Absorberfläche

Unterschied zwischen der Absorberfläche, Aperturfläche und der Bruttofläche bei Solarkollektoren

In der Solartechnik der Solarthermie dienen Solarkollektoren der Umwandlung von Sonnenlicht in Wärmeenergie. Dieser Artikel des online Solarlexikons widmet sich der Erklärung des Unterschieds zwischen Absorberfläche, Bruttofläche und Kollektorfläche.

Grafik: Unterschied: Bruttofläche, Aperturfläche und Absorberfläche bei einem Flachkollektor

Die Absorberfläche bei Solarkollektoren

Mit der Absorberfläche bei Solarkollektoren wird jene Fläche bezeichnet, welche effektiv der Wärmeerzeugung durch die Umwandlung von Licht in Wärme dient. Andere Bezeichnung der Absorberfläche = Nettofläche

Die Flachkollektor - Absorberfläche entspricht demnach dem Teil unterhalb der Glasabdeckung, an welcher das Sonnenlicht wirksam auf die sich darunter befindende Absorberbeschichtung eindringen kann. Bei einem Flachkollektor ist diese Fläche als etwas kleiner als die Gesamtoberfläche des Kollektors (Bruttokollektorfläche). Lediglich der Licht- undurchdringbare Rahmen (mit aufliegender Glasabdeckung) der Außenbegrenzung und Registers zählen nicht zur Absorberfläche hinzu. Die Röhrenkollektor - Absorberfläche meint lediglich die mit einer selektiven Absorber-Beschichtung behandelte Oberfläche der inneren Glasröhren.

Aperturfläche einer Solarthermie-Anlage

Im Unterschied zur Absorberfläche wird mit der Aperturfläche eines Solarkollektors in der Solarthermie die gesamte Fläche bezeichnet, auf welche nutzbares Sonnenlicht einfällt. Die Aperturfläche ist bei Flachkollektoren somit minimal höher als die Absorberfläche. Anders verhält es sich bei CPC Vakuumröhrenkollektoren mit Spiegeln. Hier zählen die gewölbten Spiegel, die das Sonnenlicht stets zum Röhreninneren lenken zur Aperturfläche hinzu.

Die Aperturkollektorfläche ist somit mit der "Innenfläche" bei thermischen Solarkollektoren gleichzusetzen.

Bruttokollektorfläche

Analog zur Nettokollektorfläche (Absorberfläche) existiert eine weitere Kennzahl zur Unterscheidung von Solarkollektoren. Die Bruttofläche errechnet sich relativ simpel anhand der jeweiligen Länge und Breite des Solarkollektors. Hierbei findet in der Solartechnik der Solarthermie zur Wärmegewinnung keine explizite Unterscheidung zwischen Flach- und Röhrenkollektoren statt.

Als Beispiel der Berechnung einer Bruttofläche dient der Vakuumröhrenkollektor CPC 45 star azzurro aus dem Hause Paradigma. Dessen Außenmaße sind:

• Breite: 2,03 m
  
• Länge: 2,42 m
  
• Höhe (hier irrelevant): 0,12 m
  

Durch Multiplikation der Breite und Länge des Kollektors erhält man dessen Bruttokollektorfläche 2,03*2,4 = 4,9126 m²

Grafik: Aufbau von CPC Vakuumröhrenkollektoren

1.  Vakuumröhrenkollektoren arbeiten nach dem Prinzip einer Thermoskanne und bestehend aus zwei konzentrischen Glasröhren mit evakuiertem Zwischenraum. Die Vakuumisolierung dient der Vermeidung von Wärmeverlusten und Erhöhung des Solarertrags.
2. Beschichtung von Vakuumröhrenkollektoren: Hochselektive Absorberschicht AI/AIN, auf der inneren Röhre.
3. Im Röhreninneren: Aluminium-Wärmeleitprofil für eine optimale Wärmeübertragung zwischen der Absorberbeschichtung und Solarflüssigkeit.
4. U-förmiger Edelstahl. Zum effektiven Abtransport der gewonnenen Solarwärme.
5. Isolierung aus Mineralwolle und Kaschierung aus Aluminium zur Verhinderung von Wärmeverlusten im Sammelkasten.
6. Anschlüsse für den solaren Vorlauf und Rücklauf der thermischen Solaranlage und zur Anbindung an das Heizsystem des Hauses.
7. Hochreflektierende und witterungsbeständige CPC Spiegel ("Compound Parabolic Concentrator"). Diese Solarspiegel lenken einfallendes Sonnenlicht direkt zum Absorber und fokussieren sämtliches Licht auf einen Brennpunkt im Röhreninneren des Kollektors. Auch diffuses Licht aufgrund einer Streuung durch Wolken oder Gewässer wird somit effektiv genutzt. 

Welche Solar-Fläche wird durch das BAFA gefördert?

Fördermittel erhält man auf Basis der Bruttofläche, sofern der Kollektortyp die Mindestanforderung an den Solarertrag erfüllt. Hierbei wird stets aufgerundet; so erhält beispielsweise ein CPC 45 star azzurro der Paradigma Deutschland GmbH mit einer Bruttokollektorfläche von 4,91 m² aufgerundet. Aktuell (Stand 23.05.2011) erhält man durch das Marktanreizprogramm des BAFA im Bereich Solarthermie 120 Euro pro angefangenem Quadratmeter Bruttokollektorfläche. Eine thermische Solaranlage von dem CPC 45 star azzurro berechtigt demnach für eine BAFA-Förderung in Höhe von 5 x 120 = 600 Euro. Für die Verwendung einer effizienten Energiesparpunkte winken dem Solaranlagen-Betreiber einmalig zusätzliche 50,00 Euro.

Solar Lexikon

Das online Solarlexikon des Herstellers von Solaranlagen, umweltfreundlichen Pelletsheizungen und Gasheizungen mit moderner Brennwerttechnik - der Paradigma Deutschland GmbH. Das Online-Glossar erklärt Begriffe, Technologien und Funktionskonzepte der Solartechnik und erneuerbaren Energien. Zurück zur Artikel-Übersicht des online Solar-Lexikons.