Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Qualifizierung von Designs und Materialien für polymere solarthermische Kollektoren

 
: Weiss, K.-A.; Jack, S.; Kaltenbach, T.; Köhl, M.

Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut e.V. -OTTI-, Bereich Erneuerbare Energien:
19. Symposium Thermische Solarenergie. CD-ROM : 06. bis 08. Mai 2009, Kloster Banz, Bad Staffelstein
Regensburg: OTTI, 2009 (Wissen für Profis)
ISBN: 978-3-934681-94-1
pp.86-91
Symposium Thermische Solarenergie <19, 2009, Bad Staffelstein>
German
Conference Paper
Fraunhofer ISE ()

Abstract
Eine elementare Voraussetzung bei der Entwicklung solarthermischer Kollektoren auf der Basis von Polymermaterialien ist die Auswahl geeigneter Materialien, die den Anforderungen durch Dauerbetrieb und Bewitterung genügen. Die Polymere, welche als Absorbermaterial eingesetzt werden, müssen einer dauerhaften Betriebstemperatur von 90 bis 100 Grad C standhalten sowie gegenüber dem Wärmeträgerfluid (Wasser-Propylenglykol) resistent sein. Des Weiteren muss das Material der Kollektorabdeckung und der Rahmenkonstruktion UV-beständig sein. Weitere Eigenschaften, wie z.B. die thermische Leitfähigkeit und etliche mechanische Kenngrößen sowie Prozessierbarkeit müssen Beachtung finden. Präsentiert werden Ergebnisse von beschleunigten Alterungstests an ausgewählten Polymermaterialien, welche zur Verbesserung der Eigenschaften wie beispielsweise Wärmeleitfähigkeit und UV-Stabilität teilweise mit Nanofiltern compoundiert wurden. Zur Charakterisierung der Materialien vor und nach den Tests wurden sowohl oberflächensensitive Analyseverfahren wie FT-IR Spektroskopie im ATR Modus, als auch Verfahren welche eine tiefen- und ortsaufgelöste Untersuchung erlauben, wie beispielsweise Raman-Mikroskopie, eingesetzt. Simulationsrechnungen auf der Basis von FEM erlaubten den Vergleich verschiedener Kollektordesigns und -geometrien bei typischen Belastungsszenarien in Abhängigkeit von gegebenen Materialeigenschaften. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf mechanischen und thermomechanischen Spannungen im Kollektor durch Temperaturgradienten oder externe Lasten. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass Polymere die Anforderungen des Einsatzes in solarthermischen Kollektoren erfüllen können.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-145720.html