Zonnecollector 

Werking van thermische zonnepanelen :

De bedoeling van thermische zonnepanelen voor de woning, is om met de warmte van de zon water op te warmen. Het schema bestaat uit de volgende onderdelen :

1.De zonnecollector :  vangt het zonlicht op en zet het om in warmte. Deze warmte wordt door een vloeistof in een leiding (2) doorgegeven aan een opslagvat.   

2. Primaire kringloop :  laat de warmtedragende vloeistof circuleren tussen de collector en het voorraadvat met sanitair water.

3. Voorraadvat (boiler):   hier wordt de geproduceerde zonnewarmte opgeslagen en afgegeven op het ogenblik dat er behoefte is aan warm water. Het (koude) water in het vat wordt opgewarmd door een vloeistof die circuleert in een leiding tussen de zonnecollector en het voorraadvat.

4. Regeling en circulatiestation :  aan de hand van voelers (in de zonnecollector en boiler) controleert de regeling  de werking van de zonnecollector en stuurt de circulatiepomp aan.  Van zodra de temperatuur in de zonnecollector hoger is dan in het voorraadvat zal de circulatiepomp in werking worden gesteld en warmt de vloeistof van de primaire kringloop het voorraadvat op.  Als de temperatuur in de zonnecollector te hoog oploopt zal het systeem automatisch stoppen met opwarmen.

5. Naverwarming :   zorgt voor de opwarming van het water wanneer de zonnecollector niet voldoende levert. Deze naverwarming kan worden gekoppeld aan de centrale verwarming (op gas, stookolie of elke andere brandstof), maar kan ook gebeuren met een elektrische weerstand in het vat of met een aangepast doorstroomtoestel op gas.

STAPPENPLAN : warm water van de zon.

Stap1: Woning geschikt ?

Stap2: Keuze systeem

Stap3: Aanvraag offertes

Stap4: bouw vergunning

Stap5: Installatie en opstart

STAP 1 : nagaan of de woning geschikt is :

Zowel hellende als platte daken, nokken en zelfs muren zijn geschikt voor de plaatsing van zonnecollectoren.  Op hellende daken kunnen ze zowel in- als opgebouwd worden. Voor platte daken is een constructie (bijkomende kosten !) noodzakelijk.

Uiteraard is de ORIENTATIE ten opzichte van de zon belangrijk.  De collector rendeert het best wanneer hij naar het zuiden gericht is.  Een opstelling naar het zuidoosten of het zuidwesten kan ook, alleen dit levert een paar % (10 à 20%) lager rendement op.  Dit kan wel worden gecompenseerd door een groter collector oppervlak.

De HELLINGSHOEK is minder belangrijk, het beste is tussen de 20° à 60°,  maar zelfs volledig horizontaal (plat) of vertikaal (90° aan een muur) levert nog een goed rendement.  Vanwege het automatisch reinigen van de panelen door regenwater wordt een horizontale opstelling afgeraden.

Grafiek  : Relatieve opbrengst in % volgens oriëntatie en hellingshoek. x-as : oriëntatie. y-as : relatieve opbrengst in %. ___ : dakhelling 90°-60°-45°-20°-plat dak. Vb. 1 : snijlijn Z (zuiden)-dakhelling 90°= 80% opbrengst Vb. 2 : snijlijn ZW (zuidwesten) - dakhelling 45°= 95% opbrengst

BESCHADUWING : zonnecollectoren mogen niet worden overschaduwd door nabijgelegen gebouwen, constructies of bomen.  Maar in tegenstelling tot PV zonnepanelen heeft de schaduw van kleine voorwerpen (bv. draden, antenne,...) minder invloed op het rendement.

DIMENSIONERING : het collectoroppervlak hangt af van de behoefte aan warm water.  Zo is er bv. voor een verbruik van 40l sanitair water aan 50°C per dag en per persoon ongeveer een collectoroppervlak nodig van 1,1 à 1,5 m².  Wordt de collector gebruikt voor de verwarming van de woning (CV) dan zal de oppervlakte nog gevoelig groter moeten zijn. De woning dient hiervoor voldoende gunstige plaatsingsoppervlakte (op het dak) ter beschikking te hebben. 

Terug Stappenplan

STAP 2 : keuze installatie :

Bij een zonneboiler-systeem zijn er drie belangrijke componenten waarbij telkens een keuze dient gemaakt te worden, nl. de zonnecollector, het voorraadvat en de naverwarming.  De keuze kan ook worden beïnvloed door de beschikbare installatieplaats voor zonnecollectoren en voorraadvat, aanwezigheid van elektrische geleidingen (voor het circulatiestation) en de beschikbaarheid van reeds bestaande verwarmingssystemen.

