Zonneboilers
Een zonneboiler zet zonnestraling om in warmte en slaat die warmte op in een voorraadvat met water. Geeft de zon niet voldoende warmte, dan zorgt de naverwarming ervoor dat we altijd voldoende warm water beschikbaar hebben. De hoofdonderdelen van een zonneboiler zijn de zonnecollector, de leidingen, het voorraadvat, de regeling, de isolatie en de eventuele naverwarming.
Het principe van een zonneboiler
- De zonnecollector vangt het invallende zonlicht op en zet het om in warmte. De collector geeft de warmte door aan een vloeistof die de zonnewarmte van de collector naar het opslagvat brengt.
- De vloeistof circuleert in de leidingen tussen de collector en het voorraadvat. De vloeistof neemt warmte op in de collector en geeft die af aan het water in het voorraadvat. De afgekoelde vloeistof stroomt dan weer naar de collector terug om opnieuw op te warmen. Wanneer het vat boven de collector is geplaatst gebeurt dit automatisch door convectie; warm water stijgt op; een pomp is niet nodig. Als het vat zich onder de collector bevindt, zal het water met een pomp actief moeten worden rondgepompt.
- Het voorraadvat zorgt ervoor dat de door de zon geproduceerde warmte wordt bijgehouden tot op het moment dat er warm water nodig is. Bij voldoende zonlicht kunnen de zonnecollectoren het water in het voorraadvat gemakkelijk opwarmen tot 90°C.
- Als de zon niet voldoende warmte levert, zorgt de naverwarming ervoor dat de gewenste temperatuur bereikt wordt. De naverwarming is mogelijk een elektrische weerstand, een doorstroomtoestel op gas of de CV-ketel. Bij een duoboiler zit de naverwarming in het voorraadvat.
De absorber, het hart van de zonnecollector
Het zonlicht valt in op een metalen plaat die bedekt is met een speciale laag die bijna alle zonnestraling absorbeert en omzet in warmte. De onderzijde van de metalen plaat is verbonden met een circuit van buizen. Door het circuit stroomt een vloeistof die de warmte opneemt en transporteert. Isolatie aan de achterkant van de absorber en een glasplaat ervoor vermijden dat er warmte verloren gaat. Dat geheel vormt een vlakke plaatcollector. Er bestaan echter ook andere collectoren.
Open systeem
Bij een open systeem wordt het water actief in de collector gepompt. Als de pomp afslaat loopt de werkvloeistof uit de collector en wordt bevriezing voorkomen.
Gesloten systeem
Een gesloten systeem is gevuld met een anti-vriesmiddel zodat ook bij temperaturen onder nul de collector niet stukvriest.
Vacuüm collectoren
Vacuüm collectoren bestaan uit vacuüm buizen met één smalle absorber per buis. De warmte van de absorber wordt -via het heat pipe principe- afgegeven aan een leiding met werkvloeistof, die de warmte vervolgens bij het voorraadvat aflevert.
Naar de zon gericht
Om voldoende energie te kunnen leveren moet de zonnecollector zo geplaatst worden dat er zoveel mogelijk zonlicht op valt. Die hoeft niet per se pal naar het zuiden gericht te staan. Een oriëntatie tussen zuidoost en zuidwest en een hellingshoek tussen 20° en 60° leveren ook een goede opbrengst. Verder naar het oosten of westen kan ook, alleen dit gaat dus ten koste van de opbrengst. Ofschoon de totale jaaropbrengst bij plaatsing op het westen of oosten niet veel verschilt van plaatsing op het zuiden, zal bij oost- of westgerichte plaatsing de winteropbrengst beduidend minder zijn. Het percentage van de maximaal op te vangen hoeveelheid zonllicht is af te lezen uit het instralingsdiagram.
Waarvoor gebruiken we een zonneboiler?
Sanitair warm water
De bekendste toepassing is het verwarmen van sanitair water. Daarom spreken we van een zonneboiler. De zon levert op die manier ruim de helft van de energie die nodig is voor de warmwatervoorziening in ons huishouden.
