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Absorber & Absorberbeschichtung

Der Absorber ist das Herzstück einer Solarthermie Anlage, indem er die Energie der Sonnenstrahlung direkt aufnimmt. Er ist direkt mit den Röhren verbunden, die von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchströmt werden. Dabei kommen verschiedene Bauweisen zur Anwendung. Möglich ist beispielsweise ein Absorber, der aus zwei Platten besteht, zwischen denen die Röhren verlegt werden. Andere Absorber haben die Form eines Rohres, das die Röhren umschließt. Der Absorber steigert den Wirkungsgrad der Anlage erheblich, da er mehr Energie absorbiert, als es die direkt von der Sonne beschienenen Röhren könnten. Eines haben nahezu alle Absorber gemein: Sie sind schwarz. Denn Schwarze Körper können deutlich mehr Sonnenenergie absorbieren als helle.

Selektive Absorberbeschichtung – ein Treibhaus im Treibhaus

Einen Absorber einfach mit schwarzem Lack zu lackieren, ist eine durchaus brauchbare Lösung. Der schwarze Lack absorbiert Energie aus dem gesamten Sonnenspektrum und wandelt sie in Wärme um. Das hat zwar den grundlegenden Nachteil, dass dadurch auch sehr viel Wärme wieder zurückgestrahlt wird, aber die Glasabdeckung des Sonnenkollektors sorgt für eine deutliche Entschärfung des Problems. Diese ist sehr gut durchlässig für die einfallende kurzwellige Strahlung, blockiert aber große Teile der langwelligen Wärmestrahlung des heißen Absorbers. Das ist nichts anderes als der bekannte Treibhauseffekt. Dieses Prinzip funktioniert gut und wird auch in Solarthermie Anlagen verwendet, aber es geht noch besser: So genannte selektive Absorberbeschichtungen verringern die Abstrahlung von Wärme gleich an der Oberfläche des Absorbers. Der genaue physikalische Prozess unterscheidet sich vom Treibhauseffekt, aber das Ergebnis ist dasselbe: Die Absorption kurzwelliger Strahlung wird maximiert, die Abstrahlung von Wärmestrahlung minimiert. Es wird also eine zweite Schutzbarriere gegen Wärmeabstrahlungen eingezogen, ein Treibhaus im Treibhaus. Das Beschichtungsmaterial Tinox absorbiert beispielsweise nach Angaben des Herstellers 95 Prozent der einfallenden Sonnenenergie, weist aber nur Verluste von vier Prozent durch Abstrahlungen auf. Selektive Beschichtungen sind nach wie vor ein aktueller Forschungsgegenstand. Künftige weitere Steigerungen des ohnehin schon sehr hohen Wirkungsgrades von Sonnenkollektoren sind am ehesten hier zu erwarten.

Weitere mögliche Wärmeverluste

Abstrahlung ist nicht der einzige Weg, auf dem Wärme ungewollt vom Absorber abtransportiert werden kann. Sehr fatal wäre eine Wärmekonvektion, also eine dauerndes Abströmen der heißen Luft aus der Nähe des Absorbers. Die meisten Modelle verhindern das durch eine gute Abdichtung, in einigen Modellen wird der Raum um den Absorber sogar evakuiert. Das verhindert auch Verluste durch Wärmeleitung.

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