Keuze ZONNECOLLECTOR : Er bestaan veel soorten van zonnecollectoren maar doorgaans kunnen drie families worden onderscheiden, nl. vlakke plaatcollectoren, vacuümcollectoren en geïntegreerde collectoren :

• Vlakke plaatcollectoren : deze panelen zijn samengesteld uit een ondiepe geïsoleerde en hittebestendige bak bovenaan afgedekt met een sterk lichtdoorlatende anti-reflecterende (ijzerarme en geharde) glazen afdekplaat waarbij een warmte absorberende metalen plaat (zgn. absorber) via een stelsel van buisjes de warmte doorgeeft aan een vloeistof (water, met of zonder additieven).  
  Bij deze collectoren is montage met rails op het dak,  ingebouwd in het dak, vertikaal aan een muur of vrijopstelling mogelijk.  
  Qua rendement zijn dit type van collectoren iets minder dan vacuümcollectoren maar ze hebben wel het voordeel dat ze goedkoper, duurzamer en onderhoudsvriendelijker zijn.

• Vacuümcollectoren : deze panelen hebben als eigenschap dat het vast isolatiemateriaal (glaswol, PU,...) zoals dat voorkomt in de vlakke plaatcollectoren wordt vervangen door vacuüm getrokken afgedichte ruimten. Dit vacuüm heeft als eigenschap dat het een perfecte isolator is en dat sneller en hogere temperaturen kunnen worden bereikt voor de opwarming van de vloeistof van het primair circuit.
  Naar uitzicht zijn er twee soorten te onderscheiden :
  1. vlakke plaatvacuümcollectoren : gelijken sterk op vlakke plaatcollectoren en kunnen worden gemonteerd met rails op het dak, in het dak, vertikaal of in vrijopstelling.  Naast het klassieke isolatiemateriaal (kader) bevatten ze de vacuüm getrokken ruimten aan de absorber.
  2. met vacuümbuizen : hebben de kenmerkende glazen cilindrische buizen/tubes. De verschillende types zijn vacuümbuizen met warmtepijpen (heat-pipes), vacuümbuizen met pompcirculatie en dubbelwandige glazen vacuümbuizen.  Deze collectoren zijn niet aangewezen voor inbouw in het dak.  Opbouw, vertikaal en alleenstaand is wel mogelijk.
  

• Geïntegreerde collectoren : hierbij zijn voorraadvat en collector samengevoegd tot één geheel. Een pomp en een elektronische regeling zijn niet nodig en het systeem bespaart ruimte binnenhuis. Omdat de collector zwaarder is moet het dak wel stevig genoeg zijn. Een voorbeeld van een geïntegreerde collector is de nokcollector.  

Keuze VOORRAADVAT :  de keuze van het voorraadvat wordt  bepaald door de behoefte aan warm water (dimensionering),  al dan niet aanwezigheid van een bestaand systeem van  naverwarming, het type van eventueel reeds aanwezige naverwarming en de beschikbaarheid aan voldoende ruimte om het voorraadvat te plaatsen.

Dimensionering ? De inhoud is afhankelijk van verschillende factoren, zoals het aantal personen, het verbruikspatroon aan warm water (1 of 2 daags, halfwekelijks,...), aanwezigheid van één of meerdere douche(s)  (al dan niet met douche spaarkop, gemiddelde tijdsduur van een douche) en/of bad(den) (welke inhoud en hoe gevuld ?), spreiding van het watergebruik over de dag (meer spreiding over de dag vraagt een kleinere voorraad warm water dan één na één),  het aantal aangesloten toestellen (bad, douche, jacuzzi, wasmachine, vaatwasser, keuken, lavabokranen,...).  Het volume moet bovendien groot genoeg zijn om de hoeveelheid water voor twee dagen, bij minder zonnige periodes, te kunnen overbruggen.
Gemiddeld verbruikt één persoon ongeveer 50l warm sanitair water per dag.  Als minimum wordt een vat van 150l voorzien.  Dit is goed voor 1 tot 3 personen. 200l voor 3 à 4 personen, 250l voor 4 à 5 personen, 300l voor 5 à 6 personen, 350l  voor 6 à 7 personen,... 
In functie van de inhoud van het vat dient een oppervlakte aan zonnecollectoren te worden voorzien.  Als vuistregel kan genomen worden dat per 50l vatinhoud ongeveer 1m² collectoroppervlakte dient genomen te worden.   

Naverwarming ? De al dan niet aanwezigheid van een bestaande naverwarming kan de keuze van het collectorvat bepalen.  Is er geen bestaande naverwarming dan kan worden geopteerd voor een boiler waarbij de naverwarming (op gas of met elektrische weerstand) en zelfs de CV (ook met gas condensatieketel) is geïntegreerd.   Is er reeds een bestaande verwarmingsinstallatie, en wenst deze te behouden, dan wordt het best geopteerd voor een eenvoudig voorraadvat dat enkel dienst doet als buffer of voorverwarmer voor de bestaande installatie.  

Voldoende ruimte ? Indien er geen of beperkte binnenruimte is om een voorraadvat te installeren dan kan dit bv. opgelost worden door te kiezen voor een buitenvat of een geïntegreerd zonnecollector/boiler systeem.  Beperkte vertikale hoogte kan opgelost worden door te kiezen voor een voorraadvat dat horizontaal mag geplaatst worden,...

