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Dreifach optimierte thermische Solarkollektoren - Der „totale“ Wärmeaustausch

Thermische Solarkollektoren sollen künftig leichter und effizienter werden. Möglich wird dies durch drei patentierte Erfindungen, die in Kombination zu einer neuen Generation von Solarkollektoren führen soll.

Patentierter Solarabsorber.

Patentierter Wärmeübertrager.

 

Im Wesentlichen sollen drei patentierte Erfindungen im Bereich der Solarthermie zu dem technischen Fortschritt führen:
1) Der im Sol/Gel-Verfahren hergestellte Solarabsorber mit multifunktionellen Schichten.
2) Der Wärmeübertrager, der durch die vollflächige Wärmeaufnahme und einen beinahe totalen Wärmeaustausch in kürzester Zeit höchste Leistung ermöglicht.
3) Die neue Bauweise des Kollektors, die das Glas als tragendes Element einsetzt und auf das schwere Rahmengerüst verzichtet.

Der Solarabsorber

Solarselektive Beschichtungen von hoher Qualität werden aktuell in aufwendigen und kostenintensiven Verfahren hergestellt. Robuste, fest haftende, thermisch und chemisch langzeitstabile Beschichtungen lassen sich auch durch Sol/Gel-Verfahren erzeugen. Die Vorteile solcher Herstellungsverfahren liegen neben den geringen Anforderungen an Equipment und Prozesskontrolle in der hohen Variabilität der verwendbaren Materialien. In nahezu beliebiger Zusammensetzung und Schichtstruktur können nicht-planare Flächen beschichtet werden.
Außerdem hat das Sol/Gel-Verfahren einen relativ geringen Energiebedarf und ermöglicht Kombinationen verschiedener Beschichtungsschritte zur Erzeugung von multifunktionellen Schichten, wie sie sich mit anderen bekannten Verfahren wie der Sputter-Technik nicht oder nur mit kaum vertretbarem Aufwand realisieren lassen.

Der Wärmeübertrager

Der neue, patentierte Hochleistungs-Temperierkanal ermöglicht in einer kurzen Zeitspanne einen nahezu „totalen“ Wärmeaustausch. Der Wärmeübertrager besteht aus zwei aufeinander entgegengesetzt gelegten und aufeinander befestigten Blechen, die in ihrer Trenn- bzw. Kontaktebene eingebrachte einseitige Vertiefungen haben. Durch diese Vertiefungen wird eine Innenstruktur vorgegeben, die eine vollflächige Wärmeaufnahme gewährleisten soll und die Umsetzung der Sonnenenergie in Wärme im Millisekundenbereich ermöglicht. Die neuen Wärmetauscher sind einfach, kostengünstig und im industriellen Maßstab zu produzieren. Durch die kompakte, extrem dünne Bauweise entsteht eine Oberfläche, die zur Anbringung der Absorberschicht verwendet werden kann.

Neue Bauweise des thermischen Kollektors
Solarkollektoren werden auf einem Trägergerüst in einem speziellen Rahmen aus Holz, Aluminium oder Kunststoff auf dem Dach angebracht – bislang. Eine neuartige Bauweise von thermischen Kollektoren verzichtet nun auf das Rahmenkonstrukt und setzt das Glas des Kollektors als tragendes Element ein. Die so hergestellten Solaranlagen zeichnen sich durch eine signifikante Gewichtsreduzierung der Bauteile aus. Der geringe Materialeinsatz spart Kosten und verringert die Last für das Dach. Somit können auch die gro-ßen Dachflächen der Industrie- und Lagerhallen problemlos mit Modulen bestückt werden.
Die Idee, auf das schwere Rahmengerüst, das rund ein drittel des gesamten Gewichts des Kollektors ausmacht, zu verzichten, kam dem Erfinder, der bereits seit über 20 Jahren in der Solarbranche tätig ist, während einer Autofahrt zu einem Kunden. Die Windschutzscheibe hat sich in den vergangenen Jahren in der Automobiltechnik zu einem tragenden Element entwickelt. „Ich habe mir dann ganz einfach die Frage gestellt, ob das bei einem Solarkollektor nicht auch funktionieren könnte“, beschreibt der Erfinder den Ursprung seines Patents. Spätestens in einem Jahr soll die Idee durch intensive Forschungs- und Entwicklungsmaßnahmen, die in Zusammenarbeit zwischen dem Erfinder und der IP Bewertungs AG (IPB) entwickelt wurden, Marktreife erlangt haben.

Hohe Materialeinsparung

In Kombination sollen die drei Erfindungen eine neue Generation von Solarkollektoren ergeben. Mit einer Höhe von nur 10 - 15 mm und ohne Rahmenkonstruktion ermöglichen sie, kostengünstig in der Produktion, eine effiziente Umwandlung von Sonnenlicht in Wärme. Durch die Materialeinsparung kann der neue Solarkollektor in großer Stückzahl bei einfacher Montage angebracht werden.
„Die Sonne scheint auf alle gleich, den Unterschied macht die Technologie im Inneren“, beschreibt Dr. Benedikt H. Ahlers, Manager Sales & Development bei der IP Bewertungs AG (IPB), den technischen Vorsprung. Die IP Bewertungs AG (IPB) ist eine der führenden Beratungsgesellschaften für Patentbewertung, -verwertung und -management in Europa. Im Auftrag einer deutschen Großbank bestückt die IPB sogenannte Patentverwertungsfonds mit besonders zukunftsfähigen Patenten und ist auch für die Verwertung dieser zuständig.

Kontakt: IP Bewertungs AG (IPB), 20354 Hamburg, Tel. 040 87879000, Fax 040 87879001, info@ipb-ag.com, www.ipb-ag.com


Nutzungsrechte
Gegen eine Lizenzgebühr können zu jeder Zeit Nutzungsrechte an den Technologien erworben werden. Die Solarabsorber-Patente sind Eigentum der Zyrus Beteiligungsgesellschaft mbH &Co. Patente I KG. Die Wärmeübertrager-Patente sind Eigentum der Zylum Beteiligungsgesellschaft mbH & Co. Patente II KG.

 


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