Fertigung und Tests von Prototypen für Solar-Forschungsprojekt

Fertigung und Tests von Prototypen für Solar-Forschungsprojekt

Fertigung und Tests von Prototypen für Solar-Forschungsprojekt

Optimales Schweißverfahren für Solarabsorber gefunden

Solarabsorber nehmen in einem Sonnenkollektor die Sonnenenergie auf (bzw. absorbiert sie) und wandelt sie in nutzbare Wärme um.


Diese Wärme kann für eine Solarheizung genutzt werden, um Warmwasser aufzubereiten oder die Heizung zu unterstützen. Über Rohrleitungen, die mit einer speziellen Flüssigkeit und einem Frostschutzmittel gefüllt sind, gelangt die Wärme in einen Puffer- oder Kombispeicher, von wo aus sie zur Warmwasser- und Heizungssystem geleitet wird.

 

Unter der Regie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg sollte das Forschungsprojekt SAPRES zeigen, wie sich durch die Kombination zweier Ansätze eine deutliche Kostenreduktion bei der Fertigung von Solarabsorbern ergibt: Zum einen soll mit dem Hohlpräge-Streckzieh-Verfahren, das in der Heizkörper-Produktion eingesetzt wird, eine große Stückzahl in flexibler Länge gefertigt werden können. Zum anderen sollen die im Vergleich günstigeren Materialien Stahl bzw. Aluminium das bisher verwendete Kupfer ersetzen. Die im Vergleich zu Kupfer niedrigere Wärmeleitfähigkeit von Stahl und Aluminium sollte durch ein angepasstes Kanaldesign kompensiert und oder sogar übertroffen werden – bei niedrigeren Herstellungskosten.

 

TIME analysierte die möglichen Fügeverfahren Rollennahtschweißen, Laserstrahlschweißen und Kleben für die Werkstoffe Stahl und Aluminium, wobei nur das Rollennahtschweißen von Stahlblech die nötigen Druckdichtigkeit und Prozess-Sicherheit erbrachte.

 

In der praktischen Erprobung fügte TIME die mittels Hohlpräge-Streckzieh-Verfahren strukturierten Bleche mit 0,5 mm Dicke mit Glattblechen von 0,75 und 1,5 mm Dicke zusammen. Bei den bei TIME durchgeführten Dichtigkeitstests kam es teilweise erst bei einem Druck von 16 bar zu einem Versagen des Bauteils, was etwa dem 10-fachen des normalen Betriebsdrucks entspricht.