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ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Transparente Wärmedämmung Klassifizierung von transparenten bzw. transluzenten.

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1 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Transparente Wärmedämmung Klassifizierung von transparenten bzw. transluzenten Dämm- materialien: Absorberparallel (Beispiel: Mehrfachverglasung) Absorbersenkrecht (Beispiel: Wabenstruktur) Kammerstruktur (Beispiel: Acrylglasschaum)

2 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Transparente Wärmedämmung homogene Struktur (Beispiel: Aerogel) Doppelscheiben mit Vakuumspalt Porosität bis zum 97 %; Porengröße < 100 nm Unterdruck von 0,1 bar

3 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Transparente Gebäudeisolierung Großflächige Fenster oder transparente Wärmedämmungen auf den der Sonne zugewandten Gebäudeseiten verringern als passive Einrichtungen den Wärmebedarf von Gebäuden Die Gebäudestrukturen selbst dienen als Absorber und Speicher oder zumindest als Pufferspeicher Durch aktiven Wärmeschutz, Rollos, vor allem auf der Ostseite konnte das Gebäude vor Überwärmung im Sommer geschützt werden

4 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Wärmedurchlasskoeffizient transparenter Isoliermaterialien A, T A, A d B, T B, B = 5, W/cm 2 K 4 T = Temperatur = Emissionskoeffizient - Wärmedurchlaßkoeffizient

5 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Wärmedurchlasskoeffizient transparenter Isoliermaterialien Die reduzierte Temperatur: die Pseudo-Wärmeleitfähigkeit: Bei kleinen Temperaturdifferenzen (T A -T B ):

6 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Wärmedurchlasskoeffizient transparenter Isoliermaterialien A, T A, A, A d B, T B, B, B F, T F, F, F, F der Strahlungsaustausch: Stationär:

7 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Wärmedurchlasskoeffizient transparenter Isoliermaterialien Beim Einbau von n Folien: der Gesamtwärmestrom:

8 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Wärmedurchlasskoeffizient transparenter Isoliermaterialien In quasihomogenen Strukturen: entspricht der Strahlungseindringtiefe in einem Wärmedämmmaterial der Wärmedurchlasskoeffizient:

9 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Wärmedurchlasskoeffizient transparenter Isoliermaterialien die äquivalente Wärmeleitfähigkeit: für große Dicken des Dämmmaterials: das Wärmedämmvermögen ist um so größer, je kleiner die Eindringtiefe der Wärmestrahlung ist

10 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Gesamtenergiedurchlassgrad transparente Abdeckung Absorber, T A TUTU die Nutzleistung: der Gesamtenergiedurchgang durch die transparente Abdeckung: der Gesamtenergiedurchlassgrad:

11 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Gesamtenergiedurchlassgrad MaterialGeometrieTransmis- sionsgrad (diff) Gesamtenergie- durchlassgrad (diff) Wärmeüber- gangskoeffizient [W/m 2 K] Kapillarplatten Polykarbonat 10 cm Dicke 3 mm Ø 0,69 ± 0,050,71 ± 0,050,92 ± 0,03 Kapillar- platten PMMA 5 cm Dicke 3 mm Ø 0,70 ± 0,050,78 ± 0,051,08 ±0,03 quadr. Waben- struktur Polykarbonat 10 cm Dicke 4 mm Ø 0,75 ± 0,050,82 ± 0,031,07 ± 0,03 Aerogelkugel zwischen PMMA-Platten 0,3/2,0/0,3 cm 0,37 ± 0,030,42 ± 0,031,09 PMMA = Polymethylmethacrylat

12 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Simulation von Kollektor-Leistungserträgen - f- chart-Methode F K = KollektorflächeF R = horizontale Richtungskorrektur R S = horizontale Richtungskorrektur für direkte Solarstrahlung der Solare Deckungsgrad:

13 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Simulation von Kollektor-Leistungserträgen - f- chart-Methode t = Zeitintervall

14 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Energiekosten bei Solaranlagen Barwertmethode n Jahren K 0 - ursprüngliches Kapital z - Zinsfuß K n - Endwert BW - Barwertfaktor mit Inflation: i -Inflationsrate der effektive Jahreszins: Bei geringeren Inflationsraten:

15 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Energiekosten bei Solaranlagen K E/a - Energiegewinn oder Energieerlös pro Jahr der Barwert: der mindest jährliche Energieerlös, der für eine wirtschaftliche Kapitalinvestition K 0 erzielt werden muss: der Annuitätsfaktor:

16 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Energiekosten bei Solaranlagen p=12%/a

17 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Energiekosten bei Solaranlagen r - Rate von Reparatur- und Wartungsarbeiten e - Rate der Energiepreissteigerung der Mindestenergieerlös pro aufgewendetem Kapital: Beispiel: E a/F =600 kWh/m 2 a K 0 =1022,58 /m 2 a = 10 %

18 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE (1/3)für Kollektoren (1/3)für Speicher- und Kreislaufkomponenten (1/3)für Planungsaufwand und kaufmännische Kosten Energiekosten bei Solaranlagen 500 /m 2

19 ENERGIESYSTEME 1. TEILSOLARSYSTEME ZUR GEWINNUNG VON THERMISCHER ENERGIE Betriebsergebnisse


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