Wärmeträger bei Solaranlagen: Wasser und Glykol im Vergleich

Für das Heizen mit Solarthermieanlagen sammeln Kollektoren auf dem Hausdach Sonnenwärme ein; eine Wärmeträgerflüssigkeit transportiert sie ins Haus. Dass die flüssigkeitsgefüllten Kollektoren im Winter vor Frost geschützt werden müssen, leuchtet ein.

Frostschutz mit Glykol? Es geht auch anders

Das kann zum einen durch den Zusatz eines Frostschutzmittels geschehen, z.B. Propylenglykol. Die meisten Anlagen hierzulande werden daher mit einem Wasser-Glykol-Gemisch betrieben. Dass es auch noch anders geht, ist vielen nicht bewusst: Solaranlagen können nämlich mit reinem Wasser betrieben werden. Dazu wird das Wasser auf Temperaturen über dem Gefrierpunkt gehalten, wozu nur wenig Energie notwendig ist. Deshalb frieren mit auch mit reinem Wasser betriebene Anlagen im Winter nicht ein.

Warum Wasser als Wärmeträger?

In unseren bisherigen Artikeln über Wasser als Wärmeträgermedium für Solaranlagen war von den besseren chemischen und physikalischen Eigenschaften des Wassers die Rede – heute wollen wir mal Wasser und Glykol gegenüberstellen und das Ganze mit Zahlen belegen. Vorab noch ein paar Worte zu den genannten Größen:

• Wärmeleitfähigkeit: Sie beschreibt, wie viel Wärme durch einen Stoff hindurchgeht; die Wärmedämmung eines Gebäudes sollte möglichst wenig Wärme leiten, für die Wärmeträgerflüssigkeit hingegen eine gute Wärmeleitfähigkeit vorteilhaft
• Spezifische Wärmekapazität: Sie gibt an, wie viel Wärme ein Stoff speichern kann.
• Kinematische Viskosität: die Fließfähigkeit einer Flüssigkeit; je höher die Viskosität, desto zähflüssiger; Glykol muss man sich eher wie Öl vorstellen, was sich ungünstig auf die Fließeigenschaften und Druckverhältnisse im System auswirkt.

Dieser Vergleich bezieht sich auf eine Temperatur von 40 ° Celsius; die Eigenschaften des Glykolgemisches hängen außerdem natürlich noch vom Glykolanteil im Wasser ab. Die in der Tabelle angegebenen – 25 ° Celsius entsprechen einem Glykolanteil von gut 40 %. Die Wärmeträgerflüssigkeit mit einem entsprechenden Mischungsverhältnis gibt es fertig in Kanistern zu kaufen. Etwas anderes empfiehlt sich auch nicht, da sich die Eigenschaften bei einer Überdosierung weiter negativ verändern – und ein Zuwenig natürlich den Frostschutz gefährdet. Bemerkenswert ist auch, dass sich die Anlage bei hohen Temperaturen selbst zerstören kann, wenn das Gemisch sich in seine chemischen Bestandteile zerlegt.

Reine Physik: Reines Wasser

Anlagen mit purem Wasser als Wärmeträger dagegen schützen sich rein physikalisch gegen den Frost – mit ein wenig Wärmeenergie, die nur 1 -3 % des Solarertrags ausmacht. Und der ist dank der idealen Eigenschaften des Wassers um bis zu 15 % höher als bei Wasser-Glykol-Anlagen.

Wir sind nach wie vor auf der Suche nach weiteren Anbietern von wassergeführten Anlagen in Europa. In China ist ja der Großteil ohnehin wassergeführt, wie wir schon mal gehört haben, wieso ist das bei all den Vorteilen in Europa so anders?

Bild und Tabelle: © Paradigma