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Vakuum-Röhrenkollektor CPC |
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Historische Wurzeln - die Erfindung der Thermoskanne
Der schottische Physiker James Dewar erfand 1893 ein doppelwandiges
Gefäß mit einem vakuumisolierten Zwischenraum - die Thermoskanne.
Basierend auf dem Prinzip der Thermoskanne entwickelte bereits im
Jahre 1909 Emmet Vakuum-Röhren um Sonnenenergie nutzbar zu
machen. Seine Patente aus dieser Zeit bilden auch heutzutage noch
die Grundlage für modernste Vakuum-Röhrentechnik.
Die Effizienz dieser alten bekannten Technik der Thermoskanne
konnte jedoch erst mit Hilfe moderner Beschichtungstechnologien
und hochselektiver Schichten auf höchstes Niveau gebracht werden.
Die Technik - heute
Der Paradigma Vakuum-Röhrenkollektor CPC Star azzurro besteht
aus
3 Hauptkomponenten, die komplett vormontiert sind:
- Paradigma Vakuum-Röhren
- CPC-Spiegel
- Sammelkasten mit Wärmeübertragungseinheit und integriertem Rücklaufrohr
Sammelkasten und Wärmeübertragungseinheit
Im formschön gestaltenen Sammelkasten befinden sich zwei
Sammelrohre und ein Rücklaufrohr.
Somit ist es möglich den Vor- und Rücklauf auf eine Seite zu legen.
Die Anschlüsse können links oder rechts oder auch auf beiden
Seiten liegen.
In jeder Vakuum-Röhre befindet sich ein mit Frostschutzgemisch
durchströmtes U-Rohr. Dieses U-Rohr wird mit Wärmeleitblechen
an die
Innenseite der Vakuum-Röhre gepreßt. Diese komplette Übertragungseinheit reicht in den Sammelkasten.
Die Paradigma Vakuum-Röhre
Die Paradigma Vakuum-Röhre ist ein in Geometrie und Leistung
optimiertes Produkt.
Die Röhren sind aus zwei konzentrischen Glasrohren aufgebaut, die
auf einer Seite jeweils halbkugelförmig geschlossen und auf der
anderen miteinander verschmolzen sind. Der Zwischenraum zwischen den Röhren wird luftleer gepumpt und anschließend hermetisch verschlossen,
d.h. es entsteht eine Vakuumisolierung.
Das entstandene Gefäß kann auch als Thermoskanne bezeichnet werden. Um hiermit Sonnenenergie nutzbar zu machen wird die innere
Glasröhre auf ihrer Außenfläche mit einer umweltfreundlichen hochselektiven Schicht versehen und damit als Absorber ausgebildet.
Die Beschichtung befindet sich somit geschützt im Vakuumzwischenraum. Es handelt sich um eine Aluminum-Nitrid Sputter-Schicht,
die sich durch eine sehr niedrige Emission und eine sehr gute Absorption auszeichnet.
Der CPC-Spiegel
Um die Effizienz der Vakuum-Röhren zu erhöhen, befindet sich hinter
den Vakuum-Röhren ein hochreflektierender, witterungsbeständiger
CPC-Spiegel (Compound Parabolic Concentrator). Die besondere,
von uns optimierte Spiegelgeometrie gewährleistet, daß direktes und
diffuses Sonnenlicht gerade auch bei ungünstigen Einstrahlungswinkeln
auf den Absorber fällt. Dies verbessert den Energieertrag
eines Sonnenkollektors erheblich.
Ungünstige Einstrahlungswinkel sind durch schräg einfallendes
Licht gegeben, z.B. weil das Haus nicht direkt nach Süden ausgerichtet
ist, sondern mehr Richtung Ost oder West. Oder z.B. bei
Morgen- und Abendsonne oder bei diffuser Einstrahlung, d.h. durch
Wolken gestreutes Licht. Der Paradigma Vakuum-Röhrenkollektor
CPC Star azzurro sammelt auch Licht, das keinen Schatten mehr
wirft. Solches Licht wird auch diffuse Strahlung genannt.
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 Senkrechte, direkte Einstrahlung
Schräge, direkte Einstrahlung
Diffuse Einstrahlung
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