Solfangere er i brug i et stigende antal tyske husstande. De absorberer solenergi og omdanner den til varme. Uanset om det bruges til at generere varmt vand eller støtte opvarmning - anvendelsesområderne er forskellige og et skridt i retning af bæredygtig levevis.
Solfangere (solvarme) og solceller (solceller) kan lagre solens energi og konvertere den til varme (solvarme) eller elektricitet (solceller). Dette er en stor præstation, fordi stjernen i midten af solsystemet er en enorm energikilde: Hver dag rammer jorden omkring 1,8 x 1.014 kilowatt. Vi mennesker har ikke engang brug for så meget energi - en energiproduktion på 1.010 kilowatt dækker allerede globale krav, og vi får omkring 10.000 gange mere energi hver dag.
Selvom brugen af solenergi begyndte i antikken, og forløberen for nutidens solfangere blev opfundet i det 19. århundrede, begyndte den virkelige brug af termisk solteknologi i Europa først på tidspunktet for oliekrisen i 1973. På det tidspunkt blev der søgt efter alternativer til fyringsolie, så kun få år så kom de første solpaneler på markedet. De fleste af dem var for dyre og teknisk upålidelige.
Men der er sket meget i de sidste 45 år. Solfangere kan nu findes på mange hustage, og de er en god måde at generere ekstra varme på.
Takket være deres diskrete udseende er solfangere nu egnede til enhver arkitektonisk løsning. Tagintegrationen har bevist sig gennem mange år og tilbyder beskyttelse mod vind og vejr.
Struktur og funktion af solfangeren
Et solvarmesystem er nødvendigt for at bruge solens energi til opvarmning af vand eller til opvarmning. Men pas på: En anden varmegenerator er altid nødvendig, fordi den energi, der genereres af solvarmesystemet, ikke er tilstrækkelig, især om vinteren. Dyrt, men eneste alternativ: Du sparer solens varme med store tanke til vinteren.
Hjertet i et solsystem er samleren. Inde er der en absorber, der fanger solstråling og opvarmes i processen. Dette skaber varme, som igen overføres til et varmeoverførselsmedium. Varmeoverførselsmediet er en væske (solvæske), som regel består af vand og propylenglycol. Propylenglycols hovedformål er at forhindre, at vandet fryser om vinteren og bliver for varmt om sommeren. Den opvarmede væske pumpes gennem rørene gennem absorberen og derefter ind i sollagertanken. Det meste af tiden er absorberen isoleret på siden og nedenunder for at forhindre varmetab.
Typer af solpaneler
Afhængigt af installationsområdet og budgettet kan du vælge mellem to grundmodeller: flad pladesamler og røropsamler.
Flad pladesamler
- absorber
Fladpladesamleren bruges meget ofte. Den indeholder en flad, kontinuerlig absorber, for eksempel lavet af sorte metal, på hvis bagside vandrørene er fastgjort, så de leder varme. Hvor mange solstråler der absorberes af absorberen, afhænger af materialet, formen, placeringen af rørene og belægningen. Panelerne absorberer solens stråler bedst, når materialet er så sort, tyndt og varmeledende som muligt.
- Varmeoverførselsmedium
Det cirkulerende vand er beriget med frostvæske, såsom propylen eller ethylenglycol, så frysetemperaturer ikke sprænger rørene. Tilsætningsstoffer bør dog være miljøneutrale.
- Opsamlerhus
Absorbenten hviler i en tæt lukket kasse, der holder fugt og støv væk. Huset skal være lavet af korrosionsbestandigt materiale.
- Isolationslag
Huset er foret med et let, men stærkt materiale. Den skal have en lav U-værdi og modstå de høje temperaturer i solfangeren. Hårde skumplader i forbindelse med mineraluldsmåtter, men også får og stenuld er udbredt. Vær forsigtig med udgassende ingredienser: De danner et bundfald på indersiden af ruden og reducerer forekomsten af lys.
- Glasdækslet
Samlerboksen er dækket af en glasplade. Den såkaldte transmissionsgrad er vigtig for udvælgelsen af glasset. Det viser, hvor meget lysstråling glasset slipper igennem. Glasset skal nå en værdi på 0,9. Til dette formål anvendes hærdet glas med et lavt jernindhold. Det er normalt struktureret, så det ikke blænder. I en årrække har der været antireflekterende briller, der har en højere permeabilitet end strukturerede briller. De koster dog lidt mere.
