Mooin! :)

Wir haben fast August, weshalb es bei uns in D schnell wieder kaalt wird... ;) Deshalb wollte ich so langsam mit meinem Prototypen anfangen.
Auf Kollektoren bin ich bereits vor drei oder vier Jahren gekommen und mich gründlich in das Thema über Foren und Hersteller eingelesen. Auch selbst kleinere Experimente veranstaltet.
Den letzten Herbst über wieder alles aufgefrischt und erste Materialien besorgt - nur leider ist aus dem schönen Holzhaus und der riesigen Anlage nichts geworden. Wollte ein komplettes 55 qm Haus hauptsächlich via Sonne heizen.

Im aktuellen Fachwerkhaus kann ich das aber auch gut gebrauchen, da ich trotz Kaminofen und Kohle tagsüber nach der Arbeit meistens 13-15 Grad antreffe, wenn es Draußen unter 0°C fällt. Es dauert dann gut 1,5-2 h, bis die Wohnung wieder auf mind 17-18 Grad aufgeheizt ist. Da soll eine kleine Anlage nachhelfen.

Über einen sehr detailieren Bericht einer großen Anlage (mir fällt der Name seiner Seite nicht mehr ein..er hatte sogar Live-Daten online gestellt), habe ich mir schwarze Alu-Jalousien besorgt, wodurch man sich das lackieren mit hitzefestem Lack erspart, und dadurch auch den gestank und Chemikalien im Wohnraum. Ich glaube die Größe war 0,6x2,2 m. 10 €? Reicht für zwei Kollektoren, da ich diese handlich halten und ohne Hilfe montieren will, bin ich auf 0,6x1,2 m gekommen, da dies auch bei vielen das Standardfomat ist - z.B. bei Kunststoffplatten, Jalousien und Alugazen.


Folgende Grunddaten bzw. Materialien des Gehäuses. Details unter dieser Auflistung:
- Rahmen aus Profilholz > sehr günstig + leicht
- Rückseite aus Pappel oder ähnlichem > ebenfalls sehr günstig und leicht
- Dämmung via Steinwolle. 4 cm sollten reichen
- Die Alufolie ggf. in schwarz. (z.B. Thomann -> Rosco Aluf​olie 61x7​62 cm matt​schwa​rz -> 19,50 €)
- Abdeckung mit Glasfolie


Rahmen aus Profilholz:
Im gegensatz zu Dachlatten auch viel höher, weshalb kein hoher Luftwiderstand + mehr Platz zur Verfügung für z.B. Dämmung bei gleichem/geringerem Gewicht

Dämmung via Steinwolle:
Nur Rückseite - seiten nicht gedämmt, da ggf. Probleme mit Abdichtung und demzufolge Fasern in der Wohnung.
Steinwolle mit Baufolie umwickeln und abkleben, dann in den Boden einsetzen und mit Alufolie abdecken. Diese mittels Silikon und/oder Aluklebeband (teurer, ggf. undicht bei hohen Temperaturen) abkleben

Abdeckung mit Glasfolie/Folienglas (PVC oder PC war das Material; ziemlich "steif"):
Ich habe lange diverse Kunststoffplatten verglichen. Doppelsteg in 6-10 mm waren fast gekauft, bis ich auf einen Bericht und den Preis von Folienglas gestoßen bin. Die 16 mm und dickeren Doppelstegplatten isolieren gut - lassen aber auch weniger rein. Wir Können aber nur die Wärme sammeln die rein kommt! Gut gedämmt oder nicht ist an sicht egal -> die inneren Materialien werden pausenlos von kühler Luft umströhmt und nehmen die Wärme auf.
Ob ich da jetzt 5-10% mehr Strahlungswärme von Innen nach Außen durch die höhere Isolierung abfange (es gibt ja auch Reflexionen nach innen! Geht ja nicht alles wieder raus, was rein ist) ist an sich egal, wenn ich von der Eintrahlung her nur 70-80% rein lasse. Dann lieber >90° rein und vielleicht 10%-15% davon an Verlusten durch Rückstrahlung nach Außen.
Zudem ist Glasfolie in jeedem Baumarkt erhältlich und auf beliebige Länge zuschneidbar, sowie sehr günstig. Ich glaube 0,6x1,2 m haben mich 7 oder 8 € gekostet. Die Stärke liegt bei etwa 1mm, weshalb die Lichtdurchlässigkeit so hoch ist.


