Description: Das Projekt "Entwicklung eines hocheffizienten Solarkollektors mit Luft als Wärmeträgermedium - 2. Phase - Nachbewilligung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von airwasol GmbH & Co. KG durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Für eine umweltfreundliche und zukunftssichere Energieversorgung können Solarluftkollektoren eingesetzt werden, welche eine effiziente Erzeugung von industrieller Prozesswärme zur Regenerierung von Sorptionsspeichern, die Trocknung von Industriebauteilen, Lacken, Agrarprodukten, Lebensmitteln oder Gärresten, die Beheizung von Industriehallen oder die Meerwasserentsalzung ermöglichen. Zurzeit werden hauptsächlich Flach-Solarluftkollektoren eingesetzt, welche aufgrund ihres geringen thermischen Wirkungsgrades bei hohen Betriebstemperaturen > 100 °C oder bei sehr niedrigen Außentemperaturen mit geringer Sonneneinstrahlung keine oder nicht effiziente Energieversorgung dafür ermöglichen. Solarluftkollektoren mit Vakuumröhren können aufgrund ihres deutlich besseren thermischen Leistungsverhaltens hierfür eingesetzt werden. Die bis jetzt auf dem Markt verfügbaren Vakuumröhren-Solarluftkollektoren sind mit einseitig geschlossenen Vakuumröhren von Wasserkollektoren aufgebaut. Dadurch muss die Luft durch kleine Querschnitte und aufwendige interne Luftführungen geführt werden. Das dadurch entstehende Problem mit hohen Druckverlusten macht eine komplette Neukonstruktion bzw. -entwicklung notwendig. Auch soll eine gleichmäßigere Durchströmung der Röhren erreicht werden, damit ein idealer Wärmeübertrag zwischen Absorber und Luft stattfinden kann. Zielsetzung des Projektes ist diese Neuentwicklung einschließlich Produktionstechnik mit folgenden technischen Herausforderungen und Arbeitsschritten: Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Um kostengünstig einen neuen Kollektor herzustellen, müssen neue und effiziente Produktionstechniken entwickelt und eingesetzt werden. Z. B. soll der Metallbalg zur Längenkompensation zwischen Glas- und Absorberrohr direkt in das Absorberrohr mit eingearbeitet werden. Dies spart aufwendige Fügetechniken mit Materialmixen wie z.B. Alu und Edelstahl. Es ermöglicht auch einen sehr leichten Absorberrohraufbau. Damit dies möglich ist, muss das Absorberrohmaterial aus Edelstahl bestehen, damit es als Balg verwendet werden kann. Bisher verfügbare Absorberschichten auf Edelstahl werden größtenteils mittels nasschemischer Verfahren abgeschieden und erreichen nicht die Effizienz der kommerziell auf Aluminium oder Kupfer mittels PVD-Verfahren abgeschiedenen selektiven Absorberbeschichtungen. Ziel des Projektes ist es daher, eine Absorberbeschichtung für Edelstahlbleche zu entwickeln, die ähnliche optische Kennwerte wie die bereits auf Aluminiumblech verfügbaren selektiven Schichtsysteme besitzen. Da Edelstahl nicht die hohe Reflexion im Infraroten wie Kupfer oder Aluminium aufweist, können nicht einfach die bestehenden Schichtsysteme auf Edelstahl abgeschieden werden. Es ist bekannt, dass in diesem Fall der thermische Emissionsgrad signifikant höher und somit die Leistungsfähigkeit dieser Absorber wesentlich geringer ist. Vor allem bei den für Prozesswärme benötigten Arbeitstemperaturen im Bereich von 100 - 200°C steigen die Verluste durch Infrarotstrahlung beträchtlich. Daher muss Edelstahl zunächst mit einer zusätzlichen Infrarot-Reflektorschicht beschichtet werden, bevor die eigentliche Absorberschicht abgeschieden werden kann. Diese muss auch bei hohen Temperaturen ihr hohes Reflexionsvermögen erhalten, um die selektiven Eigenschaften der Absorberbeschichtung über die Lebensdauer von mindestens 20 Jahren gewährleisten zu können. Daneben soll die neu zu entwickelnde Beschichtung auch eine hohe mechanische Stabilität und eine gute Widerstandsfähigkeit gegen korrosiven Angriff aufweisen, da das Absorbermaterial in neuen Kollektortypen eingesetzt werden soll, für deren Fertigung spezielle Form- und Fügeverfahren verwendet werden. Die Absorberfertigung kann nur durch eine solche industrielle Fertigungsweise und durch Reduzierung des Material- und Energieeinsatzes kostengünstiger werden. Die Amortisationszeit kann so entscheidend gesenkt werden.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Glas ? Aluminium ? Infrarotstrahlung ? Lack ? Kupfer ? Absorber ? Meerwasserentsalzung ? Prozesswärme ? Solarkollektor ? Solarstrahlung ? Sorptionswärmespeicher ? Amortisation ? Energieversorgung ? Nahrungsproduktion ? Edelstahl ? Beschichtung ? Agrarprodukt ? Energieverbrauch ? Produktionstechnik ? Wirkungsgrad ? Gärrest ? Heizung ? Kennzahl ? Regeneration ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2019-03-06 - 2020-11-06
Webseite zum Förderprojekt
https://www.dbu.de/projektdatenbank/32450-03/ (Webseite)Accessed 1 times.