Dossier zonne-energie

Schuin dak met pannen, leien, golfplaten of zink
Het schuin-daksysteem is opgebouwd uit dakhaken met gepatenteerde klikverbinding, montagerails en het benodigde materiaal om de panelen op de rail te bevestigen. De uiterst veilige en zeer snelle montage (tot 40% sneller) biedt tijd- en kostenbesparing.

Gevel
Voor gevelmontage worden ook montagebeugels gebruikt. De buiscollectoren kunnen evenwijdig aan de muur bevestigd worden. Daarnaast kunnen zonnecollectoren ook op platte daken gemonteerd worden.

Het principe van een zonnecollector is eenvoudig: wanneer een metalen voorwerp een tijd in de zon ligt, wordt het warm. Een zonnecollector is over het algemeen een oppervlak met buizen van metaal, waar een vloeistof doorheen stroomt die de opgenomen warmte afvoert. Er zijn veel verschillende typen zonnecollectoren.

Een vlakke collector bestaat uit een ondiepe bak (diepte +/-9 cm), waarin de verschillende onderdelen in lagen zijn aangebracht: een lichtdoorlatende glazen afdekplaat, een absorber en isolatiemateriaal. De absorber bestaat uit koperen buizen waardoor een vloeistof stroomt, normaal gezien water, al dan niet vermengd met additieven. Wanneer de zon op de plaat schijnt, wordt de lucht in de bak verwarmd en door die warme lucht stijgt de temperatuur van de absorber en wordt de warmte afgegeven aan het water. Achter de absorber zorgt isolatiemateriaal ervoor dat de warmteverliezen beperkt blijven. Dat materiaal is hittebestendig tot 200 °C. Aan de voorzijde van de absorber zou de wind voor warmteverlies kunnen zorgen. Maar doordat de absorber afgedekt is met een glasplaat wordt dat vermeden.

Een vacuüm buis isoleert nog beter dan materialen zoals glaswol. Vacuüm zonnecollectoren hebben daarom minder stralingsverlies dan vlakke collectoren, vooral bij hoge temperaturen. Nog een voordeel van vacuümbuizen is dat de plaatsing minder kritisch is. Voor hetzelfde oppervlak zijn vacuümsystemen meestal wel wat duurder, maar de opbrengst is hoger. Er zijn verschillende types vacuüm collectoren.

Vacuümbuis zonnecollectoren warmen op veel kortere tijd op en bieden een veel hoger rendement bij grote temperatuurverschillen met de buitenlucht dan vlakke zonnecollectoren. Dus ook als het in de winter vriest, wordt er voldoende warmte opgenomen als er een beetje zonlicht is. Daarnaast functioneren deze zonnecollectoren ook goed op diffuus licht, dat wil zeggen als de zon door wolken heen schijnt. Het grootste voordeel van deze collectoren is het gebruik van vacuüm, wat ze minder afhankelijk maakt van de buitentemperatuur.

Een zonnesysteem bestaat uit drie componenten: de zonnecollectoren, een boiler en de regeling. Een circulatiepomp zorgt voor het rondpompen van de warmtedragende vloeistof. De regeling meet het temperatuurverschil tussen de collector en de onderste laag in de boiler. Als dat groter is dan 6 °C wordt de pomp aangestuurd en zijn snelheid aangepast aan het temperatuurverschil. Wanneer het zonlicht op de collector schijnt, zet de absorber in de collector dat om in warmte. Deze warmte wordt door de vloeistof naar de warmtewisselaar in de boiler getransporteerd en aan het sanitair water afgegeven. De warmtedragende vloeistof keert afgekoeld terug naar de collector voor nieuwe opwarming.

Door het toevoegen van antivries aan de warmtetransporterende vloeistof wordt het zonnesysteem beveiligd tegen bevriezing. Oververhitting wordt door middel van de regeling tegengegaan. Wanneer het boilervat volledig op temperatuur is, stopt de pomp. De zonnecollectoren verwarmen dan nog steeds de vloeistof die in de collector zit. Afhankelijk van de zonnestraling zal de collector zo warm worden dat de collectorvloeistof gaat verdampen. Wanneer de temperatuur weer zakt zal die damp weer condenseren en begint het systeem weer te werken.

Om bevriezing van de zonnecollectorvloeistof te voorkomen, wordt een niet-giftig mengsel van water en glycol gebruikt. Deze vloeistof biedt vorstbescherming tot -28 °C en is bestand tegen hoge temperaturen. De circulatiepomp draait alleen als de temperatuur in de zonnecollector minstens enkele graden hoger is dan onderin de boiler.

