✅ Wat is een zonnecollector en hoe werkt het? Hoe werken zonneboilers?
Zonnecollectoren zijn apparaten die warmte-energie van de zon opvangen. Het lijkt erop dat zonneboilers hun grootste populariteit al hebben gehad, en dat de interesse van mensen meer is verschoven naar fotovoltaïsche panelen. Het blijkt echter dat fotovoltaïsche systemen vandaag de dag langzamer renderen dan in het verleden, ondanks de hoge energieprijzen (dit heeft te maken met het compensatiesysteem voor de aan het net geleverde elektriciteit). Het gevolg hiervan is dat zonnecollectoren, oftewel zonneboilers, opnieuw in de belangstelling zijn komen te staan. Bovendien sluit het hebben van zonneboilers het gebruik van zonnepanelen niet uit – beide systemen kunnen elkaar uitstekend aanvullen. In dit artikel bespreken we dit onderwerp, evenals enkele andere kwesties met betrekking tot zonnecollectoren, hun werking en rendabiliteit.
Zonneboilers en fotovoltaïsche panelen (PV)
Allereerst is het belangrijk op te merken dat veel leken zonnecollectoren verwarren met fotovoltaïsche panelen (PV). Beide systemen gebruiken zonne-energie, maar hun constructie, werkingsprincipe en doel zijn totaal verschillend.
Een zonnecollector wordt geïnstalleerd om zonne-energie op te vangen en deze over te dragen aan water om het te verwarmen. Hierdoor worden zonnecollectoren, oftewel zonneboilers, gebruikt voor het verwarmen van sanitair warm water (SWW). In sommige gevallen worden ze ook gebruikt om water te verwarmen voor centrale verwarming, maar dit is meestal als ondersteuning.
Fotovoltaïsche panelen daarentegen zijn elektrische apparaten. Het zijn panelen met fotovoltaïsche cellen die onder invloed van zonlicht elektriciteit opwekken. Deze elektriciteit wordt vervolgens, dankzij apparaten die omvormers worden genoemd, aangepast aan de spanning die in het huis wordt gebruikt, namelijk 220-240V. Deze opgewekte elektriciteit kan vervolgens voor elk gewenst doel worden gebruikt.
✅ Samenvattend: zonnecollectoren worden gebruikt om water te verwarmen, terwijl fotovoltaïsche panelen worden gebruikt om elektriciteit op te wekken.
Wat is beter - fotovoltaïsche panelen of zonnecollectoren?
✅ Wat te kiezen? Fotovoltaïsche panelen of zonnecollectoren? Of misschien wel beide, zowel PV als zonneboilers?
Een tijdlang gaven de meeste mensen de voorkeur aan PV-panelen. Fotovoltaïsche cellen produceren immers elektriciteit, een energiebron die voor alles gebruikt kan worden: voor warmtepompen, elektrische boilers, kookplaten, waterkokers, wasmachines of airconditioning. Uiteindelijk kan deze energie zelfs gebruikt worden voor het verwarmen van water, bijvoorbeeld met behulp van een elektrische verwarmingselement. Dus waarom zonneboilers als PV-panelen veelzijdiger zijn? Helaas is de rendabiliteit van PV-systemen tegenwoordig niet zo hoog als vroeger, hoewel het, gezien de stijgende elektriciteitsprijzen, nog steeds de moeite waard is om in deze technologie te investeren.
Daarnaast is er een kwestie waarover nog weinig wordt gesproken, maar die wel een reëel risico vormt volgens mensen uit de energiesector: het mogelijke overbelasten van het elektriciteitsnet in het land. Dit gebeurt nu al. Ons energiesysteem was niet voorbereid op de snelle groei van fotovoltaïsche energie in de afgelopen jaren. De capaciteit van kleine installaties, alleen al op de daken van particulieren, was jaren geleden al enorm (en dan hebben we het nog niet over PV-installaties van bedrijven en zonneparken). We zullen dus met hetzelfde probleem te maken krijgen als bijvoorbeeld Duitsland, Frankrijk en Polen, omdat de enorme hoeveelheid kleine installaties in verschillende steden de noodzaak veroorzaakt om het elektriciteitsnet landelijk te moderniseren en continu uit te breiden, wat in bijna de hele EU is verwaarloosd.
In deze situatie lijkt een extra voorziening in de vorm van een traditionele zonneboiler voor warm water zinvol. Misschien echter meer als aanvulling op PV-systemen dan als alternatief.
De constructie van een zonnecollector - hoe is een zonneboiler opgebouwd?
✅ Hoe zijn zonnecollectoren opgebouwd?
De constructie van een zonnecollector kan verschillen afhankelijk van het model, maar ze werken allemaal volgens hetzelfde principe, dus de opbouw is vergelijkbaar. De belangrijkste onderdelen die elke zonneboiler moet bevatten, zijn: de absorber en de leidingen.
Wat is een absorber in zonnecollectoren?
De absorber is in feite het belangrijkste onderdeel van de zonneboiler dat zorgt voor het opvangen van zonne-energie. Absorbers zijn meestal gemaakt van koper of aluminium.
