Auch das Äußere zählt: Neue Röhren machen Solaranlagen attraktiver

Die Sonne liefert täglich Energie, die den Bedarf in Deutschland um etwa das 80-fache übersteigt. Sie ist eine schier unerschöpfliche Energiequelle. Doch ihre Wärme zu nutzen, ist immer noch vergleichsweise teuer. Hohe Produktionskosten führten bislang dazu, dass sich viele Hersteller nicht für die wirkungsvollere Solaranlagentechnik aus Vakuumröhren entschieden, sondern günstigere sogenannte Flachkollektoren produzierten.

Die Firma Narva Lichtquellen schafft jetzt die Voraussetzung, um Sonnenlicht noch besser zu nutzen: Mit finanzieller Unterstützung der DBU von insgesamt 295.000 Euro entwickelte sie einen konkurrenzfähigen und effizienteren Sonnenkollektor aus Vakuumröhren. Der sächsische Mittelständler spart mit der Innovation 20 Prozent Materialkosten und steigert den Energieertrag im Vergleich zu anderen Röhrenkollektoren. „Außerdem schaffte Narva mit der Technik auch 13 neue Arbeitsplätze“, betonte der stellvertretende DBU-Generalsekretär, Prof. Dr. Werner Wahmhoff, zum Projektabschluss.

Warm duschen durch die Kraft der Sonne: Für viele Hausbesitzer ist das längst Alltag. Mit Hilfe thermischer Solaranlagen lässt sich Sonnenenergie nutzen, um Wasser zu erwärmen oder auch zu heizen. Es gibt zur Zeit zwei gängige „Energiesammler“ in diesen Anlagen: Flachkollektoren und Vakuumröhrenanlagen. Letztere sind wirkungsvoller, waren bislang aber auch teuerer. Der Vorteil dieser Kollektoren ist, dass sie gegenüber Flachkollektoren mehr Hitze erzeugen. Denn der luftleere Raum im Inneren leitet keine Wärme – es geht also so gut wie keine gewonnene Energie verloren. Das macht die Anlage insbesondere bei höheren Kollektortemperaturen, geringeren Umgebungstemperaturen sowie bei geringer Sonneneinstrahlung wirkungsvoller.

Aber die Materialkosten waren vergleichsweise teuer, da konventionelle Röhrenkollektoren bisher aus speziellem „Borosilikatglas“ hergestellt wurden. Ein Vorteil des konventionellen Materials: Auch bei häufigem Wasserkontakt wird es nicht trüb, was für die lichtempfindliche Solartechnik besonders wichtig ist. „Schlieren auf dem Glas haben wir alle schon bei unveredelten Gläsern in der Spülmaschine erlebt“, erläutert DBU-Experte Dr. Roland Digel. Um diesen Effekt zu vermeiden und das rund fünfmal so teuere Spezialglas gegen eisenarmes Kalknatronglas (Fensterglas) einzutauschen, trugen Narva-Mitarbeiter dünne Schichten auf die Röhren und machten sie so wasserfest. Diese wässrige Beschichtungslösung hat einen weiteren positiven Nebeneffekt: „Das Glas reflektiert das Sonnenlicht nicht mehr so. Dadurch konnten wir den optischen Wirkungsgrad und den Energieertrag gegenüber konventionellen Röhrenkollektoren verbessern“, erklärt Narva-Geschäftsführer, Dr. Gerhard Mientkewitz.

Als ausgesprochen kompliziert habe sich der vakuumdichte Verschluss der Kollektorröhre gestaltet, so Mientkewitz. Dazu entwickelten die Narva-Mitarbeiter eine neuartige Glas-Metall-Verbindung, die zum einen ein langlebiges Vakuum sichert und zum anderen den Solarabsorber, den Energieaufnehmer, im Inneren der Röhre befestigt. „Der Wirkungsgrad der Technik wird zudem gravierend durch die Vakuumqualität bestimmt“, sagt Mientkewitz. Um eine hohe Dichte zu erreichen, heizen die Entwickler den Kollektor aus, bevor sie die Luft mit einem speziellen Pumpverfahren aus den Röhren ziehen. „So können wir Röhren mit der geforderten Vakuumqualität herstellen“, so Mientkewitz.

Mit der neuen Produktionsanlage will das Unternehmen bis zu 600 Kollektoren in der Stunde produzieren. Für die rund 350 Mitarbeiter von Narva Lichtquellen könne die neue Fertigungslinie Arbeitsplatzsicherheit bedeuten, so Mientkewitz. „Die DBU verspricht sich von der neuen Technik, dass sie die Akzeptanz für das Heizen mit Solarenergie weiter vergrößert“, betont Wahmhoff. Schließlich schone die Entwicklung Geldbeutel und Umwelt.