Vakuumrørsamler
Vakuumrørsamlerne består af et stort antal vakuumrør omgivet af metalliske reflektorer. Sollyset reflekteres således af reflektorerne ind i røret. Disse indeholder en mørk absorber. Fordi rørene er evakueret, minimeres varmetabet. Derudover forekommer højere temperaturer på et mindre område. Samleren fungerer også effektivt i diffust sollys. Rørsamlere genererer f.eks. Lige så meget varmt vand på 3,5 kvadratmeter som flade pladesamlere på et areal på fem kvadratmeter. Om sommeren er dette næsten fuldstændigt nok til at opvarme vandet fra en familie på fire. I løbet af et år er 60 procent af familiens behov for varmt vand opfyldt. Ulempe: røropsamleren koster dobbelt så meget som en flad pladesamler.
Når det kommer til røropsamlere, skal det bemærkes, at der er to forskellige typer, som vi vil introducere nedenfor:
- Varmeledningsprincip
Hvert lukket rør danner et lukket kredsløb. Solens stråler, der rammer absorberen i røret, får en speciel væske til at fordampe. Øverst på røret køler dampen ned på en varmevekslerblok. Dampen flydes igen. Væsken i røret strømmer ned igen - fordampningen starter igen. Varmen, der frigøres under processen, varmer cirkulationsvæsken, der strømmer forbi varmeveksleren. Varmeledningssystemet kræver en minimum hældningsvinkel på omkring 30 procent for at kredsløbet skal fungere.
- Rør med direkte flow
Med dette system opvarmer solen direkte varmeoverføringsvæsken i absorberrøret midt i røret. Varmeoverførselsmediet løber gennem flere rør. En stor fordel ved dette system er, at rørene kan monteres lodret og vandret.
Vakuumrørsamlere leverer optimale energiudbytter, selv når der er lidt solstråling og i den kolde årstid.
Hvilke forhold afhænger udbyttet af?
Det årlige udbytte af en solfanger afhænger af flere faktorer:
- Klimatiske forhold: Der kan være betydelige forskelle mellem de enkelte placeringer i Tyskland. Der er lokationer med over 1.000 kilowattimer pr. Kvadratmeter om året og lokationer med mindre end 900 kilowattimer pr. Kvadratmeter om året.
- Orienteringen: det bedste er en retning mod syd og en hældningsvinkel på omkring 45 grader.
- Skygger fra andre bygninger eller træer.
- Forurening: Regn og sne fjerner normalt en stor del af snavs. Det er bedst at bruge blide rengøringsmidler og en blød børste mod stædige pletter. Undgå at bruge højtryksrensere.
Størrelsen på samlerne til opvarmning af vand
Enhver, der bruger fladpladesamlere, har brug for 1,5 kvadratmeter samleroverflade pr. Person i husstanden for at varme vandet op. For mere kraftfulde røropsamlere er 1 kvadratmeter pr. Indbygger tilstrækkelig. Tommelfingerregel for størrelsen af vandlagertanken: Beregn 40 liter varmt vand på 45 grader pr. Person og dagtider 2. En 4-personers husstand kan klare sig med 6 kvadratmeter flade eller 4 kvadratmeter røropsamlere og en lagertank med 300 liter. Omkostninger: omkring 3.500 euro.
Opvarmning med solvarme
For at bruge solvarme til rumopvarmning skal du beregne 3 til 4 kvadratmeter samlerareal pr. Person i velisolerede huse. Opbevaringstanken skal indeholde ca. 60 liter pr. Kvadratmeter samleroverflade, lidt større for røropsamlere. Omkostninger: fra omkring 6.000 euro. I et godt isoleret hus kan solvarmesystemet levere op til 25 procent af energien til opvarmning og varmt vand.
Effekt af sne
Når solpanelerne er dækket af sne, producerer de normalt ikke længere noget udbytte. Ofte er der alligevel intet udbytte i disse dage, fordi solstrålingen normalt er for lav.
Med røropsamlere er der dog stadig et godt udbytte på klare, kolde dage, så det kan give mening at fjerne sneen.
Hvis solfangeren er dækket af sne, optager den normalt ikke noget sollys og kan derfor ikke lagre energi i form af varme.
Effektiviteten af solfangere og solceller i sammenligning
Hvad mere er - solfangere eller solceller? Erfaringen har vist, at solfangere er betydeligt mere effektive end solcellemoduler. Solfangere opnår effektivitet på omkring 90 procent med varmetab på knap 50 procent. Dette er dog stadig bedre end et solcelleanlægs effektivitet med en effektivitet på kun 20 procent. Årsagen til dette er, at sollys dækker et bredt spektrum. Enhver form for stråling kan omdannes til varme. Imidlertid kan solcelleanlæg kun konvertere en lille del af strålingen til elektricitet.