Bij actieve thermische zonne-energiesystemen wordt de energie van de zon omgezet in warmte in een zonnecollector. Deze warmte kan vervolgens worden gebruikt voor het verwarmen van tapwater. In Nederland worden zonnecollectoren vooral toegepast voor het verwarmen van tapwater. Het systeem van collector en opslag wordt een zonneboiler genoemd. Er zijn diverse zonneboilersystemen op de markt die ieder hun eigen opbouw kennen.
Zonnecollectoren voor ruimteverwarming komen veel minder voor, omdat de behoefte aan ruimteverwarming het grootst is in de wintermaanden en de opbrengst dan relatief laag is. De aandacht voor de combinatie van tapwaterverwarming en ruimteverwarming is wel groeiend. In enkele projecten zijn zonnecollectoren gecombineerd met seizoensmatige warmteopslag in de bodem, zodat de overtollige zonnewarmte ’s zomers bewaard en ’s winters nuttig gebruikt kan worden voor ruimteverwarming. Dit wordt echter nog zeer beperkt toegepast en blijft hier buiten beschouwing. Zonnecollectoren kunnen ook worden gecombineerd met warmtepompen en daarbij tevens dienen voor regeneratie van de bodem.
Koelen met zonnewarmte is ook mogelijk door gebruik te maken van absorptiekoelmachines die geschikt zijn voor zeer lage aandrijftemperaturen (
Voor gebouwen van 1.000 m2 en groter zal de toepassing van thermische zonne-energie voor tapwaterverwarming (grote zonneboiler) worden beschouwd. Dit is vooral van toepassing in woongebouwen (collectief zonne-energiesysteem), verpleeghuizen, ziekenhuizen en zwembaden. Voor zwembaden geldt dat zonne-energie uitstekend geschikt is voor verwarming van bassinwater van buitenbaden.
Energie-efficiëntie
Een grote zonneboiler voor warmtapwaterbereiding wordt in het algemeen zo ontworpen dat 30 à 50% van de warmtebehoefte door de zonneboiler wordt gedekt. De besparing per vierkante meter collector is dan 40 à 80 m3 gas, afhankelijk van het rendement van de ketelinstallatie die voor aanvullende verwarming zorgt.
Levensduur
De levensduur van de zonnecollectoren, het leidingwerk en buffervat is tenminste 20 à 30 jaar.
Technische haalbaarheid
De opbrengst van een zonnecollector is afhankelijk van de oriëntatie en de hellingshoek. De hoogste opbrengst wordt gerealiseerd met een oriëntatie op het zuid zuidwesten (oriëntatie zuid en 5° naar het westen) met een hellingshoek van 36°. De oriëntatie en hellingshoek zijn echter niet heel kritisch met betrekking tot de opbrengst. Met een oriëntatie tussen zuidoost en zuidwest en een hellingshoek tussen 15° en 60° is de opbrengst altijd nog meer dan 90% van het bovengenoemde optimum. In de praktijk hebben stedenbouwers en architecten ruim voldoende vrijheidsgraden om zonvriendelijk te bouwen.
De collectoren voor een grote zonneboiler zullen in veel gevallen op een plat dak worden geplaatst. Is er geen geschikt dakvlak aanwezig, dan komt de technische haalbaarheid in gevaar, tenzij collectoren aan de gevel kunnen worden gemonteerd. De collectoren dienen niet (teveel) te worden beschaduwd. De schaduw kan veroorzaakt worden door bomen in de omgeving (reeds aanwezig of nog aan te planten), door omliggende gebouwen of dakopbouwen, zoals technische ruimten.
Een collector weegt circa 20 kg per m², het doorstromende water circa 1 kg per m². Deze belasting dient correct over het dakvlak verdeeld te worden, te beoordelen door een constructeur. Bij de plaatsing van de collector in de gevel moet deze constructie daarop doorberekend worden. Bij een systeem met een terugloopvat moet de onderkant van de collector zich boven het hoogste waterniveau in het terugloopvat bevinden.
Laatst gewijzigd op: woensdag 4 maart 2009
