Der Flachkollektor

Eine Variante der Solarkollektoren sind sogenannte Flachkollektoren.  Das wichtigste Merkmal dieser Flachkollektoren ist, dass sie eine flache und ebene Absorberfläche haben, die keinerlei Konzentration an bestimmten Stellen und auch keine Krümmung aufweist. Flachkollektoren werden gern verwendet, um Swimmingpoolwasser zu erwärmen. Besonders auf dem deutschen Markt der Sonnenkollektoren, der einen der größten Europas darstellt, sind die Flachkollektoren am verbreitetsten. Das Verhältnis von anderen Varianten, zum Beispiel Vakuumröhrenkollektoren und Flachkollektoren liegt bei etwa 1:9.

Die Abdeckung der Flachkollektoren soll die Sonnenstrahlen, auch bei einem relativ flachen Einstrahlwinkel, so optimal wie möglich einfangen, um die Strahlung möglichst vollständig in das Innere des Kollektors weiterzuleiten und somit ein Entweichen vom Wärme durch Strömung und Strahlung weitgehend zu vermeiden. Am häufigsten wird bei Flachkollektoren Einfachglas, das oftmals reflexbehandelt ist, verwendet. Gartenblankglas lässt sich auch in der Selbstbauweise verwenden. Kunststoff sollte aufgrund seiner Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung sowie Hitze, Frost und anderen Witterungseinflüssen auch in der Selbstbauweise nicht verwendet werden. Von professionellen Anbietern wird dieser ohnehin nicht mehr verwendet. Lediglich für Schwimmbadabsorber findet sowohl Polypropylen als auch EPDM noch Verwendung. Heute werden bei Flachkollektoren weitgehend nur noch Kupferabsorber verwendet.

Bis in die 1980er Jahre hinein fanden auch Aluminiumabsorber noch Verwendung, diese konnten sich aber aus elektrochemischen Gründen nicht behaupten. Schäden nach rund 10 Jahren machten die Inbetriebnahme und auch die Wartung sehr teuer. Neue Absorber auf Aluminiumbasis befinden sich noch in der Entwicklung, sollten aber derzeit noch nicht verwendet werden, da die Produkte noch nicht ausgereift sind. Zwar können Aluminiumabsorber im Mittelmeerraum häufig angetroffen werden. Hier sind sie jedoch bis Ofenrohr- oder Thermolacken versiegelt, die eine Hitzebeständigkeit bis zu 400° C bieten. Die Verringerung des Wirkungsgrades durch diese Beschichtung wird in dieser Gegend jedoch durch intensivere und längere Sonneneinstrahlung kompensiert, die diese verminderte Leistung auffängt.

Insgesamt ist die Oberflächenbeschichtung verantwortlich für die Eigenschaften des Solarglases und somit für die gesamte Leistungsfähigkeit des Sonnenkollektors. Eine Beschichtung sollte grundsätzlich deutlich mehr als 90% der Wärmestrahlung absorbieren können, was in der Fachsprache hochselektiv genannt wird und deutlich weniger als 10% der bereits aufgenommenen Wärme durch langwellige Strahlung wieder an die Umgebung abgeben oder auch emittieren. Die früheren Beschichtungen aus dem sogenannten Schwarzchrom sind heute aus Produkthaftungsgründen aber nur noch sehr selten am Markt zu finden. Bedingt durch höheren Wirkungsgrade – auch hinsichtlich der Produktions- sowie Recyclingaspekte – sind heute umweltfreundliche Kathodenzerstäubungen als Oberflächenbehandlung üblich. Die relativ neue Entwicklung im Bereich der Beschichtung von Flachkollektoren ist die sogenannten Sunselect-Beschichtung. Die Verwendung von herkömmlichem Dämmmaterial ist einer der Gründe, weshalb die Anschaffung von Flachkollektoren eine der preiswerteren Varianten ist.