Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Rahmen des vorliegenden Forschungs- und Entwicklungsvorhabens sollen die wissenschaftlichen Grundlagen f\u00fcr das Design eines besonders wirtschaftlichen Solarvakuumkollektors entwickelt und die erforderliche Prozesstechnologie durch intensive theoretische und experimentelle Arbeit erarbeitet wer-den. Die Arbeiten des Forschungs- und Entwicklungsteams zielen vor allem auf Verbesserungen der betriebswirtschaftlichen Ergebnisse von Vakuumr\u00f6hren-Solarkollektor-Anlagen. Dabei ist eine Hauptzielrich-tung der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die Voraussetzungen f\u00fcr den Einsatz von kosteng\u00fcnstigeren Materialien, wie z. B. von preisg\u00fcnstigem Glas, zu schaffen. Die andere Hauptzielrichtung ist die Gestaltung der Herstellungsprozesse mit der Zielsetzung einer umweltschonenden aber hocheffizienten Technologie.
\nIn Deutschland werden ca. 48 % der Prim\u00e4renergie f\u00fcr Geb\u00e4udeheizung verwendet. Da das Verh\u00e4ltnis zwischen Kosten und Energieertrag bei Solarthermie deutlich dichter an der Wirtschaftlichkeitsgrenze liegt, als bei netzgebundener Photovoltaik oder Windenergie pl\u00e4dieren f\u00fchrende Wirtschaftswissenschaftler f\u00fcr eine deutlich breitere Anwendung der Solarthermie, um erforderliche Umweltentlastungen zu erreichen. Die NARVA Lichtquellen GmbH +Co. KG ist ein innovatives Unternehmen, dessen Erfolg auf der Flexibilit\u00e4t gegen\u00fcber aktuellen Marktentwicklungen beruht. In der erfolgreichen Bew\u00e4ltigung des erw\u00e4hn-ten Forschungsthemas sieht das Unternehmen die Chance neue Produkte zu entwickeln, neue M\u00e4rkte zu erschlie\u00dfen und damit
\nvorhandene Arbeitspl\u00e4tze dauerhaft zu sichern und neue Arbeitspl\u00e4tze zu schaffen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas H\u00fcllrohr des Solarvakuumkollektors muss f\u00fcr die speziellen Anspr\u00fcche mechanisch und funktionell optimiert werden. Das beinhaltet eine Optimierung der Geometrie und eine Optimierung der Glasoberfl\u00e4che durch die Anwendung moderner Sol-Gel-Technolgien. Der Absorber bildet das Kernst\u00fcck des Kollektors und ist entsprechend den Kriterien der Effizienz, der Prozessf\u00e4higkeit und des Langlebensdauerverhaltens zu dimensionieren. Die Gestaltung und Ausf\u00fchrung aller Glas-Metall-Anbindungen zur Bauteilkomplettierung bedarf einer sensiblen Verbindung von h\u00f6chsten Design- und Funktionsanspr\u00fcchen und beherrschbaren Technologien. F\u00fcr alle Teilaufgaben sind Pr\u00fcfverfahren zu entwickeln, die sichere und repr\u00e4sentative Qualit\u00e4tsaussagen zum jeweiligen Entwicklungsstand und eine Verfolgung der Qualit\u00e4tskontinuit\u00e4t f\u00fcr die Zukunft erm\u00f6glichen.
\nNach abgeschlossener Optimierung der einzelnen Solarkollektorr\u00f6hre erfolgt die Montage kompletter Module und ihre Erprobung in der Praxis. Den Abschluss bildet die Entwicklung einer Verpackungstechnologie und die Komplettierung des Qualit\u00e4tssicherungssystems entsprechend den betriebsinternen Erfordernissen und den Erkenntnissen aus dem Projekt.
\nDie Umsetzung der einzelnen Projektschritte bedingt maschinenbauliche Neuentwicklungen und konstruktive Anpassungen durch erfahrenes Fachpersonal innerhalb und au\u00dferhalb des Unternehmens.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Grundlage f\u00fcr die erfolgreiche Durchf\u00fchrung des Forschungsvorhabens waren die umfangreichen Erfahrungen des Unternehmens in den Bereichen: Glasherstellung, Glasbeschichtung, Glasverarbeitung, Glas-Metall-Verbundausf\u00fchrung, Vakuumtechnik, Montage- und Konstruktionstechnik, Maschinenbau und Technologie.
\nNach intensiven Studien zur Festlegung baulicher und technologischer Details der Kollektorr\u00f6hre erfolgte eine Fertigung von Prototypen im Laborma\u00dfstab und eine Fertigung von umfangreicheren St\u00fcckzahlen an eigens entwickelten Modell- und Pilotmaschinen. Alle technologischen Teilschritte wurden zwischen-zeitlich soweit perfektioniert, dass eine Kollektorfertigung unter Produktionsbedingen realisierbar ist (Fertigungskapazit\u00e4t 600 St\u00fcck\/Stunde).
