Der Röhrenkollektor oder auch Vakuumröhrenkollektor hat gegenüber dem günstigeren Flachkollektor den Vorteil einer höheren Effizienz: So erreichen Sie eine bessere Wärmeausbeute auf geringen Flächen. Lesen Sie mehr über Typen und Aufbau von Röhrenkollektoren bei Effizienzhaus-online!

 

Vakuumröhrenkollektor: Hohe Effizienz durch Vakuum-Isolierung

Der Vakuumröhrenkollektor ist eine Art von Solarkollektoren für Solarthermie-Anlagen, die sich in vieler Hinsicht von den bekannteren Flachkollektoren und den eher seltenen Luftkollektoren unterscheidet. Er ist aus nebeneinander angeordnete Vakuumröhren aufgebaut. Darin ist der Absorber plan oder gewölbt auf Metallstreifen aufgebracht.

Vakuumröhrenkollektor

Foto: Vakuumröhrenkollektor, Buderus


Das Vakuum verhindert durch Isolation effektiv Verluste durch Wärmeleitung und Konvektion. Nur Strahlungsverluste sind auch bei Röhrenkollektoren unvermeidbar. Unter der Röhre ist meist ein Parabolspiegel als Halbröhre (CPC-Reflektor) angeordnet, der auftreffendes Sonnenlicht von einer größeren Fläche auf die Röhre und den Absorber konzentriert.


Es gibt viele Typen von Röhrenkollektoren. Die wichtigsten Unterscheidungen betreffen die direkte oder indirekte Anbindung an den Solarkreislauf.

 

Direkt und indirekt durchströmte Röhrenkollektoren

Bei direkt durchströmten Röhrenkollektoren fließt das Solarfluid durch eine Rohrleitung, die direkt durch die Vakuumröhren führt. Sie kann als Schlaufe oder als Rohr-in-Rohr ausgeführt sein. So nimmt das Solarfluid direkt die am Absorber generierte Wärme auf und führt sie in den Solarkreislauf ab.
Indirekt durchströmte Röhren haben einen getrennten, hydraulischen Kreislauf im Wärmerohr, der auch Heat Pipe genannt wird. In íhm zirkuliert eine leicht verdampfende Flüssigkeit: Alkohol oder Wasser unter niedrigem Druck. Das Wärmerohr tritt am Ende der Röhre aus. Dort kondensiert der Dampf und überträgt dabei Wärmeenergie auf das Solarfluid des primären Kreislaufs im direkt angrenzenden Verteiler.


Die kondensierte Flüssigkeit läuft in der Heat Pipe nach unten. So entsteht ein kontinuierlicher Schwerkraftkreislauf. Dafür ist eine Mindestneigung der Röhrenkollektoren von 25 Grad notwendig.
Die Anbindung indirekter Röhren an den Solarkreislauf kann nass oder trocken erfolgen. Trocken grenzt die Heat Pipe mit gut wärmeleitendem Material an den Solarverteiler an. Bei nasser Anbindung sitzt das Ende des Wärmerohrs in der Solarleitung und wird vom Fluid umspült. Im Test zeigt sich dadurch eine bessere Wärmeübertragung. Allerdings muss das Solarfluid entleert werden, wenn Röhren zu wechseln sind.

 

Dauerhaftes Vakuum mit Dewar-Röhren

Ältere Anlagen setzten zunächst Sonnenkollektoren mit einwandigen Röhren ein. Das Vakuum füllte dabei die komplette Röhre aus. Modernere Systeme verwenden meist sogenannte Sydney- oder Dewar-Röhren. Das sind doppelwandige Glasröhren, bei denen sich das Vakuum im Zwischenraum der Glaswände befindet. So lässt sich der isolierende, evakuierte Raum sicherer und länger stabil halten.

 

Ideal für die Heizungsunterstützung

Sonnekollektoren in Röhrenbauweise bieten einen höheren Wärmeertrag pro Fläche. Sie erfordern allerdings deutlich höhere Investitionskosten durch die komplexere Bauweise mit kostenintensiver Vakuumtechnik. Die speziellen Solarkollektoren erlauben höhere Temperaturen und eine größere Ausbeute als Flachkollektoren auch bei schwachem Licht. Für Solarthermieanlagen mit Heizungsunterstützung erlaubt ein Röhrenkollektor hohe Vorlauftemperaturen.

 

Interessant zu wissen  

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Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH
Foto: Bosch Thermotechnik GmbH

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