Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute

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Der hier verwendete lineare Ansatz für die mittlere Temperatur des Wärmeträgers m stellt
für die in Frage kommenden Temperaturdifferenzen eine hinreichend genaue Näherung der
tatsächlich logarithmischen Funktion dar. Je größer wird, umso weniger steigt die Kollektortemperatur
zum Kollektorauslauf hin an, d.h. die Temperaturkurve über den Strömungsweg
des Wärmeträgers im Absorber flacht ab.
Nach DIN V 4757-4 /N1/ ist
A b, A e, A a [m 2 ] Bruttofläche, Aperturfläche, Absorberfläche des Kollektors
E.
e [W/m 2 ] Bestrahlung durch die Aperturfläche
Q n [W] Nutzwärmeleistung des Kollektors
η [-] [oder %] Wirkungsgrad
η 0 [-] [oder %] Konversionsfaktor
k 1 [W/(m 2 ∙K)] linearer Wärmedurchgangskoeffizient
k 2 [W/(m 2 ∙K 2 )] quadratischer Wärmedurchgangskoeffizient
m [°C] mittlere Temperatur des Wärmeträgers
e [°C] Temperatur des Wärmeträgers bei Eintritt in den Kollektor
a [°C] Temperatur des Wärmeträgers bei Austritt aus dem Kollektor
L [°C] Umgebungslufttemperatur
[K] Übertemperatur (mittl. Kollektortemperatur gegenüber Umgebung)
Für die Berechnung des Energieertrags aus dem Kollektor ist es wichtig zu definieren, welche
der unten genannten Kollektorflächen als bestrahlte Fläche zu Grunde gelegt wird. Die
genauen Definitionen der Flächen sind dem Anhang der DIN V 4757-4 zu entnehmen. Anzumerken
ist schon hier, dass die Kollektorkennwerte nach DIN V 4757-4 auf die
Aperturfläche bezogen sind, nach ISO jedoch auf die Absorberfläche.
Bruttofläche (Gesamtfläche) A b : Dies ist die Fläche zwischen den äußeren Begrenzungen
des Kollektors, i.d.R. ist dies die äußere Begrenzung des Kollektorgehäuses.
Aperturfläche A e : Sie ist die für senkrecht oder schräg auftreffende Solarstrahlung durchlässige
Öffnung des Kollektors, i.d.R. die sichtbare Glasfläche innerhalb der Scheibendichtung.
Bei Vakuumröhrenkollektoren ohne Spiegel ist sie das Produkt aus Innendurchmesser,
der unbeschatteten zylindrischen Innenlänge und der Anzahl der Röhren. Bei rückseitig
angebrachten Spiegeln ist sie durch die Projektion der Spiegel in die Kollektorebene bestimmt.
Absorberfläche A a : Die Absorberfahnen im Flach- wie im Röhrenkollektor mit der Projektion
der anschließenden Rohrstutzen und der im Flachkollektor ggf. beschienenen Sammler
ergeben die Absorberfläche.
aktive Absorberfläche: Manche Kollektoren sind so konstruiert, dass die Absorberfläche
noch unter den Kollektorrahmen reicht, also größer als die Aperturfläche ist. Die aktive
Absorberfläche ist dann die nicht durch die Rahmenverschattung beeinträchtigte Absorberfläche,
sie ist also gleich der Aperturfläche (In Solarthermie-2000 benutzte Definition).