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Ein Sonnenkollektor besteht aus einer schwarzen Fläche mit integrierten Kühlkanälen, dem sogenannten Absorber. Scheint die Sonne darauf, wird der Absorber heiss. Durch das auf der Vorderseite angebrachte Glas und die auf der Rückseite befindliche Isolation, werden höhere Temperaturen erreicht (ähnl. Treibhauseffekt).
Diese Wärme wird durch ein Kühlmittel in einen Speicher abgeführt, wo sie gelagert und verwaltet wird.In sonnenarmen Zeiten garantiert eine automatische Zusatzheizung Wärmekomfort. Ein Frostschutzmittel im geschlossenen Kollektorkreislauf verhindert das Einfrieren.Die Absorber sind meistens schwarz, da schwarze Oberflächen einen besonders hohen Absorptionsgrad aufweisen. Der Absorptionsgrad gibt an, wieviel der einfallenden kurzwelligen Sonnenstrahlung aufgenommen und nicht reflektiert wird. Da sich der Absorber dabei erwärmt und eine höhere Temperatur als die Umgebung erreicht, gibt er allerdings einen grossen Teil der aufgenommenen Sonnenenergie in Form von langwelliger Wärmestrahlung wieder ab. Um die Verluste durch Wärmeabstrahlung zu vermindern, sind hocheffiziente Absorber mit einer selektiven Beschichtung versehen. Sie ermöglicht die Aufnahme eines hohen Anteils der Sonnenstrahlung und deren Umwandlung in Wärme.Flachkollektoren
Vakuum Röhrenkollektoren
Bei diesem Kollektortyp steckt in der evakuierten Glasröhre ein selektiv beschichteter Absorberstreifen, der mit dem Heat-Pipe (Wärmerohr) wärmeleitend metallisch verbunden ist. Dieses Wärmerohr ist mit einem Arbeitsmittel gefüllt das schon bei Temperaturen von 25°C verdampft.
Am oberen Ende der Röhre wird die durch Kondensation freiwerdende Wärme über einen massiven Aluminiumblock (Kondensator/Wärmetauscher) aus der Glasröhre herausgeführt und an die vorbeiströmende Wärmeträgerflüssigkeit übertragen. Das gekühlte kondensierte Arbeitsmittel fliesst im Wärmerohr zur erneuten Wärmeaufnahme zurück.
Damit dieser Vorgang funktioniert, müssen die Röhren mit einer Mindestneigung von 30° montiert werden.