Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat am 23. November 2012 einen neuen Prüfstand für solarthermische Kollektoren in Betrieb genommen. Ziel der Wissenschaftler ist es, unter extremen klimatischen Bedingungen mechanische Lasten, z.B. Windeinwirkung oder Schneelasten, zu simulieren und deren Auswirkungen auf die Kollektoren auszuwerten. Dafür wurde gemeinsam mit der PSE AG ein Lastprüfstand entwickelt, der in eine Klimakammer integriert ist. Die Prüfergebnisse sollen in neue Prüfverfahren einfließen und langfristig zur Verbesserung der Qualitäts- und Sicherheitsstandards von solarthermischen Kollektoren beitragen. Durch die neu geschaffenen experimentellen Möglichkeiten können neue Materialien, Materialeinsparungen und Optimierungen realitätsnah bewertet werden, um Kosteneinsparungen an Kollektoren sowie Montageelementen zu realisieren.
Überlagerung thermischer und mechanischer Lasten
Mit dem neuen Prüfstand können laut ISE komplexe Fragestellungen zur mechanischen Stabilität von solarthermischen Kollektoren einschließlich deren Montagesysteme für Dach- und Fassadenanwendungen geklärt werden. Neben der Größe der zu prüfenden Kollektoren von bis zu maximal 9 m 2 und einer Belastung von bis zu 7 t Druck und Zug ist eine weitere Besonderheit, dass die Lastprüfungen bei Temperaturen von –40 bis +60 °C durchgeführt werden. Außerdem ist es erstmalig möglich, zyklische sowie asymmetrische Belastungen auf der Kollektorfläche zu simulieren, wie sie auch real durch das Aufstauen von Schnee und Eis entstehen.
Neue Prüfmethoden zur Produktoptimierung
Auf Basis einer detaillierten Analyse der Lasten entwickeln die Wissenschaftler des Fraunhofer ISE eine allgemein anwendbare Prüfmethode für verschiedene Kollektorbauarten, Kompaktsysteme und Montagearten bei unterschiedlichen klimatischen Gegebenheiten. Dies soll mittelfristig zur Weiterentwicklung und Verbesserung von solarthermischen Komponenten führen. Für Hersteller biete sich die Möglichkeit die neuen Prüfmethoden zu nutzen, um mit geringem Aufwand Sicherheit und Qualität ihrer Produkte nachzuweisen. Zudem sein durch derartige Prüfungen auch Materialeinsparungen und Optimierungen zur Senkung der Kosten bei der Installation von großen Solaranlagen zu erzielen. Die Arbeiten und der Prüfstand werden durch das Projekt „MechTest“ vom Bundesumweltministerium gefördert. ■
