Zonnecollectoren – soorten en hun verschillen

Laatst bijgewerkt op maart 31, 2023 door Mika Lehmann

Foto door Eberhard RUDERT – stock.adobe.com

Warmte, met uitzondering van energie verkregen door geothermie of kernenergie, komt altijd van de zon. Dus wat is er meer voor de hand liggend dan het verwarmen van het warme water in het huis of het water in het verwarmingscircuit rechtstreeks door de thermische energie van opgevangen zonnestralen, waardoor de energiekosten worden verlaagd en de ecologische voetafdruk wordt verkleind? Om deze reden genieten zonnecollectoren een ongebreidelde populariteit op Duitse daken en Duitse gevels naast fotovoltaïsche modules. Huiseigenaren die hun oude gebouw willen uitrusten met deze collectoren, evenals degenen die verantwoordelijk zijn voor het bouwen van nieuwe gebouwen, worden geconfronteerd met een verscheidenheid aan verschillende soorten thermische zonnecollectoren.

Gratis offerte

Om u te helpen dit bij te houden, biedt dit artikel een overzicht van de meest voorkomende collectoren voor thermische zonne-energiesystemen, hun eigenschappen, mogelijke toepassingen en hun kosten. Verder advies kunt u krijgen van installateurs van zonnepanelen uit uw regio, die u kunt vinden op blauarbeit.de. Dergelijk advies kan ook vrijblijvend en zonder aankoopintentie worden aangevraagd en wordt voor 80% gesubsidieerd door het Federaal Bureau voor Economie en Exportcontrole (BAFA).

Werkingsprincipe van thermische zonnecollectoren

Of het nu gaat om een vlakke plaatcollector, vacuümbuiscollector of een andere variant van deze technologie, het basisprincipe is altijd hetzelfde. Daarom, om de verschillen tussen collectortypen te benadrukken, moet u eerst de basisprincipes begrijpen. Een zonnecollector bestaat uit twee componenten. De absorber is een solide component gemaakt van verschillende materialen en gekenmerkt door een donkere kleur. Zoals alle donkere objecten, warmt deze absorber veel op wanneer de zon schijnt, omdat het de energie van de zonnestralen absorbeert in plaats van ze te verstrooien of te reflecteren.

In contact met deze absorber is een vloeistof genaamd een zonnevloeistof of zonnevloeistof. Dit is een mengsel van water en een antivries, zoals glycol. Een veel voorkomende mengverhouding is 6 delen water en 4 delen glycol. De glycol voorkomt dat de vloeistof in de collectoren bevriest, uitzet en beschadigt bij temperaturen onder nul en de afwezigheid van zonnestralen. Tegelijkertijd voorkomt het dat de vloeistof kookt in de thermische zonnecollectoren, waarvan sommige enkele honderden graden Celsius warm zijn. Tijdens bedrijf wordt de zonnevloeistof verwarmd door het contact met de absorber. Een pomp leidt de verwarmde zonnevloeistof van de collectoren naar een warmtewisselaar, waar het de verzamelde warmte overbrengt naar het verwarmingscircuit en / of de warmwatertank. De gekoelde zonnevloeistof circuleert vervolgens weer naar de absorber. Moderne thermische zonne-energiesystemen bevatten ook een zonnecontroller die alle processen bewaakt en bestuurt met meetsondes en een kleine computer. Op deze manier wordt de thermische energie optimaal benut.

Zonnecollectoren gebruikelijk op huizen

Platte plaatcollectoren of vacuümbuiscollectoren worden op de meeste daken van huizen gebruikt. Hier is een inzicht in hun structuur en kenmerken.

Vlakke plaatcollectoren

Dit type collector bestaat uit een donkere metalen plaat (koper of aluminium) als absorber. Daaronder wordt een buis gelegd, die in contact staat met de absorber en waardoor de zonnevloeistof circuleert. De collector wordt omsloten door een geïsoleerd frame en beschermd tegen vuil en regenwater door een glasplaat. Ze zijn robuust, duurzaam, hebben een goede efficiëntie en zijn goedkoop. Hiervoor hebben ze veel ruimte op het dak nodig en stellen ze hogere eisen aan de dakstatistiek vanwege hun hoge gewicht. Geïnstalleerd op daken van huizen, voorzien ze de bewoners het hele jaar door van warm water voor douche, keuken en wasmachine in de zon, maar kunnen ze geen significante bijdrage leveren aan de verwarming. Inclusief installatiekosten kunt u gebruik maken van investeringskosten van 300 euro per vierkante meter berekenen.