De absorber is eigenlijk een oppervlak dat is bedekt met een speciale coating die de warmteabsorptie verhoogt. Wanneer de zonnestralen op de absorber vallen, warmt deze op en wordt de warmte doorgegeven aan de vloeistof die door de zonneboiler stroomt. Deze vloeistof is simpelweg water, dat op deze manier wordt verwarmd. Het is echter belangrijk om te vermelden dat dit meestal niet alleen water is, maar een mengsel van water en antivries (zoals glycol) om te voorkomen dat de collector in de winter bevriest. Deze vloeistof wordt vervolgens verder getransporteerd om de warmte over te dragen aan het sanitair warm water (SWW).
Leidingen van de zonnecollector
De leidingen van de zonnecollectoren hebben de taak om de warmte van de absorber op te vangen en naar het systeem te transporteren, meestal naar de warmwaterboiler, om het water te verwarmen.
Behuizing van de collectoren
Naast deze twee elementen bevatten zonnecollectoren nog enkele minder opvallende onderdelen. Elke zonnecollector heeft natuurlijk ook een behuizing, die dient om de collector te beschermen tegen warmteverlies naar buiten toe (want dan komt er meer warmte in het SWW terecht). De behuizing is meestal goed geïsoleerd.
Het geheel is bedekt met gehard glas, een materiaal dat is gekozen om bestand te zijn tegen weersomstandigheden, inclusief extreme zoals hagel, maar tegelijkertijd om de warmteabsorptie niet te belemmeren.
Hoe werkt een zonnecollector? Werkingsprincipe
✅ Wat is het werkingsprincipe van een zonnecollector?
Als we de constructie kennen, begrijpen we in feite ook het werkingsprincipe van de zonnecollector en kunnen we ons voorstellen hoe deze werkt. Het werkingsprincipe van zonneboilers is zeer eenvoudig. De vloeistof in de leidingen wordt door blootstelling aan de zon opgewarmd tot zeer hoge temperaturen. Deze opgewarmde vloeistof stroomt naar de warmwaterboiler (SWW), waar het warmte afgeeft aan het water dat door de bewoners wordt gebruikt.
Aangezien de leidingen gevuld zijn met een mengsel van water en antivries, kan deze vloeistof niet rechtstreeks de warmwaterboiler binnenstromen. In plaats daarvan stroomt het door een warmtewisselaar in de boiler, waardoor het water wordt verwarmd zonder dat de vloeistof ermee mengt. Het hele proces herhaalt zich continu, en de circulatie van het warme water in de zonnecollector wordt aangedreven door een circulatiepomp.
Wat als er geen warmtewisselaar in de boiler zit? Een platenwisselaar voor zonnecollectoren
Soms komt het voor dat de boiler geen vrije warmtewisselaar heeft om het zonnecircuit op aan te sluiten. Oudere boilers hebben vaak slechts één warmtewisselaar, die meestal al wordt gebruikt voor de hoofdwarmtebron (voor dit artikel nemen we aan dat dit een cv-ketel is). Wat doe je dan? Moet de boiler worden vervangen?
Een oplossing is om de boiler te vervangen door een nieuwe, met twee warmtewisselaars. Dit is echter alleen zinvol als de huidige boiler binnenkort toch aan vervanging toe is. Als de boiler echter nog in goede staat verkeert, is het niet rendabel om hem te verwijderen. In plaats van een groot bedrag uit te geven aan een nieuwe boiler, is het beter om een platenwisselaar voor zonnecollectoren aan te schaffen, die niet meer dan een paar honderd euro kost. Met behulp van deze wisselaar kan een extra circuit aan het SWW-systeem van de cv-ketel worden toegevoegd.
Plaatsing op het dak - waar worden zonnecollectoren gemonteerd?
Net als bij fotovoltaïsche panelen speelt de juiste plaatsing en hellingshoek een belangrijke rol. Het gaat er natuurlijk om dat de zonnecollector op een plek met veel zonlicht wordt geplaatst, daarom wordt montage aan de zuidkant van het dak aangeraden. Als de dakstructuur geen exacte zuidpositie toelaat, kan ook zuidwest of zuidoost overwogen worden, wat in ons klimaat ook goed werkt.
Hellingshoek van zonnecollectoren op het dak
Net als bij PV-panelen is de hellingshoek van de collectoren van belang voor een effectieve warmteabsorptie. Bij zonnecollectoren ontstaan hier echter complicaties, omdat veel experts verschillende hoeken adviseren voor de zomer en de winter. Interessant is dat er wereldwijd systemen bestaan die automatisch en zonder tussenkomst de hellingshoek aanpassen aan het seizoen, maar voor een zonne-energiesysteem in een eengezinswoning zou dit niet rendabel zijn.
☑️ In de zomer is een optimale hellingshoek voor de zonnecollector op het dak ongeveer 30°.
☑️ In de winter is een optimale hellingshoek voor de zonnecollector ongeveer 60°. Dit zorgt er ook voor dat sneeuw gemakkelijker van het systeem glijdt in een sneeuwrijke winter.
✅ Een benadering die lijkt te werken, is een hellingshoek van ongeveer 40°. In de meeste gevallen is het niet nodig om de zonnecollector specifiek voor winterse omstandigheden te positioneren, omdat het warmwater (SWW) in de winter toch wordt verwarmd door de hoofdwarmtebron (ketel, warmtepomp, enz.). Afhankelijk van de specifieke omstandigheden kan ook een gemiddelde hoek, bijvoorbeeld 45°, een goede keuze zijn.
We nodigen u uit om ons aanbod van platenwisselaars voor zonnecollectoren te bekijken.
Laat een reactie achter