Neue Röhren machen thermische Solaranlagen attraktiver Warm duschen durch die Kraft der Sonne: Für viele Hausbesitzerinnen und Hausbesitzer ist das längst Alltag. Mit Hilfe thermischer Solaranlagen lässt sich Sonnenenergie nutzen, um Wasser zu erwärmen oder auch zu heizen. Am wirkungsvollsten gelingt das Vakuumröhrenanlagen. Diese machen die Sache allerdings auch teuer. Die sächsische Firma „Narva Lichtquellen“ entwickelte jetzt einen günstigeren, effizienten Sonnenkollektor aus Vakuumröhren. Höherer Energieertrag und 20 Prozent weniger Materialkosten machen die Innovation attraktiv.
Zur Zeit gibt es zwei gängige „Energiesammler“ in thermischen Solaranlagen: Flachkollektoren und Vakuumröhrenanlagen. Letztere sind wirkungsvoller, waren bislang aber auch teuerer. Der Vorteil dieser Kollektoren ist, dass sie gegenüber Flachkollektoren mehr Hitze erzeugen. Denn der luftleere Raum im Inneren leitet keine Wärme – es geht also so gut wie keine gewonnene Energie verloren. Das macht die Anlage insbesondere bei höheren Kollektortemperaturen, geringeren Umgebungstemperaturen sowie bei geringer Sonneneinstrahlung wirkungsvoller. Hohe Produktions- und Materialkosten führten bislang aber dazu, dass sich viele Hersteller nicht für die wirkungsvollere Solaranlagentechnik aus Vakuumröhren entschieden, sondern günstigere Flachkollektoren produzierten.
Die Firma Narva Lichtquellen schaffte jetzt die Voraussetzung, um Sonnenlicht noch besser zu nutzen: Mit finanzieller Unterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) - insgesamt 295.000 Euro - entwickelte sie einen konkurrenzfähigen und effizienteren Sonnenkollektor aus Vakuumröhren. Der sächsische Mittelständler spart mit der Innovation 20 Prozent Materialkosten und steigert den Energieertrag im Vergleich zu anderen Röhrenkollektoren. Außerdem schafft die innovative Technik auch 13 neue Arbeitsplätze bei Narva.
Die hohen Materialkosten konventioneller Röhrenkollektoren sind im bisher verwendeten speziellen „Borosilikatglas“ begründet. Ein Vorteil dieses Materials: Auch bei häufigem Wasserkontakt wird es nicht trüb, was für die lichtempfindliche Solartechnik besonders wichtig ist. „Schlieren auf dem Glas haben wir alle schon bei unveredelten Gläsern in der Spülmaschine erlebt“, erläutert DBU-Experte Dr. Roland Digel. Um diesen Effekt zu vermeiden und das rund fünfmal so teuere Spezialglas gegen eisenarmes Kalknatronglas (Fensterglas) einzutauschen, trugen Narva-Mitarbeiter dünne Schichten auf die Röhren und machten sie so wasserfest. Diese wässrige Beschichtungslösung hat einen weiteren positiven Nebeneffekt: „Das Glas reflektiert das Sonnenlicht nicht mehr so. Dadurch konnten wir den optischen Wirkungsgrad und den Energieertrag gegenüber konventionellen Röhrenkollektoren verbessern“, erklärt Narva-Geschäftsführer, Dr. Gerhard Mientkewitz.
Als ausgesprochen kompliziert habe sich der vakuumdichte Verschluss der Kollektorröhre gestaltet, so Mientkewitz. Dazu entwickelten die Narva-Mitarbeiter eine neuartige Glas-Metall-Verbindung, die zum einen ein langlebiges Vakuum sichert und zum anderen den Solarabsorber, den Energieaufnehmer, im Inneren der Röhre befestigt. „Der Wirkungsgrad der Technik wird zudem gravierend durch die Vakuumqualität bestimmt“, sagt Mientkewitz. Dafür heizen die Entwickler den Kollektor aus, bevor sie die Luft mit einem speziellen Pumpverfahren aus den Röhren ziehen. „So können wir Röhren mit der geforderten Vakuumqualität herstellen“, so Mientkewitz.
Mit der neuen Produktionsanlage will das sächsische Unternehmen bis zu 600 Kollektoren in der Stunde produzieren. Für die rund 350 Mitarbeiter von Narva Lichtquellen könne die neue Fertigungslinie Arbeitsplatzsicherheit bedeuten, so Mientkewitz. Die DBU verspricht sich von der neuen Technik, dass sie die Akzeptanz für das Heizen mit Solarenergie weiter vergrößert.
Quelle: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)