\nDurch die Entwicklung eines speziellen Beschichtungsverfahrens gelang es, die hydrolytische Best\u00e4ndigkeit und die Transmission des verwendeten Glasrohres (Kalk-Natron-Glas) gravierend zu verbessern. Diese Ergebnisse waren die Grundvoraussetzung f\u00fcr die angestrebte Abl\u00f6sung von Borosilikatglas.
\nDie metallischen Komponenten zur Absorption, W\u00e4rmeleitung und Medienf\u00fchrung konnten hinsichtlich ihrer funktionellen Ausf\u00fchrung, den \u00e4sthetischen Anspr\u00fcchen und der Montageausf\u00fchrung unter dem Gesichtpunkt einer umsetzbaren Massenfertigung optimiert werden. Der vakuumdichte Verschluss der Kollektorr\u00f6hre gestaltete sich besonders im Bereich Glas-Metall-Verbund als ausgesprochen kompliziert. Hierf\u00fcr wurde eine neuartige funktionelle L\u00f6sung gefunden, deren Technologieumsetzung auch im ma-schinenbaulichen Bereich eine Innovation darstellt. Da der Wirkungsgrad einer Kollektorr\u00f6hre gravierend durch die Vakuumqualit\u00e4t bestimmt wird, wurden im Vorfeld der praktischen Umsetzung umfangreiche mathematische Modellierungen zur Vakuumoptimierung durchgef\u00fchrt. Die Resultate bildeten eine stabile Grundlage f\u00fcr kostenoptimierte und erfolgsgesicherte Forschungsarbeit. Durch ein komplettes Ausheizen des Kollektors vor dem und ein speziell abgestimmtes Pumpregime beim Evakuieren konnte die angestrebte Vakuumqualit\u00e4t und damit auch die angestrebte Endqualit\u00e4t der Kollektorr\u00f6hre realisiert werden.
\nAufgrund der \u00fcberzeugenden Produktqualit\u00e4t erfolgt im Unternehmen ab September 2006 die Inbetriebnahme einer Fertigungslinie zur Kollektorr\u00f6hren-Herstellung. Im Rahmen dieser Fertigung werden die erhaltenen Forschungsergebnisse umgesetzt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Details zu einzelnen Forschungsleistungen sind in mehren Schutzrechten formuliert, die bereits erteilt wurden bzw. sich in der Pr\u00fcfung befinden.
\nDas entwickelte Produkt soll perspektivisch im Unternehmen gefertigt werden (Inbetriebnahme der Fertigungslinie am 18.09.06). Der Vertrieb und die Pr\u00e4sentation des kompletten Solarkollektors erfolgt durch eine separate Firma, die die einzelnen Kollektorr\u00f6hren zu einer Solarbatterie montiert.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projektziel wurde erreicht.
\nIm Rahmen des Forschungsvorhabens ist es gelungen, eine Kollektorr\u00f6hre zu entwickeln, deren Materialkosten bei der Herstellung um 20 % reduziert werden konnten. Parallel dazu wurde der Wirkungsgrad (Energieertrag) des Erzeugnisses um 10 % verbessert.
\nDiese Erfolge wurden durch eine Werkstoffsubstitution beim H\u00fcllkolben (Verwendung von preiswertem, neuartig beschichtetem Kalk-Natron-Glas statt teurem Borosilikatglas), eine Minimierung der Strahlungsverluste und Optimierungen im Bereich der Vakuumtechnik erm\u00f6glicht.
\nZur Ausf\u00fchrung der vakuumdichten Verschmelzung des H\u00fcllkolbens mit Metallteilen wurde ein spezielles Verbundverfahren entwickelt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Im Rahmen des vorliegenden Forschungs- und Entwicklungsvorhabens sollen die wissenschaftlichen Grundlagen f\u00fcr das Design eines besonders wirtschaftlichen Solarvakuumkollektors entwickelt und die erforderliche Prozesstechnologie durch intensive theoretische und experimentelle Arbeit erarbeitet wer-den. Die Arbeiten des Forschungs- und Entwicklungsteams zielen vor allem auf Verbesserungen der betriebswirtschaftlichen Ergebnisse von Vakuumr\u00f6hren-Solarkollektor-Anlagen. Dabei ist eine […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,51,68,52,53],"class_list":["post-24036","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-sachsen","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"23534\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"23534-01.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"125.000,00","dbu_projektdatenbank_firma":"NARVA Lichtquellen GmbH & Co. KG","dbu_projektdatenbank_strasse":"Erzstr. 22","dbu_projektdatenbank_plz_str":"09618","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Brand-Erbisdorf","dbu_projektdatenbank_p_von":"2005-07-04 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2006-05-03 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"10 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"037322\/17290","dbu_projektdatenbank_inet":"www.narva-bel.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Sachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"117","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-23534-01.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24036","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24036\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":37039,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24036\/revisions\/37039"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24036"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24036"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24036"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}