Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Entwicklung eines einfach abgedeckten PVT-Kollektors mit hoher elektrischer und thermischer Effizienz und einem selbstsicheren Überhitzungsschutz realisiert durch Absorber-Shifting. Als Wärmeübertrager kommt ein Aluminium-Rollbondabsorber zum Einsatz, mit welchem einerseits gute thermische Eigenschaften realisiert werden können und andererseits eine smarte Integration des Überhitzungsschutzmechanismus möglich ist. Die Entwicklung umfasst den Aufbau eines Prototypen im Massstab 1:1, dessen Leistungsmessung im Labor sowie eine Beurteilung seines Verhaltens bei Exposition auf dem Testdach des Institutes.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Development of a single-cover PVT collector with high electrical and thermal efficiency and an inherent overheating protection via absorber shifting. The heat exchanger will consist of an aluminium rollbond absorber, which at the same time allows for good thermal properties and a smart integration of the overheating protection mechanism. The development includes the construction of a 1:1 scale proto-type, its performance measurement in the laboratory, and an assessment of its behaviour during ex-posure on the test roof of the institute.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Développement d'un capteur PVT à couverture simple avec une efficacité électrique et thermique élevée et une protection contre la surchauffe auto-assurée, réalisée grâce au shifting de l'absorbeur. L'échangeur de chaleur utilisé est un absorbeur Rollbond en aluminium, qui permet d'une part d'obtenir de bonnes propriétés thermiques et d'autre part d'intégrer intelligemment le mécanisme de protection contre la surchauffe. Le développement comprend la construction d'un prototype à l'échelle 1:1, la mesure de ses performances en laboratoire et l'évaluation de son comportement en cas d'exposition sur le toit d'essai de l'institut.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Das Projekt "PVT Copras" widmete sich der Entwicklung eines einfach abgedeckten PVT-Kollektors mit hoher elektrischer und thermischer Effizienz. Dieser Kollektor zeichnet sich durch einen eigenständigen Überhitzungsschutz aus, der durch das Verschieben des Absorbers realisiert wird. Die Entwicklungsarbeit umfasste insbesondere die Integration eines bereits im Projekt "ReSoTech" (SI/501397-02) erprobten Überhitzungsschutzmechanismus in einen Aluminium-Rollbondabsorber.
Es wurde ein Aluminium-Rollbondabsorber entwickelt, der zwei getrennte Fluidkreisläufe integriert. Ein Kreislauf des Rollbondabsorbers dient, wie bei Solarabsorbern üblich, zur effizienten Wärmeabnahme via Wärmeträgerfluid. Der andere Kreislauf bildet, zusammen mit mehreren damit verbundenen Metallfaltenbälgen, ein abgeschlossenes Gefäss für die Ausdehnung der Aktuatorflüssigkeit des Überhitzungsschutzmechanismus.
Es konnte gezeigt werden, dass ein rostfreier Metallfaltenbalg, der als Aktuator für das Anheben des Absorbers verantwortlich ist, vakuumdicht an einen Aluminium-Rollbondabsorber angebracht werden kann. Durch die Verwendung eines sprengplattierten Materials konnte eine zuverlässige Verbindung zwischen dem rostfreien Stahlbalg und dem Aluminium-Rollbondabsorber sichergestellt werden. Darüber hinaus wurde eine geeignete Flüssigkeit für den Überhitzungsschutzkreislauf evaluiert, die die Bildung von Gasen und die Korrosion des Absorbers verhindert.
Die erfolgreiche Umsetzung dieser innovativen Integration eines Überhitzungsschutzes ermöglicht die Realisierung äusserst effizienter PVT-Kollektoren. Da aber während des Projektverlaufs kein möglicher Umsetzungspartner mit substanzieller finanzieller Beteiligung gefunden werden konnte, wurde das definierte "Go-NoGo" Kriterium nicht erfüllt und das Projekt vor der Realisierung eines PVT-Kollektor Prototyp abgebrochen.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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The "PVT Copras" project was dedicated to the development of a simply enclosed PVT collector with high electrical and thermal efficiency. This collector is distinguished by an autonomous overheating protection system realized by moving the absorber. The development work notably included the integration of an overheating protection mechanism previously tested in the "ReSoTech" project (SI/501397-02) into an aluminium roll-bond absorber.
An aluminium roll-bond absorber was developed, incorporating two separate fluid circuits. One circuit of the roll-bond absorber is used, as is typical with solar absorbers, for efficient heat absorption via a heat transfer fluid. The other circuit, together with several associated metal bellows, forms a sealed vessel for the expansion of the actuating fluid of the overheating protection mechanism.
It was demonstrated that a stainless-steel bellows, responsible for raising the absorber, can be vacuum-tightly attached to an aluminium roll-bond absorber. By using explosively bonded materials, a reliable connection between the stainless-steel bellows and the aluminium roll-bond absorber was ensured. Furthermore, a suitable fluid for the overheating protection circuit was evaluated to prevent gas formation and corrosion of the absorber.
The successful implementation of this innovative overheating protection integration allows for the realization of highly efficient PVT collectors. However, as no potential implementation partner with substantial financial involvement could be found during the project, the defined "Go-NoGo" criterion was not met, and the project was terminated before the realization of a PVT collector prototype.
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le projet "PVT Copras" a été consacré au développement d'un collecteur PVT a couverture simple avec une haute efficacité électrique et thermique. Ce collecteur se distingue par un système autonome de protection contre la surchauffe, réalisée par le déplacement de l'absorbeur. Le travail de développement a notamment consisté à intégrer un mécanisme de protection contre la surchauffe précédemment testé dans le projet "ReSoTech" (SI/501397-02) dans un absorbeur en Rollbond en d'aluminium.
Un absorbeur Rollbond en aluminium a été développé, qui intègre deux circuits de fluide séparés. Un circuit de l'absorbeur Rollbond sert, comme c'est généralement le cas pour les absorbeurs solaires, à capter efficacement la chaleur via le fluide caloporteur. L'autre circuit forme, avec plusieurs soufflets métalliques qui y sont reliés, un récipient fermé pour l'expansion du liquide d'actionnement du mécanisme de protection contre la surchauffe.
Il a pu être démontré qu'un soufflet métallique en acier inoxydable, responsable du soulèvement de l'absorbeur en tant qu'actionneur, peut être fixé de manière étanche au vide à un absorbeur en aluminium de type Rollbond. L'utilisation d'un matériel plaqué par explosion a permis d'assurer une liaison fiable entre le soufflet en acier inoxydable et l'absorbeur Rollbond en aluminium. En outre, un liquide approprié a été évalué pour le circuit de protection contre la surchauffe, qui empêche la formation de gaz et la corrosion de l'absorbeur.
La mise en oeuvre réussie de cette intégration innovante d'une protection contre la surchauffe permet de réaliser des capteurs PVT extrêmement efficaces. Cependant, comme il n'a pas été possible de trouver un partenaire de mise en oeuvre possible avec une participation financière substantielle pendant le déroulement du projet, le critère "Go-NoGo" défini n'a pas été rempli et le projet a été interrompu avant la réalisation d'un prototype de capteur PVT.
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