Die Bruttofläche berechnet sich aus den äußeren Abmessungen des Kollektors; die spezifischen Kollektorkennwerte beziehen sich in der Regel jedoch nicht auf die Bruttofläche, sondern auf eine Bezugsfläche, die den Testberichten der Prüfinstitute entnommen ist.
Bei Flachkollektoren ist die Bezugsfläche je nach Testinstitut die Absorberfläche oder die Aperturfläche. Bei Röhrenkollektoren (z. B. mit Spiegelkonstruktionen mit senkrecht stehendem Absorber) ist die Bezugsfläche häufig ohne praktischen Bezug, eine rein theoretische Größe.
Kollektor – Thermische Verluste
Variantenmenü: Anlagendefinition > Röhrenkollektor > Verluste, bzw. Thermische Verluste
Die vom Kollektor absorbierte und abzüglich der Wärmeverluste an den Kollektorkreis abgegebene Leistung berechnet sich wie folgt:
- Gdir: Direkter Einstrahlungsanteil bezogen auf die geneigte Kollektorfläche
- Gdiff: Diffuse Einstrahlung bezogen auf die geneigte Kollektorfläche
- TKm: Mittlere Temperatur im Kollektor
- TL: Lufttemperatur
- fIAM: Winkelkorrekturfaktor
Nach Abzug der optischen Verluste (Konversionsfaktor und Winkelkorrekturfaktoren) geht ein Teil der absorbierten Strahlung durch Wärmetransport und Abstrahlung an die Umgebung verloren. Diese Verluste werden durch die Wärmedurchgangskoeffizienten beschrieben.
Der Wärmedurchgangskoeffizient k (Wärmeverlustbeiwert) gibt an, wie viel Wärme der Kollektor pro Quadratmeter Bezugsfläche und Grad Kelvin Temperaturunterschied zwischen Kollektormitteltemperatur und Umgebung an seine Umgebung abgibt.
Er wird in zwei Teile zerlegt:
- ko: Einfacher Teil (in W/m²/K) wird mit der einfachen Temperaturdifferenz multipliziert.
- kq: Quadratischer Teil (in W/m²/K²) wird mit dem Quadrat der Temperaturdifferenz multipliziert.
Die spezifische Wärmekapazität gibt an, wie viel Wärme der Kollektor pro Quadratmeter Bezugsfläche bei einer Temperaturerhöhung um 1 Kelvin speichern kann.
Kollektor – Optische Verluste
Variantenmenü: Anlagendefinition > Röhrenkollektor > Verluste, bzw. Optische Verluste Die Konversions- und Winkelkorrekturfaktoren bestimmen die optischen Verluste, d.h. wie viel der eingestrahlten Energie durch Reflektionen am Glas und am Absorber verloren geht. Der Rest wird vom Kollektor absorbiert.
- Konversionsfaktor: Gibt an, wie viel bei Einstrahlung senkrecht zur Kollektorfläche absorbiert wird (in %).
- Winkelkorrekturfaktoren: Beschreiben die zusätzlichen Reflektionsverluste bei nicht senkrecht zur Kollektorfläche stehender Sonne.
Für die diffuse Einstrahlung wird ein konstanter diffuser Winkelkorrekturfaktor angesetzt. Für den direkten Strahlungsanteil werden diese in Abhängigkeit des Einfallswinkels bestimmt. Flach- und Röhrenkollektoren werden unterschiedlich behandelt.
Kollektoren, die gemäß dem u.s.amerikanischen Solar Collector Certification Program (SRCC) geprüft wurden, finden Sie in der Auswahl durch Sortieren nach der Spalte (ganz rechts) SRCC oder indem Sie für die Spalte SRCC nach “ja” suchen.