Keuze NAVERWARMING :

1. met doorstroomtoestellen :

Hier wordt het water naverwarmd door een (gas)geiser op het ogenblik van afname. Voordelen : - is het meest energiezuining, - compakt (geen voorraadvat) Nadelen : - enkel thermostatische geisers zijn combineerbaar met een zonnecollector.  Geisers waarvan het vermogen wordt geregeld door het debiet van het water zijn niet geschikt omdat ze in combinatie met een zonneboiler stoom vormen. - niet geschikt voor grote afnames van warm water

2. met voorraadtoestellen : 

	2.A. klassieke boilers (gas/CV boiler) : Hier gebeurt de naverwarming door een (bestaande) boiler die werkt op aardgas of -olie.  Omdat deze toestellen (meestal) thermostatisch geregeld zijn kunnen ze worden gevoed met warm water uit de zonneboiler.  In feite zal de zonneboiler deze toestellen voorzien van voorverwarmd water waarbij de koudwateraansluiting via de zonneboiler wordt omgeleid.
	2.B. duo-boiler CV (met dubbele warmtewisselaar) : Hier wordt de naverwarming verzorgt door een CV-ketel of een ingebouwde elektrische weerstand.  Dit betekent dat er twee aparte warmtewisselaars in de zonneboiler zijn ingebouwd die er voor zorgen dat de gewenste temperatuur wordt geleverd.  Dat is een goed en plaatsbesparend systeem in het geval er nog geen warmwaterinstallatie aanwezig is.
	2.C. elektrische boiler : Hier wordt de naverwarming verzorgt door een afzonderlijke elektrische boiler. Bij voorkeur wordt de elektrische boiler 's nachts aan daltarief geactiveerd.  Bij aanwezigheid van PV zonnepanelen kan dit ook overdag gebeuren.  Hoe dan ook deze naverwarming wordt afgeraden door het lager energie en economisch rendement.

Terug Stappenplan

STAP 3 : aanvraag offertes :

Vraag verschillende offertes aan bij erkende installateurs/aannemers.  Dit kan gebeuren bij firma's die gespecialiseerd zijn in de installatie van zonnepanelen.  Maar aangezien een zonnecollector in de meeste gevallen wordt geïntegreerd met andere verwarmingssystemen wordt de voorkeur gegeven aan vakmannen die "ook" ervaring hebben met sanitaire en centrale verwarming (loodgieter/chauffagist).  Voor het bekomen van sommige premies (netbeheerders/gemeenten/Vlaamse overheid,...) worden een aantal kwalitatieve eisen (keurmerk) en garanties gesteld aan de zonnecollector.   Vraag daarom uitdrukkelijk of de voorgestelde installatie voldoet om te kunnen genieten van deze premies.

Terug Stappenplan

STAP 4 : bouwvergunning :

Sinds 1 september 2008 geldt ook in Vlaanderen voor de plaatsing van zonnepanelen een volledige vrijstelling van bouwvergunning.
Dit op voorwaarde dat het plaatsen van zonnepanelen niet gebeurt op de daken van gebouwen die vallen onder speciale voorschiften van verkavelingsvergunningen, bpa’s of ruimtelijke uitvoeringsplannen, beschermde monumenten of gebouwen die zijn opgenomen in de inventaris bouwkundig erfgoed of gelegen zijn in beschermde dorpszichten en landschappen.

Voor het plaatsen van zonnepanelen op de daken van gebouwen die wél vallen onder speciale voorschiften kan ongeacht de oppervlakte een vergunning worden bekomen via een afwijking op de verkavelingsvergunning.
Enkel indien de verkavelingsvoorschriften een expliciet verbod bevatten op het plaatsen van zonnepanelen en zonneboilers blijft de omslachtige en dure procedure van wijziging van de verkavelingsvergunning gelden.
Via een omzendbrief worden de steden en gemeenten echter door de bevoegde minister opgeroepen om pro-actief hun eigen verkavelingsvoorschriften aan te passen.

Terug Stappenplan

STAP 5 : installatie en opstart :

Dit is de praktische installatie van de zonnecollector.  In tegenstelling tot photovoltaïsche zonnepanelen dient de installatie niet gekeurd te worden door een externe keuringsinstantie.  Het is aan de installateur om de nodige controles, bij voorkeur aan de hand van een checklist,  uit te voeren vooraleer de installatie op te starten. Lekcontrole is hierbij een belangrijk punt.  

Omwille van de garanties die fabrikanten van zonnecollectoren geven zullen sommigen door hun eigen techniekers een controle willen uitvoeren om er zich van te vergewissen of alles correct werd aangesloten.  Deze werkwijze is sterk aan te raden.  Het biedt immers de beste garantie op een correcte, lange en onderhoudsvriendelijke werking en dat het hoogste rendement uit de installatie wordt gehaald.

Terug Stappenplan

Terug naar thema zonnepanelen

Naar thema Energie Sparen

Top

Tekst : W. Huybrecht - pi-design