Bei der "Innenausstattung" gibts dann ja diverse Möglichkeiten. Die Rückseite ist schon mal mit Alu beklebt. Hier müsste man schon klären: Alu pur oder schwarz?
Alu pur dürfte mehr reflektieren. D.h. dass das eigentliche Absorbermaterial in der Mitte zw. Abdeckung und Rückwand mehr Wärme aufnehmen kann. Wobei im Falle der Alu-Gaze auch ein Teil eher wider Richtung Abdeckung durch geht. Theoretisch.
Die schwarze Rückwand dürfte mehr Wärme aufnehmen, aber diese natürlich auch eher an die dahinter liegende Dämmung abgeben, wo sie verstärkt nach Außen verlorgen geht.. Das müsste man mit kleinen Probekollektoren testen, welche man parallel aufstellt und einzeln die Temperaturen misst (einfach geschlossene Gehäuse mit Sensor oben hinterm Rand, dass die Sonne nicht direkt drauf scheint).

Der Absorber
- Alu-Jalousie in schwarz
- Alu-Gaze in schwarz ("Fliegengitter) -> fliegengitter-markt.de -> 1,2 x 10,0m schwarz 31,08 € bzw. 20,72 € in 0,8 m
- Alufolie in schwarz

Gaze und Folie müsste veformt werden. Optimal wäre eine Zickzack-Form (ala Luftfilter, wie man das z.B. beim Auto hat), da sich hier die ankommenden Strahlen "totlaufen" bzw. mehrfach zwischen den Wänden der "V"'s hin und her reflektieren, wodurch mehr absorbiert wird. Lamellen einer Jalousie reflektieren das Licht direkt. Es springt nicht einfach so hin und her zwischen den Lamellen - wie denn auch... Die werden mit der Fläche zur Sonne ausgerichtet, um die maximale Fläche zu erreichen. Aber Einfallswinkel = Ausfallswinkel. D.h. direkte Reflexion zur Abdeckung zurück.

Gaze hat den vorteil, dass diese zu geschätzt 20-30% als Fläche besteht. D.h. gut 2/3 der Strahlung geht durch die Gaze durch und wird von der Alufolie an der Rückwand z.T. absorbiert und z.T. wieder zurück reflektiert. Wird die Gaze Zickzack-Förmig angeordnet, wird die Gaze "undurchsichtiger", und fängt damit von beiden Seiten mehr ab. Zusätzlich gibts dadurch gleichzeitig mehr Absorberfläche.
Gaze und Folie würde ich auch eher in breit holen - z.B. 1,2 m - und das Profil senkrecht anlegen (also von 1,2 auf 0,6 m "falten"). Waagerecht verursacht vielleicht mehr Turbulezen, aber dadurch kommt die Luft nicht an jede Ecke. Hat jemand schon in die Richtung Experimente durchgeführt?

So viel zu meinen Recherchen, Gedanken und Ideen... was meint ihr dazu? Wer von euch hat schon ein/zwei der Ideen hier verwirklicht und wie gut funktionierte es? :)

Gruß
Paul

Nachtrag 2:
Zur Zickzack-gefalteten Folie hatte ich im Winter bereits Messungen durchgeführt. D.h. Folie "flach" (0° Winkel zur Lichtquelle), leicht gewellt, "gleichschenkliges dreieck" und stark gefaltet. Angestrahlt wurde die Folie mit einer IR-Lampe. Gemessen mit IR-Pistole hinten mittig auf der Folie. Die Zickzack-Varianten waren, wie schon gedacht, am besten. Wobei die stark gefaltete Version glaube gar keinen Unterschied hatte. Hauptsache gefaltet, dass die einfallenden Strahlen mehrfach zwischen den Seiten des 'V's in und her reflektiert werden.

Heute die ersten Versuche mit dem doppelseitig schwarz beschichtetem Alu gemacht. Einfach in kleine transparente Boxen eingelegt (von innen an die vordere Seite) und den Thermofühler etwa in der Mitte der Box. Die Boxen selbst auf die Terrassenkacheln auf der Arbeit gelegt und auf die Sonne gewartet. In einer zweiten Box war silbernes Alu-Fliegengitter doppelt zusammen gelegt. Dort hatte ich einen Fühler eines normalen Innen/Außen Thermometers, welcher aber Anfangs im Schatten maximal einen halben Grad vom anderen abwich.

Gegen Feierabend kurz nach 17 Uhr hatte der "Kollektor" mit der Alufolie um 51 °C - die doppelte Lage Alugaze lag immer etwa 7-8°C drunter, und das obwohl ein Teil der Sonne durch das Gitter direkt auf den Sensor strahlte. Die Box mit der Alufolie reagierte übrigens extrem schnell. Der Fühler war mit Abstand unter der Alufolie, weshalb ich von einem hohen Emissionsfaktor ausgehe, wie es ja bei Kunststoff oder Farben in den Tabellen steht (>= 90 %). Der Fühler beim Alu war träger - Emission bei "nacktem" Alu liegt ja bei nur etwa 10-15%. Zum Schluß mit IR-Pistole die Boxen von Außen gemessen - entsprach den Innentemperaturen abzüglich ca. 1 Grad.

