Solarkollektoren im Wintertest

Der Wind pfeift von der Seite, der Schnee drückt von oben. Welchen Belastungen halten die Anlagen stand?

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und des Solartechnologie-Unternehmens PSE testen unter realen klimatischen Bedingungen mechanische Lasten auf Kollektoren. Die Forscher haben dafür jetzt einen eigens entwickelten Teststand eingerichtet.

Die Aussagekraft der bisher existierenden Belastungstests für Solarkollektoren stößt bei Experten auf Skepsis. Zu unrealistisch sei die Lastverteilung. Hangabtriebskräfte – wie Schneeüberhang – blieben bisher unberücksichtigt. Einigkeit bei den Experten: Die Tests entsprechen nicht den tatsächlichen Belastungen. Im Projekt „MechTest“ können nun realistische Schnee- und Windlasten nachgeahmt werden. Ziel ist die mechanische Belastbarkeit von Kollektoren unterschiedlicher Bauart zu ermitteln.

Lastprüfungen von 100 °C Unterschied

Bis zu neun Quadratmeter große Flach- und Vakuumkollektoren werden getestet. Sie sind Belastungen bis zu sieben Tonnen Druck und Zug ausgesetzt. Die Besonderheit des Prüfstandes sind Lastprüfungen bei extremen Temperaturen von -40 °C bis +60 °C. Erstmals lassen sich damit auch zyklische und asymmetrische Belastungen simulieren, wie sie auch real durch das Aufstauen von Schnee und Eis entstehen. „Mit dem neuen Prüfstand können wir auch die Verbindungstechniken und Montagesysteme der Kollektoren bei unterschiedlichen Temperaturen und realistischen Lastfällen untersuchen“, erklärt Korbinian Kramer, Leiter der Gruppe Prüfzentrum und Qualitätssicherung am Fraunhofer ISE. Dies sei ein wesentlicher Fortschritt gegenüber den etablierten Prüfverfahren, in denen die Lasten lediglich senkrecht und bei Raumtemperatur aufgebracht würden, führt Kramer aus.

Tests an drei weiteren Standorten

Um die realistischen Anforderungen vergleichen zu können, messen die Forscher zusätzlich die mechanischen Wind- und Schneelasten in Freiburg, auf der Zugspitze und auf Gran Canaria. Dazu wurde an diesen Orten jeweils ein Kollektor installiert. Drei unterschiedliche Standorte: Während in Freiburg moderates Klima herrscht, gibt es auf der Zugspitze hohe Wind- und Schneelasten bei großer Kälte. Auf Gran Canaria gibt es häufiger Böen mit mehr als 60 km/h. Projektleiter Konstantin Geimer vom Fraunhofer ISE erklärt weiter: „Per Fernüberwachung können wir an den Standorten sehen, welche Kräfte wirken und die Daten analysieren.“

Quelle

BINE 2012