Solar fluids

Die Solarflüssigkeit ist eine der zentralen Komponenten einer Solarthermieanlage, denn sie transportiert die Wärme von den Solarkollektoren zum Wärmespeicher. Reines Wasser wäre zwar ein hervorragender Wärmeträger, allerdings sind die Anforderungen an die Solarflüssigkeit wesentlich vielfältiger. Denn sie muss nicht nur eine maximale Wärmemenge an das Warmwassersystem abgeben. Sie muss zudem das System vor Korrosion, Belägen und Frost schützen. Darum sollten Sie Ihre Solaranlage nie mit normalem Trinkwasser befüllen. Denn Korrosion, Kalk und andere Ablagerungen sowie potentielle Frostschäden würden Ihre Anlage auf Dauer ruinieren.

Um die Frostsicherheit zu garantieren, ist neben Wasser das Glykol Hauptbestandteil von Wärmeträgerflüssigkeiten. Die gängigsten Glykole hierfür sind Monoethylenglykol, häufig auch als Ethylenglykol bezeichnet (MEG) und Monopropylenglykol (MPG). Grundsätzlich haben die Flüssigkeiten auf Ethylenglykol-Basis Vorteile hinsichtlich Viskosität, Gefrierpunkterniedrigung und Preis. Vorteil von Propylenglykol ist die Ungiftigkeit, die v.a. im Lebensmittelsektor eine wichtige Rolle spielt. Beide Stoffe werden mit Wasser vermischt eingesetzt. Die Verdünnung ist u.a. abhängig vom Gefrierpunkt der erreicht werden soll. Ein hoher Wasseranteil wirkt sich dabei günstig auf die Viskosität aus, d.h. die Flüssigkeit fließt leichter und erfordert nicht so viel Anlagendruck. Eine Wärmeträgerflüssigkeit für eine Solaranlage ist natürlich hinsichtlich ganz anderer Gesichtspunkte optimiert (z. B. Stabilität bei hohen Temperaturen), als dies beim Einsatz für die Kältetechnik der Fall ist.

Mono-Ethylenglykol MEG:

Häufig als Ethylenglykol bezeichnet wird diese Glykolart meist für den Geothermie-Bereich und in der Industrie- und Gebäudetechnik verwendet. Sie hat gute thermodynamische Eigenschaften und ist preislich sehr attraktiv. Für Solaranlagen wird diese Glykolart allerdings selten genutzt.
Mono-Propylenglykol MPG:

Eigentlich als 1,2 Propandiol bezeichnet wird diese Glykolart häufig als Wärmeträgerflüssigkeit für lebensmittelnahe Anwendungen genutzt, da es absolut ungiftig ist. Aufgrund seines geringen Gefrierpunkts wird es auch für Solarflüssigkeiten verwendet.
Dipropylenglykol DPG:

Hat einen hohen Siedepunkt und wird daher v.a. für Hochtemperaturanwendungen verwendet. Also immer dann, wenn es aufgrund erreichter Speicherkapazität zu häufigen Stillständen kommt.
Bio-Glykol:

Diese Glykole bestehen zu 100 % aus Pflanzen und sind komplett mineralölfrei. Sie werden nicht durch den klassischen Raffinerieprozess auf Rohölbasis hergestellt, sondern durch eine proprietäre Fermentationsverarbeitung mit pflanzlich hergestellter Glykose. Die Folge: Bei der Herstellung dieser Produktbasis fallen weniger CO2-Emissionen an und es wird weniger Energie gebraucht als bei herkömmlichen Produktionsprozessen.

Es hat sich ein Gemisch von Propylenglykol und Wasser durchgesetzt, mit einem Mischungsverhältnis von ca. 50 % Glykol. Professionelle Solarflüssigkeiten enthalten zudem ein herstellerspezifisches Inhibitoren Paket zum Schutz vor Rost, Kalk und anderen Ablagerungen.
Neueste Entwicklungen ersetzen die herkömmlichen Glykole, die durch einen klassischen Raffinerieprozess auf Rohölbasis hergestellt werden durch sogenannte Bio-Glykole. Sie werden aus nachwachsenden Rohstoffen komplett mineralölfrei hergestellt. Der Vorteil: Sie sind wesentlich umwelt- und gesundheitsfreundlicher und produzieren bei ihrer Herstellung wesentlich weniger CO2-Emissionen.

Aufgrund des Alterungsprozesses muss die Solarflüssigkeit regelmäßig kontrolliert werden. Es gibt kein vorgeschriebenes Wechselintervall. Denn die Haltbarkeit variiert je nach Temperaturbelastung. Ist die Temperaturbelastung hoch, altert die Flüssigkeit schneller. In der Regel sollten Sie aber alle zwei Jahre die Solarflüssigkeit überprüfen.
Nehmen Sie hierfür während des laufenden Betriebs eine kleine Probe. Hat sich die typische Färbung der Solarflüssigkeit verändert, oder ist sie sogar schon braun, muss die Flüssigkeit dringend erneuert werden. Achten Sie auch darauf, ob sich kleine Partikel, Feststoffe oder Sedimente darin befinden. Spezielle Frostschutzprüfer ermitteln die Konzentration des Frostschutzmittels. Auch der pH-Wert ist ein zuverlässiger Indikator für den Zustand der Solarflüssigkeit.

