PVT-systeem – Wanneer is een hybride collector de moeite waard?

Foto door AHatmaker – stock.adobe.com

Wilt u thermische zonne-energie gebruiken om tegelijkertijd warm water en elektriciteit te produceren? Dan zijn hybride collectoren – ook wel PVT collectors of fotothermische energie genoemd – misschien wel iets voor jou. Hier kunt u ontdekken hoe PVT-collectoren werken, hoeveel ze kosten, welke prestaties mogelijk zijn en wanneer ze bijzonder de moeite waard zijn.

PVT-varianten en hun functie

Een hybride collector voor zonne-energie is een type collector dat zowel fotovoltaïsche als thermische zonne-energietechnologie integreert. Het gebruikt daarom zowel de straling van de zon om elektriciteit op te wekken als om warmte op te wekken. Dit is hoe ze zijn gestructureerd:

• Glasplaat beschermt tegen weersinvloeden
• Optioneel: Ventilatie
• Zonnecellen voor elektriciteit
• Zonnecollectoren voor warmte
• Geval

Vooral in de bouw van overdekte verzamelaars is de ventilatie tussen de glasplaat en de zonnecellen. In een zuiver fotovoltaïsch systeem mag er geen lucht tussen glas en zonnecellen zitten, omdat het sterk opwarmt. Hier wordt dit effect gebruikt om de warmte via het thermische zonnesysteem te absorberen. De efficiëntie van het fotovoltaïsche systeem verslechtert hierdoor echter enigszins.

Op onbedekte verzamelaars er is geen lucht tussen de lagen. Er hoopt zich minder warmte op en de focus ligt meer op elektriciteitsproductie en minder op warmte. Dit maakt ze bijzonder geschikt voor combinatie met een warmtepomp.

Er zijn ook hybride collectoren waarin de warmte met lucht wordt getransporteerd. Deze zijn echter vrij zeldzaam en lijken niet te zegevieren.

Voordelen

• Levering van elektriciteit en warmte
• Efficiënt ruimtegebruik
• Hoog rendement tot 80%

Hybride collectoren bieden verschillende voordelen ten opzichte van conventionele zonnecollectoren. Ten eerste kunnen ze zowel warmte als zonne-energie genereren, waardoor het gebruik van zonne-energie in het algemeen efficiënter wordt. Aan de andere kant hebben ze minder ruimte nodig vanwege de combinatie van beide technologieën, wat vooral voordelig is wanneer de ruimte beperkt is.

Het is ook bijzonder interessant dat hybride collectoren een zwakte van fotovoltaïsche systemen kunnen compenseren: zonnecellen zijn bijzonder efficiënt als er veel zon is, maar het systeem zelf blijft koel. In de zomer is er veel zon, maar het systeem wordt ook sterk verwarmd. Hybride collectoren kunnen een deel van deze warmte afvoeren en bruikbaar maken in huis.

Nadelen

• Hoge warmteproductie in de zomer
• Kost meer dan fotovoltaïsche modules
• Minder vermogen per m² in vergelijking met fotovoltaïsche energie

Hoewel PVT-systemen ruimte besparen, kosten ze ook meer dan pure fotovoltaïsche modules. Terwijl fotovoltaïsche systemen in de zomer veel elektriciteit produceren, krijgen PVT-systemen ook veel warmte. In de zomer hoeven particuliere huishoudens echter niet te verwarmen en nauwelijks warmte nodig. De elektriciteit daarentegen kan ook goed worden gebruikt in de zomer als u op intelligente wijze apparaten in huis bestuurt of een elektrische auto bezit. Daarnaast krijg je het teruglevertarief voor overtollige elektriciteit, ook al is het niet meer zo hoog als vroeger.

Efficiëntie en kosteneffectiviteit

Hoe efficiënt zijn hybride collectoren en is het de moeite waard om te installeren? De efficiëntie van hybride collectoren is afhankelijk van vele factoren. De aankoop moet daarom goed gepland worden, bij voorkeur met een vakman of in combinatie met een energieconsult voor het hele gebouw. Deze factoren zijn belangrijk:

• Hoeveel ruimte is er beschikbaar?
• Welk verwarmingssysteem is geïnstalleerd?
• Hoeveel warmte is er nodig?
• Hoeveel zon je krijgtIs de plant binnen?
• Opslagmogelijkheden voor elektriciteit en warmte

Doorgaans bereiken hybride collectoren een hoger algemeen rendement dan traditionele zonnecollectoren omdat ze beide technologieën combineren. Terwijl fotovoltaïsche systemen ongeveer 20 procent van de energie van de zon omzetten in elektriciteit, in combinatie met warmte, tot 80 procent mogelijk.

