Cracks in Solaranlagen
Cracken steht fürs Bersten, Brechen, Aufknacken. Was sich schon so zerstörerisch anhört kann einer Solaranlage ordentlich die Ernte verhageln. Was steckt hinter diesem Cracken und wie erkennt man es im Berufsalltag?
Die Effizienz von thermischen Solaranlagen wird ständig erhöht. Jedes mögliche Prozentpünktchen wird dabei in Augenschein genommen und möglichst heraus gekitzelt. Auch den maximal erzeugbaren Temperaturen einer Solaranlage wird hinterher geforscht. Theoretisch kann man den verbauten Materialien wie Kupfer und Stahl einiges zumuten. Dem Wärmeträgermedium sind allerdings Grenzen gesetzt. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um ein Gemisch aus Wasser und Glykol. Die Anforderungen an die Mischung sind sehr hoch.
Alleskönner
Ein wichtiger Grund für das Zumischen von Glykol zum Wasser ist natürlich der Schutz vor dem Einfrieren. Bis minus 25 °C sollte es das Frosten der Anlage sicher verhindern. Weniger augenfällig ist aber die Tatsache, dass die Flüssigkeit bei Stagnation einer Solaranlage auch sehr hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Zum Beispiel kann im Sommerbetrieb, bei grellem Solarwetter, der Solarspeicher im Keller bereits um 10:00 Uhr durchgeladen sein. Der Lorenz knallt aber weiter unbarmherzig und kann die Kollektoren auch mal auf 200 °C und mehr erwärmen. Diese heiße Suppe lässt sich nun nicht mehr Pumpen, da bereits das Frostschutzmittel im "Dampf steht". Diese Überhitzung durch Stagnation ist also keine Ausnahme. Begünstigt wird dieses Phänomen durch die wachsende Anzahl an Kollektorfläche die auch die Heizungsunterstützung im Winter übernehmen sollen. Das führt im Sommer schnell zur Überproduktion. Eine weitere Aufgabe des Glykol-Gemisches ist es einen Korrosionsschutz für die verbauten Komponenten zu bewerkstelligen. Dabei sollte das Zeug natürlich noch pumpfähig bleiben. Im Fachjargon spricht man von einer ausreichend niedrigen Viskosität. Denn betrachtet man die einzusetzende Solarpumpe, so sollte man wegen der zu erwartenden hohen Kosten nicht gerade eine breiige Masse durch das Rohrsystem prügeln. Als weiteres Detail des Aufgabenprofils sind die optimalen Wärmeeigenschaften zu nennen. Je mehr Energie ein Liter dieses Flüssigkeitsmixes aufnehmen kann, desto weniger muss umgewälzt werden. Das hält ebenfalls den Pumpaufwand in Grenzen.
Crack durch Hitze
Kocht die Anlage dann doch mal hoch, so werden die bereits genannten 200 °C schnell erreicht. Wenn das Gemisch sich jetzt in seine Bestandteile auflöst, nennt man das Cracken. Die Elemente verabschieden sich von ihrer angedachten Zusammensetzung und bilden dann neue Ketten, genauer Molekülketten, oder scheiden Kohlenstoff ab. Dies geschieht meist an den heißesten Stellen der Anlage, also im Kollektor. Schlimmstenfalls verstopft dieser und wird unbrauchbar. Bei geringer Intensität der Verstopfung kann durch Spülen eine Funktion der Kollektoren wieder hergestellt werden. Aber auch diese Aufwand macht das Schauspiel nicht gerade attraktiver. Was zur Einsparung von Energie beitragen sollte, kann dann schnell zu einem echten Kostentreiber werden. Man erkennt ein gecracktes Gemisch an einer Verfärbung ins bräunliche. Aber nicht jede geringe Verfärbung macht das Glykol unbrauchbar und sind normale Nutzungserscheinungen.
Extreme Temperaturbelastungen können auch dazu führen, dass das Gemisch stechend, verbrannt riecht, dann ist die Brühe unbrauchbar, da der pH-Wert sinkt und die Solarflüssigkeit "sauer" macht. Will man der eigenen Sensorik, also Nase und Auge, nicht trauen kann auch das Ermitteln des pH-Wertes Aufschluss geben über die Brauchbarkeit der Solarflüssigkeit. Der pH-Wert sollte über sieben liegen. Auch sind teerige Abbauprodukte ein Zeichen für eine untaugliche Solarflüssigkeit.
Mit den vom Kraftfahrzeug bekannten Frostschutzprüfgeräten lässt sich übrigens der Frostschutzgehalt nicht genau bestimmen da die Dichte des Gemisches sich nicht exakt bestimmmen lässt. Am besten geht dies mit einem Refraktometer. Dieses in der Anwendung simple Gerät ermittelt durch Lichtbrechung die genaue Dichte des Wasser-Glykol Gemisches und zeigt auf einer Temperatur-Skala die Frostschutztemperatur an. Siehe auch, hier!
Legende
1 Abdeckplatte
2 Prismenoberfläche
3 Justierschraube
4 Okular
5 Wasserlinie (0 °C-Linie)
6 Ethylenglykol -Skala
7 Grenzlinie