Het rendement van zonnesystemen hangt af van verschillende factoren zoals het zonnecollectoroppervlak, de grootte van de zonneboiler en het verbruik aan warm water. Hoe meer zonne-energie door de collector wordt omgezet (optisch rendement) en hoe minder warmte er verloren gaat in de buitenlucht (lage verliescoëfficiënten), des te warmer de zonnecollector kan worden en des te hoger het rendement. Het optische rendement is de doeltreffendheid waarmee een zonnecollector zonne-energie omzet in warmte. M.a.w. een optisch rendement van 85% betekent dat 85% van het zonlicht dat op de collector valt ook in warmte wordt omgezet. De verliescoëfficiënten geven aan hoe goed de zonnecollector geïsoleerd is. De waarden van die coëfficiënten moeten zo laag mogelijk zijn omdat de zonnecollector de warmte dan het best vasthoudt.

Als de pomp stilstaat, dan zou de collector opwarmen tot een temperatuur waar de omgezette zonne-energie alleen dient om hem op die temperatuur te houden. Die temperatuur heet de “maximale stilstandtemperatuur” uitgedrukt in graden Celsius. Hoe hoger die waarde des te beter zet de collector de zonne-energie om en houdt hij de warmte vast met een zo hoog mogelijk rendement.

Met een zonnesysteem gebruikt een huishouden bijna de helft minder aardgas of stookolie voor waterverwarming. Dat is een indrukwekkende verlaging van de CO2-uitstoot, gemiddeld 287 kg per jaar. En omdat zonlicht niet op raakt is een zonnesysteem echt duurzaam.

Bij woningverwarming is de warmtebehoefte allesbehalve constant: in de winter is de behoefte het grootst, maar levert de zon het minste zonlicht. Toch kan de zon een bijdrage leveren aan de verwarming van de woning. Dat kan met zonnecollectoren maar dan moet de oppervlakte aan collectoren worden uitgebreid tot maximaal 10 à 15 m². Daarnaast is het aan te raden de woning te verwarmen met een lagetemperatuur verwarmingssysteem zoals vloer- of wandverwarming.

Temperatuur boiler – Om er zeker van te zijn dat er zich in de boiler geen legionellabacteriën vormen, moet de watertemperatuur daar voldoende hoog zijn. Bij een temperatuur van 55 à 60 °C komt er geen bacteriegroei voor. Schijnt de zon niet genoeg om deze temperatuur vast te houden, dan wordt het water naverwarmt.

Gewicht – Een volledig zonnesysteem kan flink wat wegen, dus wees er zeker van dat het dak dat ook kan dragen.

Schoonmaak – De vervuiling van een zonnecollector blijft beperkt omdat de regen het vuil er regelmatig afspoelt.

Ochtendgebruik – Indien u ‘s ochtends een groot warmwaterverbuik heeft is het beter om de naverwarmingsketel te onderdrukken, zodat het zonnesysteem het water in de boiler de hele dag kan opwarmen en er ‘s avonds zeker opnieuw warm water is. ’s Avonds is er dan amper naverwarming nodig.

Storm en hagel – Vermeld het zonnesysteem zeker in de brandpolis (dekt normaal ook stormschade), zodat het sowieso verzekerd is tegen glasbreuk door stormweer. Zonnecollectoren worden onderworpen aan dezelfde hagelschadeproef als de voorruiten van personenwagens.

Beïnvloedende factoren op zonnesystemen – Hoeveel benutbare energie een zonnesysteem kan opleveren, hangt af van verschillende factoren. Het is heel belangrijk om het te dekken verbruik correct in te schatten en de grootte van de installatie hierop af te stemmen. Voor een rendabele werking van het zonnesysteem is bovendien een zorgvuldige afstemming van de installatiecomponenten noodzakelijk. Als dit correct gebeurt, kan een zonnesysteem een dekkingsgraad van 50 tot 60% bereiken van de energie die nodig is om warm water aan te maken. Bij verwarmingsondersteuning kan de dekkingsgraad oplopen tot 30%.Verder spelen het type zonnesysteem, evenals de hellingsgraad en de oriëntatie ervan een grote rol. Ook het ontwerp van de woning heeft een grote invloed:

De grootte van het zonnesysteem – De grootte van een installatie hangt af van het verbruik van warm sanitair water. De grootte van het gezin is hier meestal de belangrijkste factor. Bij een dagelijks verbruik van 100 liter warm water bij 45 °C moet er ongeveer 1,5 m² zonnecollectoroppervlakte zijn. Voor de hoogst mogelijke opbrengst moet in de zomerperiode het totale warmwaterverbruik van minstens één dag door het zonnesysteem worden geleverd. De boiler moet zonloze dagen ook kunnen overbruggen. Daarom is het raadzaam een zonneboiler te kiezen die 2 dagen warmwaterverbruik kan overbruggen.