Woningverwarming
In de winter, wanneer de behoefte aan warmte het grootste is, levert de zon het minst energie. Toch kan de zon een bijdrage leveren aan de woningverwarming. Meestal gebeurt dat in combinatie met een zonneboiler voor sanitair warm water. Bij gebruik als verwarming in de gangbare woningen blijft een aanvullend verwarmingssysteem noodzakelijk.
Verschillende types zonnecollectoren
Vlakke plaatcollectoren
Hoofdartikel: Vlakke plaatcollectoren
Een vlakke plaatcollector bestaat uit een ondiepe bak (hoogte +/- 10 cm), waarin de verschillende onderdelen in lagen zijn aangebracht. Van buiten naar binnen vinden we achtereenvolgens: een lichtdoorlatende afdekplaat, een absorber en isolatiemateriaal.
Vacuum buizen
Hoofdartikel: Vacuum buizen
Dit type zonnepanelen bestaan uit een verzameling naast elkaar geplaatste buizen van glas. In deze buizen zit ofwel een U pipe (waardoor de te op te warmen vloeistof stroomt) ofwel een heat pipe (recentere technologie). Elke vacuümbuis is dubbelwandig en is een vacuüm gecreëerd wat als isolatie functioneert. Deze vacuümbuis collectoren kunnen daardoor hogere temperaturen bereiken omdat deze bij koude buitentemperaturen minder warmte verlies hebben. Ter vergelijking: het warmteverlies van een vlakke plaat collector is 3,7W/(m²K) tegen over vacuümbuis U pipe 1,7W/(m²K) en voor de heatpipe is dit 1,19W/(m²K) .
Thermosifon
Het beste rendement geeft een "thermosifon", probleem met dit systeem is echter dat de boiler bovenop de panelen is geplaatst en dat is in het Belgische klimaat in de winter te kwetsbaar.
Soms is er wel een mogelijkheid om de boiler op zolder te plaatsen.
Maar dan is de afstand naar de keuken of badkamer meestal weer vrij groot.
In zuiderse landen wordt dit systeem veel meer toegepast.
Het grote voordeel is dat er geen circulatiepomp nodig is.
Er zijn thermosifons met een vlakkeplaat en met Vacuum buizen.
Welk systeem kiezen
Een hulp bij de keuze is op de volgende link te lezen: welke keuze
Dimensioneren
De juiste dimensionering is afhankelijk van:
1) Het warmwatergebruik.
2) De orientatie en heling van het paneel.
3) In geval van verwarmingsondersteuning, het te verwarmen opp.
Op de volgende pagina geven we wat adviezen.
Subsidies
Belgie
Hoofdartikel: Premies België
Een deel van de investeringskosten krijgt u terugbetaald dankzij een premie.
- Voor zonneboilers wordt er een premie gegeven door de netbeheerders. €550 per m² Apertuuroppervlak (Vacuümbuizen) of per m² Netto-oppervlak (Vlakke panelen). Het plafond voor deze premie is gelijk aan €4125.
- Sommige gemeenten geven subsidies voor zonneboilers of voor hernieuwbare energie in het algemeen.
Om te zien welke premies van tel zijn in uw gemeente bezoek de premiezoeker
Nederland
Hoofdartikel: Premies Nederland
In Nederland is er sinds september 2008 een landelijke aanschafsubsidie op zonneboilers. De hoogte van de subsidie is afhankelijk van de hoeveelheid energie die het systeem volgens een bepaalde standaard per jaar kan opwekken. Gemiddeld is dit 700 euro per zonneboiler, dit kan echter oplopen tot 1220 euro bij systemen kleiner dan 6m2. Bij systemen groter dan 6m2 kan dit zelfs nog hoger zijn.
Installatie schema's
Datalogging
Datalogging op een zonneboiler is niet zo eenvouding als bij een PV installatie
maar met hulp van een "Wago_controller" kom je heel ver.
Installaties
Deze Wiki werkt nauw samen met de volgende websites:
==Zonstraal 17 jan 2009 9:48 (UTC)