Hier die Verlaufsgrad von 9:14 bis nach 17 Uhr. Sonne kam auf die Terrasse erst gegen 14:15, wie man gut sehen kann. Die "Außentemperatur" kann man ab 15:30 ignorieren - der Sensor ist in der Anschlußbox des K-Typ Sensors eingebaut, welcher trotz des Schattens unterm Karton sich dann doch sehr schnell aufheizte.
Die Sensoren an sich sich sehr genau - gibt es keine Temperaturänderung, schwanken diese um +/- 0,25°C. Die paar Tiefs in der roten Kurve ab 15 Uhr lagen an den Winböen (auf der Terrasse zieht es öfter stark durch) und an leichten Wolken.

Hallo Paul,

an welche Lüfter hast Du gedacht für 2€? Sicher PC-Lüfter.

VG korax

Hallo AlphaRay,

ich bin dabei auch einen Solarluftkollektor zu bauen mit 1m*2m Fläche. Dafür habe ich mir deine Ausführungen und die von Kap Horn ( http://www.einfacherweise.com/p/die-kuns...angen_6077.html ) als Vorlage genommen.
Ich finde die Idee super mit möglichst geringem Kosteneinsatz ein maximum an Effizienz herauszuholen. Ich möchte mal meine Ideen deinen Ausführungen gegenüberstellen/ergänzen:

Rahmen

Zitieren:

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Rahmen aus Profilholz:
Im gegensatz zu Dachlatten auch viel höher, weshalb kein hoher Luftwiderstand + mehr Platz zur Verfügung für z.B. Dämmung bei gleichem/geringerem Gewicht

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Dämmung via Steinwolle:
Nur Rückseite - seiten nicht gedämmt, da ggf. Probleme mit Abdichtung und demzufolge Fasern in der Wohnung.
Steinwolle mit Baufolie umwickeln und abkleben, dann in den Boden einsetzen und mit Alufolie abdecken. Diese mittels Silikon und/oder Aluklebeband (teurer, ggf. undicht bei hohen Temperaturen) abkleben

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Abdeckung mit Glasfolie/Folienglas (PVC oder PC war das Material; ziemlich "steif"):
Ich habe lange diverse Kunststoffplatten verglichen. Doppelsteg in 6-10 mm waren fast gekauft, bis ich auf einen Bericht und den Preis von Folienglas gestoßen bin. Die 16 mm und dickeren Doppelstegplatten isolieren gut - lassen aber auch weniger rein. Wir Können aber nur die Wärme sammeln die rein kommt! Gut gedämmt oder nicht ist an sicht egal -> die inneren Materialien werden pausenlos von kühler Luft umströhmt und nehmen die Wärme auf.
Ob ich da jetzt 5-10% mehr Strahlungswärme von Innen nach Außen durch die höhere Isolierung abfange (es gibt ja auch Reflexionen nach innen! Geht ja nicht alles wieder raus, was rein ist) ist an sich egal, wenn ich von der Eintrahlung her nur 70-80% rein lasse. Dann lieber >90° rein und vielleicht 10%-15% davon an Verlusten durch Rückstrahlung nach Außen.

Zitieren:

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Der Absorber
- Alu-Jalousie in schwarz
- Alu-Gaze in schwarz ("Fliegengitter) -> fliegengitter-markt.de -> 1,2 x 10,0m schwarz 31,08 € bzw. 20,72 € in 0,8 m
- Alufolie in schwarz

Gaze und Folie müsste veformt werden. Optimal wäre eine Zickzack-Form (ala Luftfilter, wie man das z.B. beim Auto hat), da sich hier die ankommenden Strahlen "totlaufen" bzw. mehrfach zwischen den Wänden der "V"'s hin und her reflektieren, wodurch mehr absorbiert wird. Lamellen einer Jalousie reflektieren das Licht direkt. Es springt nicht einfach so hin und her zwischen den Lamellen - wie denn auch... Die werden mit der Fläche zur Sonne ausgerichtet, um die maximale Fläche zu erreichen. Aber Einfallswinkel = Ausfallswinkel. D.h. direkte Reflexion zur Abdeckung zurück.

Gaze hat den vorteil, dass diese zu geschätzt 20-30% als Fläche besteht. D.h. gut 2/3 der Strahlung geht durch die Gaze durch und wird von der Alufolie an der Rückwand z.T. absorbiert und z.T. wieder zurück reflektiert. Wird die Gaze Zickzack-Förmig angeordnet, wird die Gaze "undurchsichtiger", und fängt damit von beiden Seiten mehr ab. Zusätzlich gibts dadurch gleichzeitig mehr Absorberfläche.

Zitieren:

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Gaze und Folie würde ich auch eher in breit holen - z.B. 1,2 m - und das Profil senkrecht anlegen (also von 1,2 auf 0,6 m "falten"). Waagerecht verursacht vielleicht mehr Turbulezen, aber dadurch kommt die Luft nicht an jede Ecke. Hat jemand schon in die Richtung Experimente durchgeführt?