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Hier einige Erklärungen zu den Verlusten eines Kollektors:

R ReflexionsGrad, A AbsorptionsGrad, T TransmissionsGrad,  Konvektion,  Reflexion des Absorbers, Wärmeabstrahlung, WärmeLeitung

Trifft die Strahlung auf ein Medium, so wird die Strahlung an der Oberfläche zum Teil reflektiert - Reflexionsgrad R -, im Medium absorbiert - Absorptionsgrad A - und der restliche Teil durchdringt das Medium - TransmissionsGrad.  Dieses gilt beim Kollektor für die 3 Bereiche transparente Abdeckung, ZwischenRaum und Absorber, jedoch mit entgegengesetzten Anforderungen.

Aus der Sicht der EnergieErhaltung muss zu- und abgeführte Energie gleich groß sein. Also gilt  für jeden Abschnitt

Der ReflexionsGrad R der Oberfläche

Trifft die Strahlung auf ein optisch dichteres Medium, so wird der Strahl gebrochen, da die Lichtgeschwindigkeit geringer wird.  Da in unseren Breitengraden häufig diffuse Strahlung vorliegt und die GlasOberfläche der Kollektoren je nach Jahreszeit nie exakt senkrecht zur einfallenden Strahlung steht, wird ein Teil reflektiert.  Den Übergang von Luft zum Glas könnte man wie bei Brillengläsern durch eine Vergütung verbessern. Dieses steht aber nicht im ökonomischen Verhältnis zu dem erreichbaren Gewinn. 

Das Verhältnis aus reflektierter  zu der einfallenden  StrahlungsIntensität I₀ beschreibt den ReflexionsGrad  , R = I_R/I₀.  Ideal wäre für die GlasScheibe R = 0 , hier ist R = 0,07, für den Absorber wäre ideal R = 0.

Der AbsorptionsGrad A der Oberfläche

Das Verhältnis aus absorbierter zu der einfallenden  StrahlungsIntensität  beschreibt den AbsorptionsGrad  , A = I_A/I₀.  Ideal wäre für die GlasScheibe A = 0 , in der KollektorDarstellung beträgt dieser für die GlasScheibe A = 0,02 und für die KollektorOberfläche  wäre ideal A =1, hier A = 0,60/0,73 = 0,659.

Die Strahlung erwärmt ebenfalls die GlasScheibe und den ZwischenRaum des Kollektors beim Transport der Strahlung durch die Glasschicht bzw. Luft, vergleichbar also mit einem elektrischen LeiterWiderstand.

 Siehe weiter unter Absorption

TransmissionsGrad T

Die "DurchlassGüte" des Glases wird mit dem TransmissionsGrad T beschrieben.  Er ist das Verhältnis von austretender zur eintretender StrahlungsIntensität, T = I_T/I₀.  Ideal wäre T = 1, in der KollektorDarstellung beträgt dieser T = 0,91.

Der TransmissionsGrad ist von der WellenLänge = Farbe der Strahlung abhängig. Einen Eindruck über die wellenlängenabhängige Transmission findest Du auf der Seite Transmission Werkstoffe

Reflexion des Absorbers

Hierfür ist die Beschichtung des Absorbers verantwortlich.  Siehe auf der Seite Absorption  nach.

Konvektion

Ein beachtlicher Teil von 15% geht dem Kollektor durch WärmeKonvektion verloren.  Der luftgefüllte ZwischenRaum wird durch Absorption der Strahlung erwärmt. Die erwärmte Luft steigt im schräg aufgestellten Kollektor nach oben und transportiert dadurch Energie von der AbsorberOberfläche weg und gibt an der kühleren Glasfläche Energie ab. Es entsteht eine EnergieÜbertragung durch bewegte Masse.

Aus der einfachen Überlegung, dass ohne Luft keine Zirkulation auftreten kann, folgt die Konstruktion des VakuumRöhrenKollektors mit 0%  KonvektionsVerlust, welches sich besonders in der Übergangszeit mit geringeren LuftTemperaturen besonders positiv auswirkt.

Wärmeabstrahlung

So wie ein Körper StrahlungsEnergie absorbieren kann, ist es ihm möglich, auch WärmeEnergie als Strahlung wieder auszusenden: Emission.  Ein SonnenKollektor  absorbiert nicht nur sondern strahlt gleichzeitig wieder Energie ab. Genaue Beschreibung der Zusammenhänge unter dem Begriff  Emission und Selektivität.

Feste, flüssige oder gasförmige Stoffe können die Wärme auch weiterleiten.  Der Leitungsmechanismus beruht auf der Schwingung der Moleküle, welche die Energie durch Stoß an NachbarMoleküle übertragen.  In der Technik werden entweder Stoffe mit guter Wärmeleitung zur Wärmeübertragung oder Isolatoren mit möglichst schlechter WärmeLeitung benötigt.

Wärmeleitung

Die WärmeEnergie ist als BewegungsEnergie = kinetische Energie gespeichert:

bei festen Körpern als Schwingung

bei flüssigen und gasförmigen Körpern als BewegungsEnergie

Die Wärme=Energie wird also durch Stoß an das NachbarMolekül übertragen.

=> Ohne Molekül keine Leitungsmöglichkeit 

=> Im Vakuum gibt es keine WärmeLeitung