Ein Flachplatten-Photovoltaikmodul, das ausschließlich aus flachen Solarzellen besteht , wird als Flachplatten-Photovoltaiksystem bezeichnet. Flachplatten-Module und -Arrays nutzen sowohl direktes als auch diffuses Sonnenlicht. Bei der Installation des Arrays geht jedoch ein Teil des intensiven Sonnenlichts aufgrund des schrägen Einfallswinkels der Sonne verloren.
Die beliebteste Solaranlagenkonstruktion mit Flachsolarmodulen und -paneelen ist das Flachphotovoltaikmodul. Diese Paneele können entweder vor Ort installiert oder dem Lauf der Sonne folgen. Ihr Verhalten wird durch direktes oder diffuses Sonnenlicht beeinflusst. Selbst bei klarem Himmel bestehen etwa 10 bis 20 % der gesamten Sonnenenergie, die auf eine horizontale Fläche trifft, aus diffusem Sonnenlicht. An Tagen mit teilweiser Sonneneinstrahlung werden etwa 50 % dieser Energie gestreut. Auch an bewölkten Tagen wird die gesamte Energie gestreut.
Wie funktioniert ein Flachkollektor?
Ein Flachkollektor nutzt Wärmeenergie für seinen Betrieb. Das Arbeitsmedium des Flachkollektors (Photovoltaik) tauscht Energie mit den Sonnenstrahlen aus. Die wärmeabsorbierende Platte des Kollektors fängt direktes Sonnenlicht auf. Ein Teil der Energie der Sonnenstrahlen wird beim Auftreffen auf die Plattenoberfläche in Wärme umgewandelt. Dadurch steigt die Temperatur des Flachkollektors. Auch ein Fluid, das durch den Kollektor strömt, erwärmt sich, da die Wärme von der Absorptionsplatte auf das Fluid übertragen wird.
Am Ende der Flachkollektoren einer Photovoltaikanlage transportiert das Fluid die Wärmeenergie von den Kollektoren zu den Energieversorgungssystemen für verschiedene Zwecke. Die Funktionsweise basiert auf den ersten beiden thermodynamischen Prinzipien .
Aus welchen Komponenten besteht ein Flachkollektor?
Die typischen Teile eines Kollektors mit Flachkollektor sind folgende:
1. Absorptionsplatte: Dieser Teil des Kollektorinneren fängt das Sonnenlicht ein. Die Absorptionsplatte wandelt die Sonnenenergie in Wärmeenergie um. In den meisten Fällen handelt es sich um eine dunkle Platte aus Kupferfolie.
2. Rohre oder Kanäle: Auf der Absorptionsplatte eines Flachkollektors befindet sich ein Leitungsnetz. Diese Rohre oder Kanäle ermöglichen die Zirkulation des wärmeübertragenden Fluids und verbessern so die Wärmeleitfähigkeit des Arbeitsmediums vom Einlass zum Auslass.
3. Isolierung und Verglasung: Sie minimiert den Wärmeverlust der Absorptionsplatte. Sie befindet sich an den Seiten und der Rückseite des Plattenkollektors. Als Isolierung werden üblicherweise synthetische Schaumstoffplatten verwendet (Glasfaser, Polyurethan usw.).
4. Gehäuse oder Behälter: Die Gehäuse dienen als Verschluss bzw. Auflagefläche des Flachkollektors. Alle Komponenten werden von dieser Aluminiumkonstruktion gehalten.
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