Oriëntatie en hellingshoek van zonnepanelen – Door het grote aandeel indirect licht (diffuse zonnestraling) in België hebben de oriëntatie en de hellingshoek van zonnepanelen toch een minder grote invloed dan men zou denken. Er is een tamelijk brede zone waarin de opbrengst rond het maximum ligt, namelijk bij een oriëntatie tussen zuidoost en zuidwest met hellingshoeken tussen 15° en 60°. Een afwijking van ongeveer 20° in om het even welke richting levert slechts een verlies van maximaal 8 W/m², d.i. ongeveer 7% minder dan het maximum. In het Belgisch klimaat is de bijdrage van de directe en diffuse zonnestraling ongeveer even belangrijk, dus de ideale oriëntatie is een compromis: het zonnepaneel is dan naar het zuiden gericht en ongeveer 38° geheld. De schaduw van andere gebouwen, bomen, lantaarnpalen, dakvensters, schoorstenen enzovoort op het zonnesysteem vermindert de opbrengst aanzienlijk. Bomen verdienen daarbij extra aandacht, omdat zij steeds hoger groeien en dan meer schaduw werpen.

Federaal:
Voor het inkomstenjaar 2011 (aanslagjaar 2012) komt 40% van de investering in aanmerking voor belastingsvermindering met een maximumbedrag van € 2.830. Is uw huis ouder dan 5 jaar en overschrijdt u het max. van € 2.830, dan mag u het overige bedrag overdragen naar de 3 volgende belastbare jaren.
Meer info: www.mineco.fgov.be

Premies Vlaanderen:
Meer info: www.energiesparen.be

Premies Brussel:
Meer info: www.ibgebim.be

Premies Wallonie:
Meer info: www.energie.wallonie.be

Wat is het verschil tussen een PV-paneel en een zonnecollector?
In een fotovoltaïsch zonnepaneel (fotovoltaïsch paneel of PV-paneel) wordt het zonlicht rechtstreeks omgezet in elektrische stroom. In een zonnecollector wordt het zonlicht gebruikt om water te verwarmen voor de dagelijkse warmwaterbehoefte (en eventuele ondersteuning van centrale verwarming).

Als de zon niet schijnt, heb ik dan toch warm water?
Ja, een zonnecollector werkt ook op diffuus licht. Diffuus licht is zonlicht dat niet direct de aarde bereikt, bijvoorbeeld doordat het bewolkt is, maar door de dampkring wordt geabsorbeerd en weerkaatst. Uw opbrengst is het hoogst bij direct zonlicht, maar is ook nog hoog bij witte bewolking. Uw boiler dient dit warm water twee dagen te kunnen bufferen, waarna uw verwarmingsketel voor de opwarming van het water zal zorgen.

Heb ik voor zonnesystemen een bouwvergunning nodig?
U hebt in principe geen vergunning nodig. Maar in specifieke gevallen moet u een vergunning aanvragen, al is dat meestal een formaliteit; een vereenvoudigde aanvraag is vaak voldoende. U heeft wel een meldingsplicht.

Moet de collector recht op het zuiden worden gericht?
Nee. Het zuiden is wel de meest optimale plaats, maar er is een grote marge mogelijk in westelijke en oostelijke richting. Het noorden is geen geschikte locatie omdat dan de lichtinstraling te beperkt is, zodat er weinig zonlicht opgevangen wordt en u geen recht heeft op premies.

Zijn mijn collectoren (met het dak) meeverzekerd?
Het is raadzaam contact op te nemen met uw verzekeringsagent om te informeren of uw zonnecollectoren apart verzekerd moeten worden.

Zijn collectoren bestand tegen het Belgische weer?
Ja. Als de zonnecollectoren op de juiste manier worden bevestigd, zijn ze bestand tegen extreme weersomstandigheden. Dus ook tegen storm, hagel, sneeuw en zware vorst.

Kunnen zonnecollectoren op elk type dak worden gemonteerd?
Haast alle soorten daken zijn geschikt voor zonnecollectoren.

Moet een zonnecollector schoongehouden of onderhouden worden?
Nee. De regen reinigt de zonnecollectoren voor u!

Zijn er aanpassingen nodig aan mijn dak?
Nee. De collectoren kunnen bovenop het dak worden bevestigd zonder aanpassingen aan de constructie. Bij een plat dak kan het nodig zijn de constructie te verzwaren met ballast in verband met de invloed van de wind.

Zijn er aanpassingen nodig aan mijn elektrische installatie?
Uw elektrische installatie hoeft nauwelijks te worden aangepast als u zonnecollectoren neemt. Het enige dat misschien nodig is, is een extra stroomgroep aanmaken. Bij een PV-systeem moet de aansluiting op de huisinstallatie conform het AREI (algemeen reglement voor elektrische installaties) zijn.

Loop ik extra gevaar voor blikseminslag?
Nee. De kans hierop neemt niet toe. Een eventuele bliksemafleider moet wel minimaal 0,5 meter van het PV-systeem geplaatst worden.