Elektronenbuis

Vacuümbuiscollectoren zijn het beste alternatief voor vlakke plaatcollectoren voor woongebouwen. Ze zitten, zoals de naam al doet vermoeden, volledig in glazen buizen waarin zich een vacuüm bevindt. Sinds een airlessDe kamer geleidt geen warmte, dit is een uitstekende isolatie voor de absorber en de buizen voor de zonnevloeistof. Eventuele parabolische spiegels die aanwezig kunnen zijn, reflecteren bovendien het licht van onderaf op de absorber, zodat een maximum van de zonnestralen wordt omgezet in bruikbare warmte. Deze worden CPC collectors (Compound Parabolic Concentrator) genoemd. Een subtype zijn de indirect stromende heatpipecollectoren, waarbij een vloeistof in de buizen wordt verwarmd en verdampt door de warmte van de absorber. Deze stoom stijgt op, condenseert en verwarmt de eigenlijke zonnevloeistof door de hitte van condensatie. Alle vacuümbuiscollectoren hebben hun hoge prestaties gemeen, wat ook een bijdrage aan de verwarmingsprestaties mogelijk maakt. Ze zijn licht van gewicht en kunnen op alle dakvormen worden geïnstalleerd. Hiervoor belasten ze met 600 Euro kosten per vierkante meter Uw portemonnee bij het aanzienlijk meer beleggen.

Andere belangrijke soorten zonnecollectoren

Terwijl vacuümbuiscollectoren en vlakke plaatcollectoren op Duitse woongebouwen goed zijn voor bijna 100% van alle geïnstalleerde zonnecollectoren, zijn er enkele andere typen die zeer geschikt zijn voor andere toepassingen. Ook hier is het de moeite waard om een kijkje te nemen, bijvoorbeeld om een serre of een zwembad kosteneffectief te verwarmen.

Luchtcollectoren

Deze thermische zonnecollectoren werken analoog aan de vorige typen, maar bij hen wordt de zonnevloeistof vervangen door lucht. Dit kan direct in een gebouw worden geleid en het verwarmen. In vergelijking met thermische zonnesystemen met zonnevloeistof hebben deze systemen een aanzienlijk groter gebied nodig om de lucht in het gebouw te verwarmen. Ze zijn bijvoorbeeld te vinden op scholen, zwembaden of openbare gebouwen, maar ook op industrieterreinen met een hoge proceswarmtebehoefte. Ze kunnen ook worden gebruikt in woongebouwen en zorgen zo niet alleen voor warmte, maar ook voor frisse lucht voor de bewoners.

Ongeglazuurde verzamelaars

Ongeglazuurde collectoren worden ook wel zwembadcollectoren genoemd, omdat ze voornamelijk voor precies dit doel worden geïnstalleerd. Geïnstalleerd in de buurt van een zwembad, geleiden ze warmte-energie in het zwembad en zorgen zo voor aangenaam zwemplezier. Zoals de naam al doet vermoeden, bevinden de collectorslangen zich niet onder glas, wat de isolatie vermindert. Dit is echter onbeduidend in het zwembadseizoen. Dit type collector wordt gekenmerkt door bijzonder gunstige aanschafkosten van ongeveer 100 euro per vierkante meter ruimte.

Hybride collectoren

Op de meeste daken waarin thermische en fotovoltaïsche zonne-energie moeten worden gebruikt, worden zonnepanelen en collectoren naast elkaar geïnstalleerd. Als het bruikbare dakoppervlak te klein is, kunt u terugvallen op hybride collectoren. Dit zijn vlakke plaatcollectoren waarop zonnepanelen staan. Deze zetten zonne-energie om in elektriciteit en warmen op zoals alle PV-systemen. Deze warmte wordt bruikbaar gemaakt voor thermische zonne-energie door een buis met zonnevloeistof eronder. Beide onderdelen van het systeem bereiken een goede efficiëntie, vooral omdat PV-systemen het meest efficiënt werken bij lage temperaturen.