Endbericht (1.3 MB) - Haus der Zukunft

ASTTP Forschungsagenda Solarthermie
Neue Kollektoren
Um Kostenreduktionspotenziale voll auszunützen und Marktwachstumspotenziale
zu realisieren, muss auch auf Kollektorebene die Hauptzielsetzung künftiger F&E-
Tätigkeiten beim funktionsorientierten Design liegen. Neben der Anpassung der
Ist- an die Sollbetriebsbedingungen müssen Entwicklungsschwerpunkte bei der
Integration mehrerer Funktionen in einzelne Kollektorkomponenten und damit
einhergehend bei der Reduktion der Gesamtanzahl an Kollektorkomponenten
liegen. Beispielsweise sollte die mechanische Tragestruktur von Kollektoren
(Rahmen und Kollektorwanne) zusätzlich Funktionseigenschaften (z.B.
Wärmedämmung, Gebäudehülle) aufweisen. Unter prozesstechnischen Gesichtspunkten
ist beim Design neuartiger Kollektoren auf die Tauglichkeit für die Großserienproduktion
zu achten. Um die architektonischen Gestaltungsmöglichkeiten
zu erhöhen, müssen neuartige Kollektoren eine hohe Designfreiheit bei
gleichzeitiger langer Lebensdauer und Standardisierbarkeit aufweisen. Auf
Kollektorebene sind sowohl grundlegende und anwendungsorientierte
Forschungsarbeiten als auch Demonstrationsprojekte erforderlich.
Grundlagenforschung
Im Rahmen der Grundlagenforschung soll der Schwerpunkt auf Vollkunststoffkollektoren
gelegt werden. Dabei ist insbesondere die Substitution derzeitiger
Rohr/Finne-Absorber aus Metallen durch neuartige vollflächige Absorber anzustreben.
Vollkunststofflösungen erfordern eine grundlegende Änderung des
Designs verglaster Flachkollektoren. Neben der Absorbergeometrie ist
beispielsweise eine funktionsorientierte Wirkungsgradkennlinie sicherzustellen,
die bei der maximalen Betriebstemperatur eine Diskontinuität (d.h. Abfall des
Wirkungsgrades auf Null) aufweist. Während die Entwicklung neuer
Kollektordesigns vornehmlich auf nationaler Ebene mit Hilfe von Modellierungstools
und messtechnischen Methoden erfolgen sollte, ist mittelfristig auf
internationaler Ebene die Anpassung der Prüfstandards (Normen) für Kollektoren
und solarthermische Systeme erforderlich. Die Weiterentwicklung von
numerischen Simulationsverfahren und messtechnischen Methoden zur
Beurteilung thermischer Belastungen sowie energetischer Verluste neuer
Kollektordesigns sollte ebenfalls im Rahmen von grundlagennahen
Forschungsprojekten erfolgen.
Angewandte Forschung
Bei der angewandten Forschung soll der Schwerpunkt vorerst bei Kollektoren in
Mischbauweise liegen, bei denen sukzessive werkstoffliche Optimierungen vorgenommen
werden und periphere Komponenten (z.B. Kollektorwanne) substituiert
werden. Dabei sind eine konsequente Steigerung der Funktionsintegration und
eine Reduktion der Komponentenanzahl in Kollektoren anzustreben. Da in
Österreich ein umfassendes Know-how auf dem Gebiet der Kollektorfertigung
und im Bereich der Zulieferindustrie (z.B. für die Automobilindustrie) vorhanden
ist, soll die Weiterentwicklung von Kollektoren in Mischbauweise vornehmlich auf
nationaler Ebene erfolgen, um so die Wettbewerbsfähigkeit österreichischer
Unternehmen zu stärken. Vorteilhaft wäre auch die Implementierung bilateraler
Forschungsprogramme mit Österreichs Nachbarstaaten (z.B.
Österreich/Deutschland).
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