Mitteltemperatur-Solarthermie wird dort eingesetzt, wo Temperaturen zwischen 100 und 400 Grad Celsius benötigt werden. Solarthermie ist eine erneuerbare Energiequelle, die Sonnenenergie in thermische Energie umwandelt.
Im Allgemeinen werden Flachkollektoren in Niedertemperatur-Solarthermieanlagen eingesetzt. Bei Temperaturen über 80 Grad Celsius haben Flachkollektoren jedoch praktisch keine Leistung mehr und es muss auf andere solare Konzentrationssysteme zurückgegriffen werden.
Mitteltemperatur- Wärmeenergie-Sammelsysteme werden hauptsächlich für industrielle Anwendungen verwendet. Im Gegensatz dazu werden Niedertemperatursysteme zur Warmwasserbereitung und Hochtemperatursysteme zur Dampf- und Stromerzeugung eingesetzt.
Die zwei Arten von Solarthermie-Kollektoren für mittlere Temperaturen sind:
1. Vakuumröhren-Sonnenkollektoren
Vakuum-Solarkollektoren sind eine Reihe linearer Röhren, durch die in der Mitte eine Wärmeübertragungsflüssigkeit zirkuliert. In dem Raum zwischen der Leitung, durch die das Fluid zirkuliert, und der Außenschicht des Rohrs wird ein Vakuum erzeugt, um eine Wärmeübertragung durch Konvektion zu verhindern, um Verluste zu reduzieren und eine bessere Nutzung der Sonnenenergie zu erreichen.
Die Wärmeträgerflüssigkeit wird in einem geschlossenen Kreislauf gehalten und überträgt Wärmeenergie über einen externen Wärmetauscher.
Mit Vakuumkollektoren können Temperaturen von bis zu 120 °C erreicht werden.
Vorteile von Vakuumröhrenkollektoren
Der Hauptvorteil gegenüber Flachkollektoren ist die bessere Wärmedämmung.
Bei Flachkollektoren treten thermodynamische Verluste durch Konvektion auf, während bei vakuumisolierten Röhren diese Verluste auf Werte um die 5 % reduziert werden. Im Vergleich zu Flachkollektoren sind diese Verluste bis zu 35 % geringer.
1. Konzentrierende Sonnenkollektoren
Konzentrierende Sonnenkollektoren sind eine Art Sonnenkollektoren, die dank ihrer Form die empfangene Sonnenstrahlung punktuell auf einer Fläche bündeln.
Es gibt verschiedene Arten von konzentrierenden Kollektoren, aber das Funktionsprinzip basiert auf einer Anordnung von Spiegeln, die die gesamte empfangene Sonnenstrahlung auf einen Punkt oder ein Glasrohr reflektieren, das sich entlang der Brennlinie des Spiegels befindet.
Im Mittelpunkt steht die absorbierende Oberfläche in Kontakt mit der Wärmeübertragungsflüssigkeit. Diese Anordnung zwischen dem Absorber und dem Fluid zielt darauf ab, Konvektionsverluste zu reduzieren.
Optische Verfahren mit Linsengeräten sind enorm teuer. Am weitesten entwickelt sind derzeit Konzentratoren mit Spiegelreflexion, die für diesen Temperaturbereich linearen Konzentratoren mit Parabolrinnen-Reflexionsfläche entsprechen.
