Die Solarkollektoren des ostwestfälischen Herstellers SolMetall zeichnen sich durch eine optimierte Wärmeübertragung vom Absorberblech zum Solarfluid aus. Gleichzeitig werden der galvanischen Korrosion ihre Grenzen aufgezeigt.
Seitdem es Solarkollektoren gibt, stellt die Verbindung zwischen Absorberblech und Kupferrohr eine Herausforderung für den Hersteller dar. Das Ziel war stets eine optimale Wärmeübertragung bei gleichzeitiger langer Gebrauchstauglichkeit.
Bis zum Jahr 2005 war es die gängige Methode, das Kupferrohr auf ein Kupferabsorberblech zu löten oder zu schweißen. Diese Methoden waren leistungsstark und korrosionssicher. Aber als sich der Kupferpreis auf dem Weltmarkt innerhalb kurzer Zeit verdreifachte – der Preis pro Tonne stieg zwischen 2004 und 2006 von etwa 2.500 Dollar auf rund 7.500 Dollar – haben fast alle Solarkollektorhersteller das Kupferblech des Absorbers durch Aluminium ersetzt. Doch dabei tauchten zwei Probleme auf. Erstens hat Aluminium eine geringere Wärmeleitfähigkeit, und deshalb muss man, um die gleiche Wärmetauscherleistung zu erreichen, ein wesentlich dickeres Absorberblech einsetzen. Zweitens reagieren Aluminium und Kupfer elektrochemisch, sodass das unedlere Metall Aluminium abgetragen wird. Es entsteht Lochfraß im Absorberblech (Bild 1), was zwangsläufig einen schlechteren Wärmeaustausch und damit eine geringere Kollektorleistung zur Folge hat.
Kleben statt Schweißen
Der Bielefelder Hersteller Schüco, der damals einer der größten Hersteller von Solarthermie-Komponenten und PV-Distributoren der Solarbranche in Europa war, hat deshalb vor einigen Jahren eine Technologie entwickelt, die Korrosion weitgehend vermeidet und zugleich den Wärmeübergang auf ein Optimum steigert. Die WärmeLeitTechnik (WLT) war geboren.
Das WLT-Verfahren kommt ohne Löten und Schweißen aus. Um den Wärmeübergang zu verbessern, wird das Absorberrohr D-förmig umgeformt, sodass es mit der flachen Seite auf dem Absorberblech aufliegt. Anschließend wird das Absorberrohr durch ein Wärmeleitblech aus Aluminium ummantelt und mit dem Aluminiumabsorberblech verklebt. Die Wärmeübertragung vom Absorberblech auf das Fluid verbessert sich dadurch um fast 50 Prozent, wie ein unabhängiges Prüfinstitut bestätigte.
Die Temperaturbeständigkeit dieses Verfahrens bis 240 Grad Celsius wurde vielfach von verschiedenen Prüfinstituten geprüft und bestätigt. Seit 2006 wurden etwa 2,5 Millionen Quadratmeter Kollektorfläche nach dem WLT-Verfahren hergestellt, und seitdem bestätigen sie die 100-prozentige Zuverlässigkeit dieser Technik. Ebenfalls zum verbesserten Wärmetransport trägt die Geometrie des Absorberrohres bei. Es hat sich herausgestellt, dass in dem D-förmigen Rohr eine durchgängig turbulente Strömung herrscht, wodurch der Wärmeaustausch verbessert wird.
Aufgrund der flächigen Verbindung der Wärmeleitbleche ist der Wärmeübergang nicht nur effektiver, sondern auch homogener. Im Wärmebild ist die gleichmäßigere Verteilung der Wärme über die gesamte Fläche deutlich zu erkennen (Bild 2). Ein ansehnlicher Nebeneffekt der patentierten Verbindungstechnik ist die absolut plane, ebenmäßige Oberfläche des Absorberbleches. Der Absorber zeigt weder Streifen noch wellenförmige Verformungen, was besonders bei Kollektoren mit Klarglas zur Geltung kommt.
Beinahe wäre die WLT-Technologie der Krise der Solarbranche zum Opfer gefallen. Schüco zog sich 2012 aus dem Solargeschäft zurück und versuchte, die Technologie gemeinsam mit dem großen Maschinenpark zu verkaufen. Als dies nicht gelang, drohte die Verschrottung. Doch drei Schüco-Mitarbeiter sahen, ermutigt von etlichen Bestandskunden, eine gute Chance, diesen Bereich erfolgreich weiterzuführen.
Produktionsleiter Uwe Berg, Einkaufsleiter Alexander Altemeier sowie Projekt- und Entwicklungsleiter Andreas Rosenwirth erwarben von Schüco die Maschinen sowie das Vormaterial und übernahmen auch ein Großteil der Kunden. Es waren 110 Sattelschlepper erforderlich, um alles zum neuen Standort in Spenge, etwa 20 Kilometer nördlich von Bielefeld, zu transportieren. Dort wurde die Produktion Anfang 2013 mit 17 Mitarbeitern, von denen alle zuvor bei Schüco tätig waren, fortgesetzt. Die Zahl der Mitarbeiter ist inzwischen auf 41 angewachsen und die Produktionsfläche hat sich nahezu verdoppelt.
Positionierung und Vertriebswege
SolMetall verkauft die Kollektoren nicht unter eigenem Markennamen, sondern als OEM-Hersteller. Das Unternehmen liefert nicht an Endkunden und auch nicht an Handwerker, sondern nur an den Großhandel sowie Projektentwickler und Firmen der Heiztechnik. „Wir sprechen mit dem Kunden und liefern ihm den Kollektor so, wie er ihn haben möchte“, sagt Andreas Rosenwirth.
Die Solarthermie ist aber nicht das einzige Geschäftsfeld der Firma. Etwa 60 Prozent des Umsatzes werden im Bereich Metallbau und Metallbearbeitung erzielt. Diese Kunden kommen aus dem Bereich Bau, der Automobilindustrie sowie aus dem Maschinenbau. Angesichts der starken Schwankungen des Solarmarktes ist es für das Unternehmen wichtig, breit aufgestellt zu sein. Marktschwankungen der Solarbranche können ebenso ausgeglichen werden wie die solar-üblichen saisonalen Absatzschwankungen. „Deshalb können wir unseren Kunden versichern, dass es uns noch lange geben wird“, sagt Andreas Rosenwirth, „die Beständigkeit unserer Firma ist ein wichtiges Verkaufsargument.“ Denn wenn man ein Produkt herstellt, das eine lange Lebensdauer hat, dann erwartet der Kunde, dass die Existenz des Lieferanten ebenfalls langfristig gesichert ist.
Kontakt: SolMetall GmbH, 32139 Spenge, www.solmetall.de
c/o Andreas Rosenwirth, Tel.: 05225/87379-10, E-Mail: arosenwirth@solmetall.de
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