Trägermedium einer Solaranlage – einfach erklärt

In der Solarthermie wird Wärme durch Solarenergie gewonnen und an ein Trägermedium weitergegeben. Welche Trägermedien gibt es aber eigentlich, frage ich mich und recherchiere los. Das Trägermedium hat die Aufgabe die gewonnene Wärme an einen Wärmeüberträger oder direkt zum Wärmespeicher zu transportieren. Das Trägermedium kann aus verschiedenen Flüssigkeiten oder Luft bestehen. Ich schaue mir die flüssigen Trägermedien mal weiter an.

Propylenglycol-Wasser-Gemisch

Dieses Gemisch, welches umgangssprachlich oft als Frostschutzmittel bezeichnet wird,  besteht aus Wasser und Propylenglycol. Eine ölige Solarflüssigkeit, die nach Norm DIN 4757 – Teil 1 nicht giftig, ätzend oder reizend sein darf. Sie hat einen geringeren Gefrierpunkt als Wasser und soll dadurch Frostschäden vorbeugen. Andererseits liegt der Siedepunkt der Mischung gegenüber Wasser höher. In diesen Eigenschaften unter Extremtemperaturen liegt der Vorteil der Propylenglycol-Wasser Lösung. Denn im Winter bei -25 °C soll die Solaranlage genauso gut funktionieren, wie bei Hitze. Je nach Anlage können hier Temperaturen von über 300 ° C entstehen. Je höher der Propylenglycol-Anteil, desto temperaturbeständiger, aber desto schlechter auch die Wärmeträger-Eigenschaft. Die Viskosität im Gegensatz zu Wasser ist geringer. Das kann ich mir gut vorstellen, wenn man ein halbvolles Glas Wasser und ein halbvolles Glas Öl in die Hände nimmt und im Kreis schwenkt. Das ist natürlich etwas übertrieben, aber für mich anschaulich genug um mir „Viskosität“ darzustellen.

Der Nachteil von chemischer Kühlflüssigkeit soll in den wiederkehrenden Anschaffungs- und Wartungskosten liegen. Da das Propylenglycol-Wasser-Gemisch aufgrund der starken Beanspruchung chemisch nicht allzu beständig ist, muss der Zustand der Solarflüssigkeit bei Wartungen geprüft werden und gegebenenfalls erneuert werden. Stelle ich mir bei kleinen Hausanlagen noch einfacher vor, aber bestimmt nicht so toll ist der Austausch der Trägerflüssigkeit bei industriellen Anlagen, die größer sein dürften.

Reines Wasser als Trägermedium

Als sehr guter Wärmeträger gilt Wasser, lese ich, außerdem ist es ungiftig und Oxidationen durch starke Hitze oder „cracken“ sind physikalisch auszuschließen. Doch stellt sich bei diesem Wärmeträger das Problem von Frostschäden im Winter. Wasser hat ja einen Gefrierpunkt von 0°C, wenn ich mich noch richtig erinnere. Flachkollektoren bieten aufgrund ihrer Beschaffenheit eine größere Fläche. Bei einem Röhrenkollektor sieht das bestimmt schon anders aus, denke ich mal. Durch das Vakuum in den Röhren sollte zumindest eine gute Isolation (Thermoskannen-Prinzip) vorherrschen. Es gibt Vorrichtungen, mit denen man Schäden vorzubeugen versucht. Mittels Temperaturüberwachung des Wassers im Kollektor, bei zu niedrigen Temperaturen wird wärmeres Wasser in den Röhrenkollektor gepumpt. Der zusätzliche Energieaufwand, der hierdurch entsteht, kann mit dem besseren Wirkungsgrad gegenüber dem Einsatz von Frostschutzmitteln aufgerechnet werden.

Direkte Einbindung in den Heizkreislauf möglich

Ein großer Vorteil des Trägermediums Wasser ist die Möglichkeit eines direkten Anschlusses (Einbindung) an den Heizkreislauf und somit an bereits bestehende Heizsysteme. Weiter fallen dann wohl geringere Wartungskosten an. Anschaffungskosten für das Wasser, können dann auch nicht hoch sein.

Quellen: Wikipedia, http://www.bosy-online.de/Solarfluessigkeit.htm, https://www.paradigma.de/solaranlage/aquasystem/

Foto: pixelio.de | Sara Hegewald