Hocheffiziente Vakuumröhrenkollektoren

Die sĂ€chsische Firma NARVA Lichtquellen GmbH + Co. KG entwickelte einen gĂŒnstigeren, effizienten und damit konkurrenzfĂ€higen Sonnenkollektor aus Vakuumröhren. Die neue Vakuumröhre spart im Vergleich zu anderen Röhrenkollektoren 20 % Materialkosten und steigert den Energieertrag um 10 %

Höhere Produktionskosten und eine kompliziertere Bauweise sind die Gründe dafür, dass viele Solarthermie-Hersteller bislang kostengünstigere Flachkollektoren produzieren statt auf die effizientere Vakuumröhrentechnik zu setzen. Vakuumröhrenkollektoren verlieren im Vergleich zu Flachkollektoren weniger Wärme an die Umgebung, da der luftleere Raum im Inneren der Röhre keine Wärme leitet. Sie sind deshalb insbesondere bei höheren Kollektortemperaturen, geringeren Umgebungstemperaturen sowie bei geringer Sonneneinstrahlung wirkungsvoller.

Konventionelle Röhrenkollektoren wurden bisher aus speziellem „Borosilikatglas“ hergestellt, das auch bei häufigem Wasserkontakt nicht eintrübt. Um die Materialkosten zu reduzieren, tauschten die NARVA -Techniker das teuere Spezialglas gegen eisenarmes Kalknatronglas. Eine Beschichtung mit Nanoteilchen optimiert nun die Transparenz des Glases und damit den Wirkungsgrad des Rohres deutlich.

Robuste Glas-Metall-Verbindung

Die Glas-Metall-Verbindung ist neben der Finne und dem Glaskolben das wichtigste Bauteil einer Vakuum-Kollektor-Röhre. Sie stellt die vakuumdichte Verbindung zwischen Hüllrohr und Absorber her. Die NARVA -Kollektor-Röhre besitzt eine neuartige patentrechtlich geschützte Glas-Metall-Verbindung, die das Produkt robust und langlebig macht. Für deren Produktion kam mit dem MBT-Verfahren (melt-bead-technology) eine innovative Herstellungstechnologie zum Einsatz, die das Glas nicht auf Zug beansprucht. Die Konstruktion der Verbindung widersteht so mechanischen Beanspruchungen als auch Belastungen durch Temperaturwechsel von Kaltwasserberegnungen problemlos. Da das Material des Deckels die Wärme kaum leitet, sind die Wärmeverluste des Wärmeträgerrohrs minimal. Für eine optimale Vakuumqualität wird die Röhre aufgeheizt, bevor die Luft mit einem speziellen Pumpverfahren aus den Röhren gezogen wird.

NARVA hat den Schritt vom Lampenproduzent zur Solar-Technik erfolgreich vollzogen: Das Rohr wird im eigenen Glaswerk in Brand-Erbisdorf gezogen, die Vorfertigung stellt die kupfernen Absorbereinheiten her. Pro Schicht und Jahr können hier rund eine Million Vakuumröhren hergestellt werden. NARVA erhielt für die Entwicklung der Vakuumröhrenkollektoren den Innovationspreis anlässlich des 18. Symposiums Thermische Solarenergie.

WĂ€rmebehandlung der gefertigten Glas-Metall-Verbindung
Das Glasrohr fĂŒr den Röhrenkollektor wird im NARVA-Glaswerk gezogen.

Projektthema:
Optimierung eines Herstellungsverfahrens für hocheffiziente Vakuumröhrenkollektoren aus preiswertem Kalknatronglas mit Antireflexbeschichtung

Projektträger:
NARVA Lichtquellen GmbH & Co. KG
Erzstr. 22
09618 Brand-Erbisdorf
Telefon: 037322-172 00
Fax: 037322-172 03
E-Mail: office@narva-bel.de
Internet: www.narva-bel.de