Kamin

Entstehung, Bau und Livedaten einer Vakuumröhren – Kollektoranlage



Die Kollektorwahl


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Bei gegebener Flachdachfläche sollte ein maximaler Jahresertrag erzielt werden.
Die in Frage kommenden Kollektoren wurden zunächst nach den Testergebnissen des SPF vorausgewählt. Gegenchecks der Testergebnisse mit anderen Testinstituten wurden durchgeführt. Das SPF als Primärquelle von Kollektordaten wurde bevorzugt, weil es einerseits eine sehr umfangreiche Datenbank sehr übersichtlich im Netzzugriff zur Verfügung stellt, Vergleiche ermöglicht und andererseits für jeden Kollektortyp 3 Anwendungsbeispiele mit Zahlenangaben parat hat, was eine Nachprojektierung zur Validierung der eigenen Ergebnisse ermöglicht.

Die Kollektoren sind die höchst beanspruchten Komponenten der Solaranlage. Sie werden langzeitigen und hohen thermischen Wechselbeanspruchungen ausgesetzt, aggressivem Regenwasser, Wind, Schnee und manchmal menschlichem Kenntnismangel beim Einbau.
Alle diese Faktoren können Testinstitute kaum berücksichtigen, weshalb eigene Recherchen notwendig sind. Sie haben bei uns die Kollektorwahl nachhaltig beeinflußt. Da Problemberichte in Internetforen immer eine gehörige Portion Subjektivität bis hin zu Beleidigungen und Beschimpfungen enthalten, haben wir aus Haftungsgründen darauf verzichtet, sie zu zitieren. Nicht in unsere Auswahl einbezogen haben wir Kollektoren, von denen nur Firmenanpreisungen, jedoch keine Daten anerkannter Testinstitute vorhanden waren.

Ergebnis des Entscheidungsprozesses war der Kollektor Thermomax MAZDON 30.

Hier die wesentlichen Auswahlgründe:
  • einer der besten in der Leistung für diese Anwendung
  • der seinerzeit einzige noch bessere Kollektortyp wurde von einer der ganz großen Heizungsfirmen aus dem Programm genommen
  • Heatpipeprinzip mit trockener Sammleranbindung
  • sollte eine Einzelröhre defekt werden, kann sie ohne Anlagenstillstand oder –Entleerung ersetzt werden
  • elastische Sammleranbindung der Vakuumröhren über Edelstahlwellrohr macht unempfindlich gegen Montagefehler
  • der Kollektor ist weitgehend stagnationsfest, mehr dazu später
  • hervorragende Selbstmontagefähigkeit, kein Kran oder Hebezeug notwendig
  • Komplettanlage noch ohne Vakuumröhren kann montiert und in Betrieb genommen werden
  • Montagematerial in Edelstahl (hier für Flachdachmontage) mit guter Montageanleitung und allen Schrauben, Beschlägen und Reserveteilen dabei

    • Der Direktkontakt auf der Intersolar 2006 sowie ein Besuch der Werksniederlassung in Augsburg brachte die endgültige Entscheidung, wobei noch zwei weitere wesentliche Punkte hinzukamen:
  • Qualitätssicherung: Jede dieser Vakuumröhren wird einem individuellen Leistungstest bei der Produktion unterzogen
  • Subjektivbeurteilung: Eine Einzelröhre der Sonnenbestrahlung ausgesetzt und nach ca. 30 Sekunden war der kupferne Kondensatorkopf am oberen Ende der Kollektorröhre so heiß, dass man ihn nicht mehr anfassen konnte.


    • Ergebnis der Kollektordimensionierung:
    9 Thermomax MAZDON 30 = 270 Heatpipe Vakuumröhren TMA600S Apertur: 28,935 m² Brutto: 40,194 m² verschattungsfreie Südaufstellung mit 58° Anstellung in drei Gruppen (Am frühen Morgen ist der Odenwald der Sonne kurz im Wege, im Winter um die Mittagszeit wirft eine Fichte für ca. 1 h Schatten auf einen Kollektor.)

    Drei Bemerkungen zu immer wieder kehrenden Fragen:
  • Hätten es Flachkollektoren auch getan? Bedingt! Bei gleicher Größe hätte ein Spitzenflachkollektor 15% weniger Ertrag gebracht (Simulationsergebnis) oder man hätte ca. 30% mehr Kollektorfläche für den gleichen Ertrag benötigt. Dem muß man Kosten und verfügbare Fläche gegenüber stellen. Kostenseitig tut sich der Vakuumröhrenkollektor da schwer. Hier war bei gegebener Fläche Leistungsmaximierung für hohe Erträge in den Schwacheinstrahlungsmonaten vorgegeben.
  • Wie ist das Verhalten der Röhrenkollektoren bei Beschneiung? Keine faktenbasierte Antwort: Im Winter 2006/07 gab’s keinen nennenswerten Schnee an der Bergstrasse. Das bißchen, was fiel, ist von den steil aufgestellten Kollektoren herunter gerutscht. Subjektivurteil: Bei starker Beschneiung und Sonnenschein gibt’s sicher Ertragseinbußen. Frei tauen geht wegen des Vakuums nicht und mechanische Schneeräumung mag nicht überall empfehlenswert sein.
    Wieviel man (unabhängig vom Kollektortyp) an Ertrag verliert, kann man an Hand der Wetterdaten oder praktischer Erfahrung beurteilen. Im Januar 2008 war unser Gesamtertrag ohne Schnee etwas mehr als 160 kWh. Da war nicht viel zu verlieren! Auch zu Beginn des Jahres 2009 mit klirrender Kälte und merkbarem Schneefall rutschte der wegen der steilen Anstellung weitgehend herunter. Scheint dann die Sonne bekommt man trotz Restschnee auf den Röhren bemerkbar gute Erträge. Vor einer Verallgemeinerung der Ergebnisse muß gewarnt werden, da weder Vergleiche vorliegen noch Ergebnisse von flach aufgestellten Kollektoren dagegen gehalten werden können.
  • Gut beobachten konnten wir das Kollektorverhalten bei Bereifung: Die Kollektoren liefen auch unter Reif gut, wobei angenommen wird, daß der Reif den Energieeintrag schmälert. Im Januar 2009 bei klirrender Kälte und Dauerreif sind sehr gute Ergebnisse zu beobachten. Da indes kein unbereifter Vergleichskollektor daneben steht, kann man keinen objektiven Befund daraus ableiten.