Solfangere udgør kernen i et solvarmeanlæg. Som navnet antyder, opsamler de solens stråler. Derefter omdannes de til brugbar varme, som kan bruges til opvarmning af varmt brugsvand eller som reservevarme til centralvarme i hjemmet. Dette hjælper dig med at spare på energiomkostningerne og bidrager til en reduktion af CO₂ i atmosfæren gennem afbrænding af fossile brændstoffer.
Bortset fra nogle få specielle tekniske løsninger er de solfangere, der primært anvendes i Danmark, solfangere, der indeholder et cirkulerende varmeoverføringsmedie. Dette medium består normalt af en blanding af vand og glycol-antifrostmiddel. Mediet befinder sig i et rør. Afhængigt af, hvordan de er monteret, kan der skelnes mellem rørformede og flade solfangere. Fælles for dem begge er dog, at en absorber omdanner solstråling til varme. Et varmeoverføringsmedie absorberer varmen og transporterer den væk fra solfangeren. Denne proces er den samme i alle solfangere.
I røropsamlere er absorbatoren anbragt i et glasrør, der er under vakuumtryk (evakueret), svarende til en termokolbe. Vakuummet har meget gode varmeisolerende egenskaber og sikrer et reduceret varmetab. Dette er særlig fordelagtigt ved høje solfangertemperaturer, dvs. netop de driftsbetingelser, der er almindelige for backup af solvarmecentraler.
Generelt kan man skelne mellem rørkollektorer efter deres udformning: I vakuumrørkollektorer med direkte strømning cirkulerer varmeoverførselsmediet gennem absorberrørene, der er anbragt inde i rørene. I varmerørssystemer strømmer varmeoverførselsmediet ikke gennem rørene. I stedet fordamper et medium (normalt vand) i kobberrøret under absorberen. Dampen kondenserer i den passende navngivne kondensator i den øverste ende af rørene - det er her, energien overføres til varmeoverføringsmediet i solfangeren. Varmerørskollektorerne har den fordel, at de har en pålidelig varmeoptagelse.
Viessmann tilbyder følgende rørskollektorer baseret på varmerørsprincippet:
Ved flade solfangere er absorbatoren normalt beskyttet mod elementerne af et hus af belagt stålplade, aluminium eller rustfrit stål og et frontdæksel af jernfattigt solsikkerhedsglas. En antirefleksbelægning (AR) på glasset kan yderligere reducere refleksionen. Termisk isolering af solfangerhuset reducerer varmetabet.
Absorberrøret er lagt i en slynge, hvilket sikrer et pålideligt strømningsmønster gennem solfangeren. Absorberrøret er også svejset ved bøjningerne, hvilket sikrer optimal varmeoverførsel helt ud til kanterne. Bundpladen er forbundet hele vejen rundt med solfangerrammen. Rudetætningen er sømløs og fremstillet af et fleksibelt, vejr- og UV-bestandigt tætningsmateriale.
Viessmann tilbyder følgende produkter:
På grund af deres forskellige udformninger kan solfangere installeres i næsten alle bygningskoncepter, både i nybyggeri og i moderniseringsprojekter, enten på bygningen eller i nærheden af den. De kan installeres på skråtage, flade tage og på vægge samt fritstående på jorden, alt efter behov. I alle tilfælde udgør solfanger og montering en enkelt statisk enhed. Viessmann tilbyder fuldt belastningstestede systemer til alle konventionelle tagtyper, der er egnet til alle solfangere som en del af sit standardproduktsortiment - hvilket sikrer øget pålidelighed og ro i sindet i planlægnings- og installationsfasen.
Den mængde energi, der er tilgængelig til varmeproduktion, er størst, når strålingen rammer solfangerfladen i en ret vinkel. På vores breddegrader kan dette ikke opnås med en vandret overflade. Kollektorfladen kan dog hælde tilsvarende. Desuden er orienteringen også afgørende for den korrekte udnyttelse af solenergien. På den nordlige halvkugle er en orientering mod syd ideel.
En vigtig værdi, som du skal overveje, før du køber et solvarmeanlæg, er solfangernes effektivitet. Denne værdi repræsenterer den andel af solstrålingen, der omdannes til brugbar varmeenergi. Denne værdi bestemmes i henhold til den europæiske standard EN 12975, og du kan finde den i databladene for apparaterne.
Ved beregning af solfangernes effektivitet tages der også hensyn til energistrømme og varmetab. Det betyder, at ikke alt det lys, der når overfladerne, kan bruges til at generere varme (optisk tab). Desuden går en lille del af den varme, der genereres af solfangerne, også tabt (termisk varmetab).
Energistrømme i kollektoren: A Bestråling af solfangeren E Absorber opvarmet af stråling
Optiske tab: B Refleksioner ved glasruden C Absorption ved glasruden D Refleksion ved absorbatoren
Termiske tab: F Varmeledning i solfangermaterialet G Varmeudstråling fra absorbatoren H Konvektion
Hvis der ikke trækkes varme fra solfangeren (fordi pumpen står stille, og varmeoverføringsmediet ikke cirkulerer), opvarmes solfangeren til den såkaldte stagnationstemperatur. Risikoen for overophedning øges med stigende temperaturforskel til omgivelserne. Stagnationstemperaturer på 200 grader Celsius og derover fører til uønskede virkninger. I så fald fordamper solmediet og udvider sig hurtigt og bredt i solkredsløbet. Den deraf følgende høje termiske belastning af komponenterne og selve varmeoverføringsmediet vil derefter forårsage skader.
Viessmann modvirker dette fænomen med en særlig absorberende belægning - ThermProtect. Som en del af processen udstråler absorberen mere og mere varme, efterhånden som den bliver varmere. Dette øger solfangerens varmetab, samtidig med at solfangertemperaturen kun stiger lidt, og stagnationstemperaturen forbliver betydeligt under de sædvanlige værdier. Hvordan fungerer det helt præcist?
ThermProtect ændrer krystalstrukturen i de flade solfangere. De optiske egenskaber ændres også ved en temperatur på 75 grader Celsius. Det betyder, at de indre temperaturer i solfangerne ikke kan stige over 145 grader Celsius. Når temperaturen falder igen, vender krystalstrukturen tilbage til sin oprindelige tilstand.
Omvendt anvendes der ved vakuumrørskollektorer heat pipe-princippet til at beskytte systemet mod overophedning. Hvis solindstrålingen er for høj, og varmeoverførslen begynder at falde, indtræder en trinvis temperaturafhængig nedlukning. Dette forhindrer kondensering ved varmeveksleren. Varmeoverføringsmediet kan ikke længere blive flydende, og varmen transporteres ikke længere. Varmeoverførslen genoptages først, når temperaturen i solkredsløbet er faldet.
