Fraunhofer ISE eröffnet neuen Prüfstand für thermische Solarkollektoren

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Solarkollektoren unter realitätsnahen Bedingungen zu testen, ist eine alles andere als einfache Herausforderung. Mit seinem jetzt in Betrieb genommenen Prüfstand will das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) bisherige Prüfverfahren entscheidend verbessern, deren Testbedingungen teilweise weit von der Realität entfernt sind. Ein Bedarf an realistischen Tests besteht zweifelsfrei. Solarkollektoren sind unmittelbar den äußeren Bedingungen ausgesetzt, die sowohl große Temperaturschwankungen als auch erhebliche Krafteinwirkungen mit sich bringen können. Diesen Extrembedingungen müssen die Kollektoren und ihre Montagesysteme über einen langen Zeitraum standhalten. Eine Solarthermie Anlage weist eine relativ lange Amortisationszeit auf. Um wirklich rentabel zu sein, muss sie mehr als 20 Jahre lang ihre Leistung erbringen. Ziel des neuen Prüfstands ist es, diese Langzeitbelastung in einem Testprogramm unter Laborbedingungen in kurzer Zeit zu simulieren.

Kooperation mit der PSE AG

Für die Entwicklung des Prüfstands hat sich das Fraunhofer ISE einen Partner mit langjähriger Erfahrung auf diesem Gebiet gesucht. Die PSE AG entwickelt seit Jahren Prüfverfahren für solare Energiesysteme. Nicht nur freiwillige Qualitätsprüfungen werden mit Prüfsystemen der PSE AG durchgeführt, sondern auch genormte Messverfahren im Rahmen der Zertifizierungsprüfung von Solarkollektoren.

Ein neuer Ansatz

Bisherige Prüfverfahren simulieren nacheinander typische Umwelteinflüsse, denen ein Solarkollektor im praktischen Betrieb ausgesetzt sein kann. In Kältekammern werden niedrige Temperaturen erzeugt, mit mechanischen Messvorrichtungen wird die Stabilität gegenüber externen Krafteinwirkungen untersucht. Der Aussagewert dieser Prüfungen leidet erheblich darunter, dass diese Tests nur unabhängig voneinander durchgeführt werden können. Die größten Kräfte, denen Solarkollektoren und ihre Montagesysteme in der Praxis standhalten müssen, sind die Gewichtsbelastungen durch große Schneemassen. Niedrige Temperaturen und hohe mechanische Belastungen treten in der Praxis also eher gleichzeitig als nacheinander auf. Herkömmliche Prüfverfahren müssen hier passen. Der neue Prüfstand des Fraunhofer ISE erlaubt es, beide Bedingungen gleichzeitig herzustellen und somit deutlich aussagekräftigere Ergebnissen zu erhalten.

Die Suche nach preiswerten Montagesystemen

Bisherige Montagesysteme haben sich in der Praxis durchaus bewährt, weswegen weitere Tests nicht unbedingt erforderlich erscheinen. Es sind jedoch nicht die bereits erprobten Systeme, denen das Interesse der Wissenschaftler am Fraunhofer ISE gilt. In diesen Systemen kommen ausschließlich teure und hochwertige Materialien wie Edelstahl oder Aluminium zum Einsatz, deren Stabilität und Langlebigkeit bereits hinlänglich bekannt ist. Die Hersteller setzen also ausschließlich die besten verfügbaren Materialien ein, weil bislang nicht geprüft werden konnte, ob auch preiswertere Varianten den hohen Langzeitbelastungen zuverlässig standhalten. Genau solche Tests soll der neue Prüfstand ermöglichen.

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