Zijn hybride collectoren duurder?

De kosten van nieuwe hybride collectoren zijn meestal enigszins hoger dan voor fotovoltaïsche systemen, omdat ze een complexere technologie vereisen en niet in zulke grote hoeveelheden worden geproduceerd. Onderhoudskosten kunnen ook hoger zijn omdat beide technologieën onderhoud vereisen. De hogere kosten kunnen echter worden gecompenseerd door het hogere rendement en het gecombineerde gebruik van warmte en elektriciteit.

Het Solimpeks EXCELL-model is vanaf februari 2023 verkrijgbaar voor 525,21 euro. Volgens de fabrikant heeft het een maximaal elektrisch vermogen van 325 watt en een thermisch vermogen van 724 watt. Dit resulteert in:

• 1615 € per kW elektrisch
• 725 € per kW thermisch
• 196 watt per m² elektrisch
• 436 watt per m² thermisch

De kosten bedragen 1615 euro per kW (elektrisch) en 725 euro per kW (thermisch) in verhouding tot het vermogen. Gecombineerd zou dit 1170 € per kW totaal vermogen zijn.* Per vierkante meter krijg je een elektrisch vermogen van 196 watt en een thermisch vermogen van 436.

Ter vergelijking: kosten fotovoltaïsche systemen inclusief installatie ca. 1.300 tot 1.700 euro per kWp en leveren een elektrisch vermogen van 200 Wp per m². Pure zonnethermische systemen produceren ongeveer 550W/m².

* Houd er rekening mee dat deze kW-cijfers moeilijk te vergelijken zijn met individuele PV- of thermische zonne-energiesystemen, omdat ze elektriciteit of warmte produceren. Daarnaast is de warmtevraag van woningen meestal hoger.

Kostenvoorbeeld: Eengezinswoning, vier personen

Wat zijn de kosten voor verschillende plantencombinaties? Hier laten we enkele voorbeelden zien van hoe PVT-collectoren kunnen worden gebruikt op daken van huizen en hoeveel dakruimte nodig is.

Onze aannames:

• 50 m² bruikbare dakoppervlakte
• 6 m² dakoppervlak nodig per kWp fotovoltaïsche energie

Warmtevraag dekken, fotovoltaïsche energie optioneel

PVT-collectoren leveren voornamelijk warmte. Dus wat als je de warmtevraag afdekt met PVT en de rest van het dak anders gebruikt?

Voor de verwarmingsondersteuning in een vierpersoonshuishouden met vlakke plaatcollectoren heeft u ongeveer 9 m² ongeveer Dakgebied. Met zes Solimpeks modules kunt u 10 m² afdekken. Dus je geeft slechts 3.151,26 € voor de modules en ontvang een maximaal elektrisch vermogen van 1.950 Wp. Om de 6 kWp met PV-modules te bereiken, moet u meer toevoegen 6.000 € betalen.

Totale kosten: 9.151,26 €

Gebruikte dakoppervlakte: 34 m² (10 PVT + 24 PV)

Conclusie: Met de combinatie van PVT en fotovoltaïsche energie kunt u ook 8 kWp fotovoltaïsche energie installeren met hetzelfde dakoppervlak. Met losse modules kun je ook de 6kWp bereiken, maar heb je minder ruimte voor verdere modules.

Focus op zonne-energie

Dit voorbeeld is slechts een gedachte-experiment ter vergelijking. Omdat PVT-collectoren meer warmte leveren, moet u zich eerst concentreren op de warmtevraag.

Fotovoltaïsche systemen rond 6 kWp zijn zeer geschikt voor vier personen. Om dit te bereiken, zou je 18 Solimpeks-modules nodig hebben voor een totaal van slechts 9.453,78 €. Daarnaast zijn er de kosten voor de installatie van ongeveer 1.500 tot 3.000 euro. Daarnaast krijg je een thermisch vermogen van ongeveer 13 kW.

Totale kosten PVT: tot 12.454 €

Gebruikte oppervlakte: 30 m²

Pure fotovoltaïsche systemen zijn beschikbaar voor ongeveer 1.500 euro per kWp inclusief installatie. U betaalt dus alleen voor hetzelfde elektrische vermogen 9.000 euro. Het systeem vereist ongeveer 36 m² dakoppervlak en levert geen warmte.

Totale kosten PV: ongeveer 9.000 €

Gebruikte oppervlakte: 36 m²

Conclusie: Als warmte geen prioriteit is, zijn pure fotovoltaïsche systemen momenteel meer de moeite waard.

Onderhoud en levensduur

Meer componenten = meer onderhoud en minder levensduur van het systeem. Klinkt logisch, maar is dat ook zo?

De fabrikant Solimpeks uit ons voorbeeld geeft een productgarantie van 10 jaar en garandeert 80 procent van de initiële prestatiesh 20 jaar.

Pure PV-systemen hebben soms ook garanties voor 90 procent van de initiële output na 25 jaar.

Met professionele installatie kan worden aangenomen dat zonnestelsels van alle soorten minstens 30 jaar kan lang op het dak blijven en energie leveren, zelfs als de prestaties afnemen met de leeftijd. Ze hebben de kosten voor systeem en installatie na 10 tot 15 jaar al bespaard.

Hoe werkt de montage?

PVT-collectoren kunnen net als PV-systemen op het dak worden gemonteerd of in de dakbedekking worden geïntegreerd. Net als bij fotovoltaïsche energie kunt u 1.500 tot 3.000 euro plannen voor middelgrote systemen. De volledige installatie is complexer en moet worden uitgevoerd met ervaren verwarmingstechnici en elektriciens. Zeker in combinatie met warmtepompen of opslagtanks. U kunt hier meer te weten komen over de installatie van zonne-energiesystemen:

Combinatie met warmtepompen

Warmtepompen zijn zeer geschikt voor combinatie met zonne-energiesystemen en dus ook voor PVT-systemen. De warmtepomp hoeft minder warmte uit de omgeving te halen en verbruikt tegelijkertijd minder elektriciteit van het openbare net. De modules kunnen bijzonder goed worden gecombineerd met pekelwaterwarmtepompen of lucht-water warmtepompen. Er zijn ook fabrikanten en ambachtelijke bedrijven die gespecialiseerd zijn in deze combinaties. Met de juiste keuze voorkomt u extra onderhouds- en reparatiekosten.

Hoe worden PVT-installaties gefinancierd?

Net als bij thermische zonne-energie kunt u hier ook BAFA-subsidies aanvragen. Als het systeem inclusief installatie meer dan 2.000 euro kost, kunt u 25 procent waarvan ontvangen als subsidie. Als je de PVT-collectoren combineert met een warmtepomp, zijn subsidies ook tot 40 procent mogelijk als een oud gas- of olieverwarmingssysteem wordt vervangen.

Fabrikant

Deze fabrikanten produceren PVT-collectoren. Sommigen van hen zijn gespecialiseerd in de combinatie van PVT en warmtepompen.

• Consolar
• Fototherm
• Gasokol
• Nibe
• PVTSOLAR
• Solator
• Solimpeks
• Vissolar

Conclusie – Wanneer is een hybride collector de moeite waard?

Een complete afdekking met PVT collectoren is vooral de moeite waard als je naast elektriciteit ook veel warmte nodig hebt en de beschikbare ruimte volledig wilt benutten. Dat geldt vooral voor grotere gebouwen en niet voor particuliere huishoudens.

• Ziekenhuizen
• Zwembaden
• Bedrijven die veel warmte nodig hebben

Maar hoe benut je het beste de voordelen van PVT-collectoren in woongebouwen en minimaliseer je de nadelen? Het gebruik van PVT-systemen voor het hele dakoppervlak is geen goed idee. Ze kunnen echter thermische zonnemodules vervangen als u thermische zonne-energie en fotovoltaïsche energie toch wilt combineren en zo een beetje meer zonne-energie wilt produceren met hetzelfde gebied. Het is het beste om een gespecialiseerd bedrijf te laten berekenen hoeveel warmte u nodig heeft en hoeveel dakoppervlak het systeem nodig heeft. Dan kunt u beslissen wat u met het resterende dakoppervlak wilt doen en een contactpersoon voor de installatie hebben.