Von der Theorie in die Praxis: Forscher entwickeln innovative Solartechnologie aus Kunststoff.

In Norwegen wurde aus einem EU-Forschungsprojekt ein reales marktfähiges Produkt mit hohem Innovationsgrad umgesetzt. Das Forschungskonsortium SCOOP hat Solartechnologien aus Polymeren entwickelt und deren Leistungsfähigkeit durch Demonstrationsanlagen in der Praxis bewiesen.

(industrietreff) - Das Solarthermie-System, das in einer norwegischen Reihenhaussiedlung installiert wurde, deckt über 60 Prozent des Gesamtverbrauchs für Heißwasser und Heizung von 34 Reihenhäusern ab. Die Herausforderungen für die Entwickler des Forschungskonsortiums bestand darin mit dem schlechter wärmeleitenden Material Kunststoff eine Kollektorleistung zu erzielen, die der von Metallkollektoren gleichkommt bzw. diese sogar übertrifft. Außerdem mussten effiziente Herstellungsverfahren gefunden werden, die eine Produktion zu wettbewerbsfähigen Kosten ermöglichen. Um kostspielige Fehlentwicklungen zu vermeiden wurden bereits in der frühen Entwicklungsphase deutsche Experten für Strömungssimulation (CFD) herangezogen.

Mittels CFD-Simulationen wurden die Strömungsverteilungen und die Temperaturverhältnisse der geplanten Kollektorkonstruktion virtuell simuliert und die Auswirkungen von verschiedenen Designparametern auf die Leistung überprüft. Diese Erkenntnisse bildeten eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die Auswahl der optimalen Konstruktionsvariante. Für das dynamische Thermosyphonsystem (TSS) entwickelte HTCO eine Berechnungs-Methode, um den kompletten Tagesverlauf zu simulieren und den Einfluss der Montagelage sowie der geographischen bzw. klimatischen Umgebung auf die Speicherleistung effizient darzustellen. Dadurch ist es nun auch möglich, die beste TSS Konstruktion für jeden potenziellen Absatzmarkt virtuell zu ermitteln und auf die klimatischen Bedingungen anzupassen.

Auch an der Entwicklung des Speichertanks war HTCO maßgeblich beteiligt. Die Simulation ließ erkennen, dass beim herkömmlichen Zuführungssystem Verwirbelungen im Tank entstanden, die zur Senkung der Speicherleistung führten. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde ein neues Zuführsystems entwickelt dessen Leistungsstärke durch CFD überprüft wurde.

Die Forschungsarbeit zeigt deutlich, dass für effiziente und lösungsorientierte Forschung, der kontinuierliche Einsatz von Strömungssimulation unverzichtbar ist. Bereits im Konzeptstatus liefert sie fundamentale Erkenntnisse und sichert den Forschungserfolg ab. Moderne CFD-Technologie spart Zeit und Kosten im Forschungsprozess und steigert den Innovationsgrad eines Projektes erheblich.

Die Forschungsergebnisse der vergangenen Jahre und jetzt auch die Praxis beweisen, dass sich moderne Kunststoffmaterialien für den Bau von zukunftsweisenden Solarsystemen sehr gut eignen und einen wertvollen, zeitnahen Beitrag für die Gewinnung von regenerativer Energie leisten können.

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Datum: 30.06.2015 - 11:20 Uhr
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