1. Werkingsprincipe

Het principe van een zonneboiler is eenvoudig: als een tuinslang de hele dag in de zon ligt, wordt het water in de slang erg warm. Zonneboilers maken gebruik van datzelfde principe. Het opgewarmde water in de buizen wordt verpompt en de warmte daarvan bewaard in een geïsoleerd voorraadvat: de boiler. Wanneer de temperatuur in de buizen hoger is dan in de boiler zet een regeleenheid de pomp aan. Daardoor wordt door het koude water van de boiler de zonnecollector gekoeld en wordt de boiler door het warme water van de zonnecollectoren verwarmd. Na enige tijd, wanneer de zonnecollector en de boiler bijna dezelfde temperatuur hebben, schakelt de regeleenheid de pomp uit. Op deze manier staat er een hoeveelheid warmte beschikbaar om gebruikt te worden op het gewenste moment, al schijnt de zon zwak of helemaal niet. Zelfs in de winter als de zon maar een paar uur schijnt, kan zo’n boiler voldoende warm water produceren om te douchen, te wassen of schoon te maken. Zie http://nl.wikipedia.org/wiki/Zonnecollector voor meer informatie.

Op verschillende websites is veel vage informatie te vinden over zonnecollectoren. De vraag die ik mij stelde was: wat leveren ze nu aan energie op? Het antwoord op deze vraag is niet eenvoudig te vinden, maar heb ik toch gevonden.

zonneboiler

 

De opbrengst van een zonnecollector systeem wordt door meerdere factoren bepaald. Dit zijn:

  1. Het werkingsprincipe en technische constructie.
  2. Geografische oriëntatie en lokatie van de zonnecollector.
  3. Systeemontwerp.

2. Werkingsprincipe en technische constructie

Het rendement van de collector is te halen uit het  testcertificaat van de collector. Een voorbeeld van zo’n certificaat is hieronder afgebeeld.

011-7S922_R Certificaat

In Europa zijn enkele testinstituten die dit soort collectoren meten. Zo ben ik bij het Institut fur Solartechnik in Zwitserland aangelopen (www.solarenergy.ch). Zij verkopen een CD uit die ze jaarlijks bijwerken met hierop de resultaten van de door hun geteste panelen inclusief berekende maximum opbrengst afhankelijk van de geografische lokatie. Deze SPF-CD heb ik gekocht (50 euro) en hieruit heb ik geleerd dat de volgende parameters van het grootste belang zijn bij het vergelijken van opbrengsten en het rekenen hieraan:

η0 (eta zero) = Conversionsfactor
a1 = Heat transmission coefficient
a2 = Coefficient for the calculation of the coefficient of heat transmission dependent on temperature
IAML = Incidence Angle Modifier Longitudinal
IAMT= Incidence Angle Modifier Transversal

Voor het werkingsprincipe worden de collectoren volgens de Europese norm EN 12975 gemeten.

Als je wilt weten of je collector degelijk geconstrueerd is, bevat deze norm een annex die enkele goede levensduurtesten omvat.

Als je tenslotte wilt weten of de collector die gemeten is, ook de collector is die je koopt en goed geproduceerd wordt en aan alle eisen wat betreft werkingsprincipe en levensduur voldoet, moet je een collector kopen die het Solar Keymark certificaat heeft. Op de website http://www.estif.org/solarkeymarknew/manufacturers/solar-keymark-certification kun je een lijst met gecertificeerd collectoren vinden inclusief samenvatting van het testrapport met de belangrijkste parameters.

Wat mij opgevallen is bij mijn onderzoek, is dat er weinig nieuwe zonnecollectoren meer op de markt komen. Het lijkt erop dat ze (in tegenstelling tot PV-panelen) uitontwikkeld zijn. Dit is op zich een plezierige constatering, want dan weet je dat je een goed product koopt en dat het prijsniveau ook gestabiliseerd is.

3. Geografische oriëntatie en lokatie van de zonnecollector

De opbrengst van een zonnecollector is nogal afhankelijk van de oriëntatie op het dak en de geografische lokatie. Met het rekenprogramma op de SPF-CD kun je een goede schatting krijgen van de maximale opbrengst van een collector in jouw situatie.

Screenshot 2014-12-20 13.43.29

Wat je in bovenstaande afbeelding ziet, is dat de opbrengst nogal afhankelijk is van de watertemperatuur in het systeem. Dit aspect en de opbrengst in de wintermaanden heeft mij nogal beziggehouden.

Ten eerste het aspect: de opbrengst in de wintermaanden. Deze is veel minder dan de opbrengst in de andere maanden. Terwijl je in deze maanden de meeste warmte-energie nodig hebt! Wat je ook ziet is dat in de maanden dat je de minste energie nodig hebt, de zomer, de opbrengst het hoogste is.

Het watertemperatuur aspect wordt in de volgende paragraaf besproken.

4. Systeemontwerp

Uit het systeemontwerp volgt de werkelijke opbrengst van het zonnecollector/boiler systeem. Hoe kunnen we hier tot een goede schatting of berekening komen? De SPF-CD bracht ons een stap verder. Hierop stond een demo-programma Polysun van Velosolaris. Dit programma vervolgens geïnstalleerd. Met dit programma blijk je complete systemen te kunnen simuleren, zodat je nauwkeurig een beeld kunt krijgen over de werking en opbrengst van je systeem. Het  aanschaffen van deze software was te duur, maar met de online versie konden we enkele goede simulaties maken.

Uit de simulaties kregen wij een goed beeld van de opbrengst van het systeem over de verschillende maanden. Wat we ook ontdekten is dat de opbrengst-berekening in de wintermaanden tamelijk onnauwkeurig is. De opbrengstverschillen in de winter, berekend in Best en Veldhoven (geografisch zo’n 20 km uit elkaar) bleken zo’n 50% uit elkaar te liggen!

Geef een reactie

Je email adres wordt niet gepubliceerd. Required fields are marked *

Verwijder formulierToevoegen