des Gehäuses, die durch einen Tempera­ turschalter gesteuert, bei einer bestimmten Schaltemperatur den Kollektor mit Umgebungsluft flutet(n).
23. Flachkollektor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberfläche kleiner als die sonnenstrah­ lungsdurchlässige Scheibe ist und die Sonnenstrahlung mit Hilfe geeignet geformter Spiegel auf die Absorberrückseite gelenkt werden.
24. Flachkollektor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Absor­ berfläche halb so groß als die sonnenstrahlungsdurchlässige Scheibe ist, und die Sonnenstrahlung mit Hilfe zweier halbkreisförmiger Spiegel mit dem Durchmesser des Absorbers auf den Absorber umgelenkt wird.
DE19500526A 1995-01-11 1995-01-11 Flachkollektor mit selektiver Abdeckscheibe und Kunststoffabsorber Ceased DE19500526A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19500526A DE19500526A1 (de) 1995-01-11 1995-01-11 Flachkollektor mit selektiver Abdeckscheibe und Kunststoffabsorber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19500526A DE19500526A1 (de) 1995-01-11 1995-01-11 Flachkollektor mit selektiver Abdeckscheibe und Kunststoffabsorber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19500526A1 true DE19500526A1 (de) 1996-07-18

Family

ID=7751221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19500526A Ceased DE19500526A1 (de) 1995-01-11 1995-01-11 Flachkollektor mit selektiver Abdeckscheibe und Kunststoffabsorber

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19500526A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0984228A2 (de) 1998-08-28 2000-03-08 Alligator Solarkollektorgehäuse
EP2302308B1 (de) 2009-06-10 2016-08-17 Knauf Insulation Einfärbung von Mineralwolle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2604684A1 (de) * 1975-02-10 1976-08-19 Fritz Feller Sonnenkollektor
DE2901921A1 (de) * 1978-01-18 1979-07-19 Heat Mirror Associates Corte M Sonnenkollektor
DE3418005A1 (de) * 1984-05-15 1985-11-21 Sri International, Menlo Park, Calif. Solar-kollektor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2604684A1 (de) * 1975-02-10 1976-08-19 Fritz Feller Sonnenkollektor
DE2901921A1 (de) * 1978-01-18 1979-07-19 Heat Mirror Associates Corte M Sonnenkollektor
DE3418005A1 (de) * 1984-05-15 1985-11-21 Sri International, Menlo Park, Calif. Solar-kollektor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: Sonnenenergie 2/92, S. 17-22 *
DE-Z.: Sonnenenergie 2/92, S. 3- 8 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0984228A2 (de) 1998-08-28 2000-03-08 Alligator Solarkollektorgehäuse
DE19840544C5 (de) * 1998-08-28 2004-02-19 Alligator Sunshine Technologies Gmbh Solarkollektorgehäuse
EP2302308B1 (de) 2009-06-10 2016-08-17 Knauf Insulation Einfärbung von Mineralwolle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khaled et al. Current and future coating technologies for architectural glazing applications
Ghosh et al. Advances in switchable and highly insulating autonomous (self-powered) glazing systems for adaptive low energy buildings
EP2099996B1 (de) Wärmedämmendes verglasungselement, dessen herstellung und verwendung
EP3004505B1 (de) Elektrophoretische isolierte glaseinheit
DE602004008116T2 (de) Evakuierbarer flachplattensonnenkollektor
EP1248932B1 (de) Latentspeicher-bauelement für gebäude
DE2836542A1 (de) Wandelement mit einem zwischen zwei transparenten scheiben befindlichen sonnenkollektor
DE4128645C2 (de)
DE19821137A1 (de) Röhrenkollektor
DE2523965C3 (de) Sonnenkollektor mit U-förmigem Absorber
EP3004980B1 (de) Elektrophoretische solarsteuerungsvorrichtung
Maiorov Window glasses: state and prospects
Stazi Advanced building envelope components: comparative experiments
DE102008035735A1 (de) Offenes verkapseltes Konzentratorsystem für Solarstrahlung
EP2244031A2 (de) Solarkollektor, Verbundscheibe und Absorber sowie Verwendung eines derartigen Absorbers
Hutchins Spectrally selective materials for efficient visible, solar and thermal radiation control
DE3347918C2 (de)
DE19500526A1 (de) Flachkollektor mit selektiver Abdeckscheibe und Kunststoffabsorber
EP2138667B1 (de) Dreifach-Isolierverglasung
DE2901921A1 (de) Sonnenkollektor
DE102011008138A1 (de) Thermischer solarer Flachkollektor
DE102013016316B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Absorbers für einen Solarkollektor einer Solarthermieanlage
Strobach et al. Thermal performance of high-efficiency window technologies
DE2711807C2 (de) Spektralselektive Kunststoffolie für die Solartechnik
Saidur et al. Energy-efficient optical coating for flat glass

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection