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Year of publication
- 2011 (1)
Document Type
- Diploma Thesis (1)
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Ziel der vorliegenden Arbeit ist es ein Simulationsmodell zu programmieren, das die Be-rechnung der Effizienz von drei verschiedenen Parabolrinnenkonstruktionen erlaubt. Dazu werden mit der Software MATLAB verschiedene Module programmiert, die die kurzwel-ligen Strahlungsgewinne und -verluste von Standardparabolrinnen (ohne Seitenwände und Glasabdeckung), Parabolrinnen mit unverspiegelten Seitenwänden und Glasabdeckung und Rinnen mit verspiegelten Seitenwänden und Glasabdeckung bei verschiedenen Einfalls-winkeln simulieren. Ergänzt werden diese Berechnungsprogramme durch Programme zur Berechnung der thermischen Verluste der drei verschiedenen Parabolrinnenkonstruktionen. Mit den Programmen werden die Wirkungsgrade und Einfallswinkelkorrekturfaktoren für die drei Kollektortypen, ausgehend von den Abmessungen einer am Solar-Institut Jülich entwickelten Rinne (mit unverspiegelten Seitenblechen und Glasabdeckung), bestimmt. Es zeigt sich dabei, dass die Rinnen mit Seitenblechen und Glasabdeckung aufgrund der Ex-tinktion der eintreffenden Strahlung an der Abdeckscheibe und der Abschattung durch die Seitenwände geringere optische Wirkungsgrade aufweisen als die Standardparabolrinne mit den gleichen Abmessungen. Zwar kann dieses Defizit durch die Verspiegelung der Sei-tenbleche reduziert werden, der Effekt reicht jedoch nicht aus um die optische Effizienz der Standardparabolrinne zu erreichen. Eine reduzierte, am Absorber absorbierte Strah-lungsleistung resultiert sowohl im Vergleich zwischen den verschiedenen Parabolrinnenty-pen als auch bei zunehmendem Einfallswinkel in reduzierten thermischen Wirkungsgraden. Folglich nehmen auch die Gesamtwirkungsgrade bei der Verwendung von Abdeckscheiben und Seitenblechen sowie mit zunehmendem Einfallswinkel ab. Mit dem Programm durchgeführte Parameterstudien zeigen weiterhin, dass der optische Wirkungsgrad aller drei Konstruktionen mit zunehmender Kollektorlänge zu- und mit steigender Aperturweite abnimmt. Eine Variation der Brennweite führt bei der Standardparabolrinne zu unterschiedlichen Resultaten wie bei den Rinnen mit Seitenblech und Abdeckscheibe. Anhand der berechneten Ergebnisse werden Schlussfolgerungen zur