Die Solarthermie ist kein neuartiger Trend, fand sie bereits in der Antike schon erste Anwendung. In Europa sorgte im 18. Jahrhundert dann der Schweizer Naturforscher Horace Bénédict de Saussure für die ersten Gehversuche von Vorläufermodellen der ersten Solarkollektoren. Die erste Ölkrise um 1973 war dann endlich die Geburtsstunde der Solarenergienutzung mit Konzept. Und auch heute lässt uns der Ölpreis nach alternativen Heizmethoden streben. Durch eine solarthermische Modernisierung der Heizanlage, lassen sich die Heizkosten bis zur Hälfte senken und bei Kombination mit anderen Erneuerbaren sogar auf wenige % minimieren. Für die Wärmegewinnung kommen Flach- oder Vakuum-Röhrenkollektoren zum Einsatz. Unabhängig vom Kollektortyp, wird die gewonnene Wärme mittels Trägermedium zum Wärmeüberträger beziehungsweise zum Wärmespeicher transportiert. Die Trägermedien werden in flüssig und gasförmig unterschieden.

 

Luft - gasförmig

Luft ist ein sehr unkomplizierter Wärmeträger. Er wird im Kollektor schnell erhitzt und erreicht gute Wirkungsgrade. Auch extreme Temperaturen stellen für dieses Trägermedium keinerlei Problem dar. Die Anschaffungskosten dieses Trägermediums sind gleich null.

Die Wärmeträgereigenschaft von Luft ist nicht so hoch, wie die von Propylenglycol-Wasser-Gemisch oder Wasser. Warme Luft lässt sich auch nicht ohne weiteres speichern, deshalb ist ein Wärmetauscher erforderlich, der beispielsweise Wasser mit der Wärmeenergie speist und anschließend gespeichert werden kann. Dadurch entsteht ein zusätzlicher Kreislauf im Heizsystem.

 

Propylenglycol-Wasser-Gemisch - flüssig

Ein Gemisch, das meist als Frostschutzmittel bezeichnet wird. Es besteht zum Teil aus Wasser und Propylenglycol. Die ölige Solarflüssigkeit muss der Norm DIN 4757 – Teil 1 entsprechen und darf nicht ätzend, giftig oder gar reizend sein. Der Gefrierpunkt ist geringer als der von Wasser, dadurch soll Frostschäden vorgebeugt werden. Auch der Siedepunkt des Gemischs liegt über dem von Wasser. Dadurch entsteht ein Vorteil unter Extremtemperaturen. Die Anlage soll bei -25 °C im Winter genauso gut funktionieren, wie bei 40 ° C Hitze im Sommer. In der Anlage selbst können sogar Temperaturen von über 300 ° C entstehen.

 

Eine höhere Temperaturbeständigkeit bewirkt man durch die Erhöhung des beigemischten Propylenglycol-Anteils. Leider verschlechtert sich dabei auch die Wärmeträger-Eigenschaft des Gemischs.

 

Aufgrund der teilweise starken Beanspruchung des Propylenglycol-Wasser-Gemischs verhält es sich chemisch nicht allzu beständig. Die Solarflüssigkeit muss also in regelmäßigen Abständen kontrolliert und gegebenenfalls ausgetauscht werden, was vor allem bei Großanlagen die Amortisationszeit erheblich verlängern kann.

Auch bei diesem Trägermedium entsteht ein weiterer Kreislauf im Heizsystem, da das erwärmte Gemisch nicht direkt verwendet werden kann, sondern mittels Wärmetauscher seine Energie auf ein anderes Medium abgibt.

 

Wasser / Heizwasser - flüssig

Wasser wird eine sehr gute Wärmeträgereigenschaft zugesprochen. Außerdem ist es ungiftig und Oxidationen durch hohe Temperaturen sind physikalisch auszuschließen. Zukunftsweisende Technik ermöglicht es wassergeführten Systemen auch im Winter bei Minusgraden, nicht einzufrieren. Einerseits erweist sich eine gute Isolation, wie bei Vakuum-Röhrenkollektoren durch das Thermoskannen-Prinzip als sehr wirkungsvoll, andererseits melden Sensoren kritische Temperaturniveaus und leiten wärmeres Wasser aus dem System in den Kollektor. Der zusätzliche Energieaufwand, der hierdurch entsteht, kann mit dem besseren Wirkungsgrad, gegenüber dem Einsatz von Frostschutzmitteln aufgerechnet werden.

 

Einen großen Vorteil des Trägermediums Wasser, bietet die einfache und unkomplizierte Integration an ein bestehendes Heizsystem. Ideal für eine Schritt-für-Schritt Modernisierung. Des Weiteren fallen keine Wartungs- und nur geringste Anschaffungskosten für das Trägermedium Wasser an. Bei Großanlagen kann dies einen Kostenvorteil bedeuten.

 

Ein Gastbeitrag von:

Claudia J. Gasmi ist Autorin bei ecoquent-positions.com

 

Veröffentlicht: 04.12.2012

 

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