Korrosionsschutz für Vakuumröhren-Sonnenkollektoren
Bei den besonders effektiven Vakuumröhren-Sonnenkollektoren dienen Aluminium-„Compound Parabolic Concentrator“ (CPC) -Spiegel zum „Einfangen“ der Sonnenstrahlung. Ziel eines Kooperationsprojektes unter der Leitung der Ritter Solar GmbH & Co. KG war es, für diese Spiegel eine neuartige, kostengünstige Korrosionsschutzbeschichtung bei gleich bleibender oder verbesserter Spiegelqualität zu entwickeln. Dadurch sollten die Herstellerkosten für die Kollektoren gesenkt und deren Verbreitung gefördert werden.
Innerhalb des Projektes wurde ein flammpyrolytisches, unter Atmosphärendruck arbeitendes Beschichtungsverfahren (SiOx-CCVD-Beschichtung) für gekrümmte Oberflächen entwickelt. Dabei werden Siliziumverbindungen in eine Flamme eingebracht, die über die Spiegel-Oberfläche gefahren wird und dort zur Ausbildung der Schutzschicht führt. In einer Pilotanlage, die mit einem Vorwärmbrenner, drei Dreifachbrennern und einer Inline-Qualitätskontrolle ausgestattet war, wurden mit dieser Technik 120 CPC-Spiegelbleche angefertigt. Dabei zeigte sich: Um eine ausreichende Schutzschicht abzuscheiden, sind drei Anlagendurchläufe erforderlich, wobei die Temperatur des Aluminiumbleches eine entscheidende Rolle im Beschichtungsprozess spielt: Optimale Ergebnisse liefert ein Temperaturbereich zwischen 110 °C und 130 ° C. Als Spiegelsubstrat zeigte eine Aluminium-Blechsorte mit dünner Eloxalschicht die besten Beschichtungseigenschaften.
Die auf diese Weise beschichteten Spiegelbleche wurden umfangreichen Materialprüfungen unterzogen: Outdoor-, Klimakammer- und Salzsprühtests, Reflexionsmessungen sowie die Untersuchung von Betauungs- und Verschmutzungsverhalten sicherten die hohe Qualität der erzeugten Schichten ab. Die Beschichtung erfüllt die optischen Anforderungen und erreicht eine gute Korrosionsbeständigkeit. Damit wurden die gesteckten Projektziele erreicht.
Als Folge des neuen Beschichtungsverfahrens wird mit einer verstärkten Nutzung von Sonnenenergie durch effiziente Vakuumröhren-Sonnenkollektoren für ökologische Heizsysteme gerechnet. Dadurch könnte der Ausstoß an klimaschädlichem Kohlendioxid allein in den ersten fünf Jahren um rund 110.000 Tonnen vermindert werden. Darüber hinaus ist die flammpyrolytische Beschichtung auf andere Anwendungen übertragbar: Mit einem ähnlichen Verfahren wurden durch den Kooperationspartner Innovent Antireflexschichten auf Flachglasscheiben entwickelt.
Projektziel
Entwicklung einer Normaldruck-Beschichtungstechnologie zur Erzeugung hinreichend dicker anorganischer Schutzschichten auf Aluminium-CPC-Spiegeln für Sonnenkollektoren
Projektpartner
Ritter Solar GmbH & Co. KG
Kuchenäcker 1
72135 Dettenhausen
Telefon: 07157-5359-0
Telefax: 07157-5359-20
E-Mail: info@rittersolar.de
Internet: www.rittersolar.de
Kooperationspartner
Paradigma, Karlsbad (Projektkoordination)
www.paradigma.de
Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg (optische Messungen, Prüfungen)
www.ise.fhg.de/
INNOVENT e. V., Jena (CCVD-Verfahrenswentwicklung)
www.innovent-jena.de
SURA Instruments GmbH, Jena (CCVD-Equipment)
www.sura-instruments.de
AZ 21786