Der pH-Wert liegt nur noch bei ca. 7 oder niedriger
Die Flüssigkeit ist braun oder sogar schwarz gefärbt
Der gemessene Frostschutz ist nicht mehr ausreichend

Flüssigkeit sofort austauschen
Anlage spülen (am besten mit speziellen Solarreinigungsprodukten wie coracon® SOL C)
Neu befüllen
Gegebenenfalls nach den Ursachen forschen (z.B. Überhitzung durch Stagnation)

Zum Wechsel der Solarflüssigkeit empfehlen einige Hersteller, die Anlage vorher mit klarem Wasser durchzuspülen, um eventuelle Rückstände zu entfernen. Werfen Sie hierzu einen Blick in das Betriebshandbuch Ihrer Solarthermie-Anlage.
Damit die Anlage befüllt werden kann, benötigen Sie ein Solarfüllgerät oder eine Solarpumpe, die die Flüssigkeit in den Kreislauf drückt. Wichtig ist, dass beim Befüllen die Luft aus dem System herausgedrückt wird. Der Kreislauf wird solange aufrechterhalten, bis die Solarflüssigkeit blasenfrei in den Behälter zurückläuft. Wichtig ist, nach dem Schließen des Absperrhahns den Druck der Anlage entsprechend der Herstellervorgaben zu prüfen. In der Regel ist das 2,5 bar.

Da es keine gesetzlich vorgeschriebenen Wartungsintervalle gibt, sollte man sich an die Empfehlungen der Hersteller halten. In der Regel reicht es aus, ein bis zweimal jährlich Vordruck, pH-Wert und Frostschutz zu checken. Und das kann jeder selber machen. Wer auf Nummer sicher gehen möchte, überlässt die Wartung den Profis.

Nachdem unsere Winter immer wärmer werden, reicht nach unseren Erfahrungen ein Frostschutz von - 23 °C in der Regel aus. Wer in kälteren Gebieten wohnt sollte auf Nummer sicher gehen und den Frostschutz entsprechend der Durchschnittstemperaturen erhöhen.

Neben gebrauchsfertiger Solarflüssigkeit (Readymix-Produkte) gibt es auch Konzentrate zum Mischen eines individuellen Wasser-Glykol-Gemischs.
Um Solarflüssigkeit selber zu mischen, müssen Sie vorher die benötigte Menge ermitteln. Dazu wird das Volumen der Solaranlage berechnet oder ausgelitert. Nach der Festlegung des gewünschten Frostschutzes, mischen Sie die Solarflüssigkeit laut Mischtabelle des jeweiligen Konzentrats mit Wasser.
Bitte beachten Sie, dass die Solarflüssigkeiten verschiedener Hersteller untereinander nicht zum Mischen geeignet sein können. Aufgrund unterschiedlicher Zusätze, könnte es zu unerwünschten chemischen Reaktionen kommen, die sich negativ auf Betriebsfähigkeit, Frostschutz und Wirkungsgrad auswirken könnten.

Bei einer Überdosierung mit Konzentrat belasten Sie lediglich unnötig Ihren Geldbeutel und die Umwelt. Unterdosierung allerdings führt dazu, dass die gewünschten Eigenschaften wie Korrosions- und Frostschutz nicht mehr gewährleistet sind. Achten Sie also beim Nachfüllen mit Wasser unbedingt darauf, dass der verbleibende Frostschutz nicht zu niedrig angesetzt ist.

HF steht für hochtemperaturbeständig. Hier werden hochtemperaturstabile Glykole mit angepassten Inhibitoren Paketen verwendet. Sie werden in Anlagen eingesetzt, bei denen es zu häufigen Stillständen kommt (z.B. bei Erreichung der Speicher Maximaltemperatur). Denn kommt die Solaranlage in Stagnation, wechselt Glykol vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Dabei können im System Feststoffe entstehen und das Glykol verliert seine Frostschutz-Eigenschaften.

Solarflüssigkeit darf auf keinen Fall einfach über die Kanalisation entsorgt werden. Ein Auffangbehälter gehört zu jeder Solarthermieanlage. Dieser Behälter nimmt die Flüssigkeit auf, die bei hohem Druck im Sommer aus der Anlage entweicht. Wer nach dem Austausch der Solarflüssigkeit auf Nummer sicher gehen möchte, sollte bei seiner Gemeinde nach Entsorgungsmöglichkeiten fragen. Der Abfallschlüssel der jeweiligen Solarflüssigkeit ist auf den Sicherheitsdatenblättern aufgeführt.