5. Impuls- und Energietransport in solarthermischen Systemen

Die Abschn. 3.3–3.5 behandelten bereits die Berechnung des Kollektorwirkungsgrades und der darin auftretenden Verluste. Dort wurde auf die detaillierte Diskussion der einzelnen passiven wie insbesondere auch aktiven Verlustmechanismen verzichtet. Die Erarbeitung der passiven Mechanismen zur Aufnahme solarer Einstrahlung im vierten Kapitel erlaubt nun einen neuen und fundierteren Einblick in die Beurteilung der konstruktiven Gestaltung sowie der anlagenbaulichen Realisation solarthermischer Systeme. Die darin gewonnen Erkenntnisse zeigen, dass durch die physikalischen Prozesse ein hoher Anteil der solaren Einstrahlung in Wärme umgesetzt werden kann. Begrenzungen ergeben sich hauptsächlich durch konstruktive Rahmenbedingungen sowie materialspezifische Begrenzungen. Bei adäquater Material- und Temperaturwahl sowie konstruktiver Gestaltung lassen sich im passiven Bereich ca. 80 % an Energieumsetzung erreichen. Der Gesamtwirkungsgrad solarthermischer Systeme liegt jedoch deutlich unterhalb dieser Werte. Woran liegt dies? Eine Ursache ist der konvektive Transport des ein- oder mehrphasigen Wärmeträgers in den Rohrleitungen sowie in den im Solarsystem auftretenden Komponenten wie Pumpen, Ventile, Rohrleitungen und/oder Speicher, die alle verlustbehaftet sind und damit zu einer Verringerung des Wirkungsgrads führen.