2015-03-01  –  2018-05-31

298.116,90 EUR

Hochschule Nordhausen, Nordhausen, Thüringen

0325557A

Kollektorkonzepte, Kollektorentwicklung [EB2011]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines vollständig neuen Kollektortyps durch den Einsatz von Isolierglas im Absorber- und Rahmenbereich. Der Kollektor besteht (vereinfacht) aus zwei Isoliergläsern, die zusammen mit einer verklebten Fluidleitstruktur einen Zwischenraum bilden, der direkt von der Solarflüssigkeit durchströmt wird. Außen ist der Kollektor mit einem Alu-Rahmen versehen, der die vier Scheiben formschlüssig hält. Es sollen dabei vorzugsweise marktgängige, handelsübliche Glassorten eingesetzt werden. Der Nur-Glas-Kollektor mit einer angestrebten Bauhöhe kleiner 50 mm soll gegenüber dem heutigen Standardflachkollektor mit Metall-Absorber bei gleicher Leistungsfähigkeit um 20 % verminderte Herstellkosten aufweisen, neue Ansätze zur Reduktion der Systemkosten durch vereinfachte Montage und Anbindung bieten sowie durch seine geringe Bauhöhe neue Einsatzbereiche für Solarkollektoren (u.a. im Fassadenbau) erschließen. In dem beantragten Vorhaben werden die grundlegenden wissenschaftlich-technischen Fragestellungen hinsichtlich Strömungsmechanik (Fluidleitstruktur, hydraulische Anbindung), Optik (Absorptions-, AR- und low-e-Beschichtungen), Thermischer Optimierung (Minimierte Wärmeverluste) und Strukturoptimierung (Randverbund, Reduktion der flächenspezifischen Masse, mechanische und thermische Langzeitstabilität unter Last) geklärt. Experimentelle Untersuchungen an Funktionsmustern dienen der Validierung von Berechnungen und Simulationen. Die Kollektorentwicklung im Projekt besteht aus sechs wesentlichen Arbeitsbereichen, (A) Wärmeübertragung in Gasschichten, (B) Strömungsmechanik, (C) Oberflächen / Strahlungswandlung, (D) Strukuranalyse, (E) Konstruktion und (F) Wissenstransfer.