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Sonnenkollektoren aus Polymermaterialien

Für die Nutzung von Solarwärme werden in der Regel Metall-basierte Systeme eingesetzt. EU-finanzierte Wissenschaftler entwickelten nun polymere solarthermische Konzepte, um die Wärmeversorgung von Gebäuden deutlich billiger zu machen.
Sonnenkollektoren aus Polymermaterialien
Ziel des Projekts SCOOP (Solar Collectors made of Polymers) war es, Materialien, technisches Design und Systemkonzepte, für den künftigen Einsatz von Polymermaterialien in solarthermischen Anlagen zu liefern. Schwerpunkte waren dabei die Entwicklung von neuen Rohstoffen und Thermosiphon-Systemen auf Polymererbasis sowie Kompatibilität mit etablierten, kostengünstigen und großvolumigen Kunststoffverarbeitungstechniken wie Spritzgießen und Extrusion.

Marktanalysen zufolge gewinnt Solarwärme nicht nur in Australien, Südeuropa und den Vereinigten Staaten, sondern inzwischen auch auf neuen Märkten wie Afrika, Brasilien, Indien, Indonesien und Mexiko an Bedeutung. So entwickelten Wissenschaftler verschiedene Systemkonzepte und befassten sich in umfassenden theoretischen Analysen mit Modellbildung, Simulation und Optimierung. In experimentellen Tests von Komponenten und Systemen sollten die besten Alternativen gefunden und verglichen sowie eine Lebenszyklusanalyse (LCA) durchgeführt werden, um vom positiven ökologischen Effekt der Kollektoren optimal zu profitieren.

Schwerpunkt des Konsortiums war es, die Beständigkeit von Polymermaterialien gegenüber höheren Temperaturen und Witterungseinflüssen zu verbessern. Methoden zur Vorhersage der Lebensdauer von Solarmaterialien wurden an die neuen Materialien, Komponenten und Betriebsbedingungen der von den Projektpartnern entwickelten Systeme angepasst. So wurden Innentests beschleunigt und in Außentests validiert und gleichzeitig hochempfindliche zerstörungsfreie Prüfungen für zuverlässige Degradationsanalysen entwickelt.

Die Projektpartner ermittelten die Grundvoraussetzungen für die Integration polymerer solarthermischer Anlagen in Gebäude und konstruierten mit den von SCOOP entwickelten Komponenten Kollektorprototypen für integrierte Pumpen- und Thermosiphonsysteme. Außerdem wurden mögliche Hürden bei der Umsetzung derzeitiger Leistungsstandards für Polymerkollektoren oder -systeme identifiziert.

Mit kosteneffizienten hochdurchsatzfähigen Kunststoffverarbeitungstechnologien wird SCOOP neuartige polymerbasierte Solaranlagen zu deutlich geringeren Kosten im Vergleich zu metallbasierten Systemen liefern. Da Polymere deutlich leichter sind als Metalle, fallen auch geringere Transport- und Handlingkosten an, und die flexible Form und Größe ist aus architektonischer Sicht attraktiv. Außerdem kommt der breite Einsatz von Solarwärmesystemen im wachsenden Bausektor sowohl der EU-Wirtschaft als auch der Umwelt zugute.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Energy Saving

Schlüsselwörter

Polymere, solarthermische Anlage, Thermosiphon, Spritzguss, Extrusion, Lebenszyklusanalyse, zerstörungsfreie Prüfung
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