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TECHNIK
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Fachbeitrag
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FASSADE 6/2017
Der Solarkollektor soll gemeinsam mit Ver-
tretern von Universitäten, Ingenieurbüros
und der Industrie entwickelt werden. Ziel ist
es, die auftreffende Energie in einen Spei-
cher zu leiten, der diese dann bei Bedarf an
den zu erwärmenden Raum abgeben kann.
Auf dem Gelände des DITF in Denkendorf
wurde zur präzisen Untersuchung der Tech-
nologie ein Testgebäude errichtet, das im
Sommer wie im Winter energieautark warm
gehalten wird. Dabei wird die im Sommer
auftreffende Energie in einem Silica-Gel-
Speicher in chemische Energie umgewan-
delt und steht in der Winterzeit zur Erwär-
mung des Pavillons (Abbildung 1) bereit.
Dieses Prinzip soll nun zu einem Solarkol-
lektor weiterentwickelt werden, der auch für
den Einsatz in Fassaden geeignet sein kann.
Prinzip der Eisbärhaut
Bei der Entwicklung des Kollektors wur-
de der Aufbau der Eisbärenhaut als Vorbild
aus der Natur herangezogen. In der Prinzip-
Skizze ist der schematische Aufbau des Kol-
lektors dargestellt. Die Außenhaut besteht
aus einer strahlungsdurchlässigen Folie, die
Von der Natur inspiriert:
Textilbasierter Kollektor
mit dezentraler Langzeitspeicherung
Von Gerhard Weber und Lukas Eisenhut
Die schwindenden Erdöl-Reserven, die voranschreitende Erderwärmung und die
Forderung nach erneuerbaren Energien ist allgegenwärtig. So haben die Forscher
des Deutschen Institutes für Textil- und Faserforschung (DITF) ein Forschungsprojekt
begonnen, das ein Meilenstein auf dem Weg zur Nutzung von erneuerbaren Energien
sein kann – dabei geht es um einen textilbasierten Solarkollektor mit dezentraler
Langzeitspeicherung.
als transparente Wärmedämmung fungiert.
Durch ein darunterliegendes Abstandsge-
wirk gelangt die Strahlung auf ein schwarzes
Absorbergewebe, das sich durch die Ener-
gieaufnahme aufwärmt, ähnlich wie sich die
schwarze Haut des Eisbärs unter dem hellen
Fell bei Sonneneinstrahlung aufwärmt. Die
Speicherung der Energie erfolgt in einem Si-
lica-Gel, dass durch Abgabe von Feuchtig-
keit Energie aufnimmt. Wird die Energie be-
nötigt, so kann sie aus dem Silica-Gel durch
Zugabe von Feuchtigkeit in Form von Wär-
me wieder abgegeben werden. ImAnschluss
wird die Wärme in einem Luftstrom durch
das Abstandsgewirk in den zu erwärmenden
Raum eingeleitet.
Als alternatives Speichermedium sind
Phase-Changing-Materials, kurz PCM-Ma-
terialien untersucht worden. Die Mischung
aus verschiedenen Paraffinen schmilzt bei
Sonneneinstrahlung auf den Kollektor und
speichert die Wärmeenergie als chemische
Energie. Wird der Kollektor nun gezielt mit
kälterer Luft durchströmt, so erstarrt das
Paraffin-Gemisch und gibt die Energie als
Wärme an die durchströmende Luft ab. Mit
diesem Speicher ist ein Tag-Nacht-Zyklus
denkbar, bei dem die tagsüber aufgenom-
mene Energie nachts an den Raum abgege-
ben wird. Der Speicher aus Silica-Gel hinge-
gen zielt auf eine langfristige Speicherung,
um die im Sommer aufgenommene Energie
imWinter für die Heizperiode zurVerfügung
zu stellen. Ziel des Forschungsprojektes ist
die Entwicklung eines serienreifen Kollek-
tors für den Einbau in Fassaden. Dabei kann
die Form des Speichers individuell auf die
entsprechenden Anforderungen angepasst
werden. In Abbildung 3 ist ein Demonstrator
abgebildet, der für Versuche mit dem PCM-
Speicher herangezogen wird.
Ausblick
Das Forschungsprojekt läuft bis zum Ende
des Jahres mit der Auswertung von ersten
Testergebnissen. Gleichzeitig werden nun
Abbildung 1: Versuchs-Pavillon
DITF Denkendorf
Abbildung 2: Prinzip-Skizze
DITF Denkendorf
Abbildung 3: Demonstrator
DITF Denkendorf