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23.02.2016

Solarabsorber aus PPS

Solarkollektoren mit extrudierten Absorbern aus PPS (© H. Kicker, JKU Austria)

Im Rahmen des EU-Projekts „Scoop“ hat ein Forschungskonsortium neuartige Solarkollektoren auf Kunststoffbasis entwickelt. Der Fokus lag dabei auf dem so genannten Absorber, der zur Aufnahme der Energie der Sonnenstrahlung dient. Diese Komponente ist hohen thermischen Belastungen ausgesetzt – die Absorbertemperatur kann 160 bis 170 °C erreichen. Daher wurde als Material für den Absorber Polyphenylensulfid (PPS) ausgewählt. Die Forscher untersuchten eine Reihe von PPS-Blends mit unterschiedlichen Elastomeranteilen, um ein für die Extrusion geeignetes Material zu ermitteln. Für die Extrusion der Stegdoppelplatten wurde ein Werkzeug entwickelt, das parallel drei Absorber mit einer Gesamtbreite von 1,8 m produzieren kann.

Damit bei der Handhabung und der Montage der Solarabsorber keine Risse in der Kanalstruktur entstehen, müssen die Doppelstegplatten flexibel und schlagzäh sein. Der eingesetzte PPS-Werkstoff wurde deswegen in Richtung verbesserter Duktilität und Schlagzähigkeit weiterentwickelt. Für die Anwendung als Solarkollektor-Absorber müssen die Doppelstegplatten nach der Extrusion getempert werden. Andernfalls könnten durch die einseitige Erwärmung der Oberseite der Stegdoppelplatte bei Sonnenstrahlung unerwünschte Deformationen des Absorbers auftreten.

Die Absorber-Stegdoppelplatte wird an beiden Enden mit Endkappen versehen, um die Zirkulation des Wärmeträgers zu ermöglichen. Die Endkappen bestehen aus glasfasergefülltem PPS und werden spritzgegossen. Die Verbindung von Absorber und Endkappen erfolgte mittels Infrarotschweißen in einer vollautomatischen IR-Schweißlinie.

Um die Forschungsresultate auch in der Praxis zu erproben, wurden sieben Demonstrationsprojekte in Betrieb genommen. In Oslo wurden dazu auf 34 Reihenhäusern jeweils 14 m² Kunststoffkollektoren installiert.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

zusätzliche Links

Modifizierte Hochleistungskunststoffe zur Extrusion für Solarthemie-Anwendungen , Fachartikel in der Zeitschrift Kunststoffe, Februar 2016

Aventa AS
Trondheimsveien 436 A
N 0962 Oslo
Tel: +47 22 161410


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