Vakuumröhrenkollektoren

Eine weitere Variante der Solarkollektoren sind die Vakuumröhrenkollektoren, die als Bestandteil der thermischen Solaranlagen verwendet werden. Die Vakuumröhrenkollektoren werden vorwiegend zur Erwärmung von Wasser-Frostschutz-Gemischen oder nur Wasser verwendet. Vakuumröhrenkollektoren sind eine abgeänderte Variante der Flachkollektoren, denn sie besitzen eine ebene, meistens dunkel beschichtete, Absorberfläche. Diese Absorberfläche ist bei den Vakuumkollektoren meistens mittig eingesetzt in eine oder auch zwei Glasröhren. Hier wird die aufgenommene Wärmeenergie im Regelfall über ein Wärmerohr, das im englischen Sprachgebrauch auch als Heatpipe bezeichnet wird, in einen metallischen Wärmetauscher transportiert, der sich meistens im oberen Abschluss der Röhre oder der Röhren befindet und dort den Wärmeträger erwärmt.

Die Pumpe zum Wärmespeicher wird nur bei positiven Temperaturunterschieden eingeschaltet. Bei Vakuumröhrenkollektoren wird die Dämmwirkung durch ein Vakuum, das sich im Zwischenraum der konzentrisch angeordneten Glasröhren befindet, erreicht, womit ein Wärmetransport durch Konvektion unterbunden wird. Das bringt bei einigen Wetterlagen wirklich praktische Vorteile, denn besonders im Winter können Vakuumkollektoren durch ihre optimalen Dämmeigenschaften weitaus größere Leistungen bewirken als dies bei reinen Flachkollektoren der Fall ist. Allerdings sollte berücksichtigt werden, dass die durchschnittliche Energieausbeute auf das gesamte Jahr berechnet nur geringfügig größer ist, als es bei gasgefüllten und mit Dämmmaterial ausgestatteten Flachkollektoren der Fall ist.

Besonders beim Verzicht auf einen gasabsorbierenden Getter kann eine Lecksicherheit nicht gewährleistet werden, da sich Mikrorisse oder Diffusionen zeigen können. Verglichen mit luftgefüllten Flachkollektoren erreichen Vakuumröhrenkollektoren eine deutliche höhere Betriebstemperatur und können damit auch für die Erzeugung von industrieller Prozesswärme eingesetzt werden. Besonders auf beengten Dachflächen bieten sich die Vakuumröhrendkollektoren an, wenn die Fläche für die sinnvolle Nutzung von Flachkollektoren nicht groß genug ist, um ausreichend Energie aufzunehmen.

Die Absorbertemperatur bei Vakuumröhrenkollektoren kann – je nach Konstruktion des verwendeten Wärmerohres – auf eine Temperatur von bis zu 450° C ansteigen. Vakuumflachkollektoren sind effizient, allerdings relativ teuer in der Anschaffung.

Vakuum-Flachkollektoren vereinen die flache Bauform der Flachkollektoren mit einem optimierten Brutto-Netto-Flächenverhältnis der Energiegewinnung und einer Vakuumdämmung.