Graag advies ivm plaatsen van zonnecollectoren.

...

Veel hangt af van de positie van de collectoren tov het zuiden, de helling (30 tot 40° is optimaal) en  de schaduw en dat wordt in vele gevallen bepaald door het dak. Bij een plat dak hebt u meer mogelijkheden  om de meest gunstige positie te kiezen.

Maar in de winter zal u toch moeten bijverwarmen met de cv-ketel. De cv-ketel zal  weliswaar maar het bovenste deel van de boiler  (max. 1/3 of 1/4) bijverwarmen.

...

Zonnecollectoren moeten onder een grotere hoek (40° tot 60°) geplaatst worden dan zonnepanelen.

In de zomer maakt de hoek niet veel verschil uit => de collectoren hebben meer zonaanbod dan ze kunnen verwerken naar de buffer.

In het begin van de lente, bij het einde van de herfst en in de winter, wanneer de zon laag staat zal  het beste rendement van uw collectoren zijn, wanneer de collectorhelling 90° staat ten opzicht van de zonnestand. Dus als je je zonneboiler/buffer wil optimaliseren moet je je zonnecollectoren tussen 40° (lente en herfst) en 60° (winter) plaatsen. Hoe meer zonnecollectoren je hebt hoe interressanter het wordt om de wintertoestand (60° hellingshoek) als norm te nemen voor de installatie van uw collectoren.

De meeste aanbieders van zonneboilers/buffers bieden u de mogelijkheid om (het bovenst deel van) uw boiler/buffer op te warmen (via gasketel, pelletketel, stookolieketel,warmtepomp of elektrische opwarming). Dit heeft echter een negatief effect op de opbrengst van uw zonneboiler/buffer. U steekt meer energie in uw buffer die u niet direct gebruikt waardoor een deel van deze energie verloren gaat door bufferverliezen (20% bij 70° C, 8% bij 60°C en 2% bij 50° C buffer t° en per 24 uur). Het is wel enkel het bovenste deel van de buffer die u tot de gewenste t° brengt, maar de rest van de buffer/boiler wordt mee opgewarmd door de gelaagdheid van de boiler. Dit heeft tot gevolg dat de temperatuur onderaan in de boiler ook verhoogt (veel minder dan bovenaan) en dat de zonneboiler dus hogere collector temperaturen zal nodig hebben vooraleer hij begint te werken. Dit alleen al kan de jaaropbrengst en de dekkingsgraad van uw zonneboiler/buffer met ongeveer 15% negatief beïnvloeden (Dit heb ik zelf gemeten met mijn zonneboiler).

Daarom is het steeds interressanter om uw SWW en uw verwarmingswater na te verwarmen nadat deze uit de boiler/buffer komt. Dus pas zoveel mogelijk het doorstroomprincipe toe voor alle toepassingen met boilers en buffers die door de zon gevoed worden.

Mijn dekkingsgraad SWW is gestegen van 62% naar 76% door het circuit te veranderen en de buffer niet op te warmen. Mijn dekkingsgraad vloerverwarming is gestegen van 7.2% naar 9.95%. En het allerbelangrijkste de elektrische energie opgeslorpt door mijn warmtepomp is gedaald met 19.8%.

...

Zonnecollectoren moeten onder een grotere hoek (40° tot 60°) geplaatst worden dan zonnepanelen.

In de zomer maakt de hoek niet veel verschil uit => de collectoren hebben meer zonaanbod dan ze kunnen verwerken naar de buffer.

In het begin van de lente, bij het einde van de herfst en in de winter, wanneer de zon laag staat zal  het beste rendement van uw collectoren zijn, wanneer de collectorhelling 90° staat ten opzicht van de zonnestand. Dus als je je zonneboiler/buffer wil optimaliseren moet je je zonnecollectoren tussen 40° (lente en herfst) en 60° (winter) plaatsen. Hoe meer zonnecollectoren je hebt hoe interressanter het wordt om de wintertoestand (60° hellingshoek) als norm te nemen voor de installatie van uw collectoren.

De meeste aanbieders van zonneboilers/buffers bieden u de mogelijkheid om (het bovenst deel van) uw boiler/buffer op te warmen (via gasketel, pelletketel, stookolieketel,warmtepomp of elektrische opwarming). Dit heeft echter een negatief effect op de opbrengst van uw zonneboiler/buffer. U steekt meer energie in uw buffer die u niet direct gebruikt waardoor een deel van deze energie verloren gaat door bufferverliezen (20% bij 70° C, 8% bij 60°C en 2% bij 50° C buffer t° en per 24 uur). Het is wel enkel het bovenste deel van de buffer die u tot de gewenste t° brengt, maar de rest van de buffer/boiler wordt mee opgewarmd door de gelaagdheid van de boiler. Dit heeft tot gevolg dat de temperatuur onderaan in de boiler ook verhoogt (veel minder dan bovenaan) en dat de zonneboiler dus hogere collector temperaturen zal nodig hebben vooraleer hij begint te werken. Dit alleen al kan de jaaropbrengst en de dekkingsgraad van uw zonneboiler/buffer met ongeveer 15% negatief beïnvloeden (Dit heb ik zelf gemeten met mijn zonneboiler).

Daarom is het steeds interressanter om uw SWW en uw verwarmingswater na te verwarmen nadat deze uit de boiler/buffer komt. Dus pas zoveel mogelijk het doorstroomprincipe toe voor alle toepassingen met boilers en buffers die door de zon gevoed worden.

Mijn dekkingsgraad SWW is gestegen van 62% naar 76% door het circuit te veranderen en de buffer niet op te warmen. Mijn dekkingsgraad vloerverwarming is gestegen van 7.2% naar 9.95%. En het allerbelangrijkste de elektrische energie opgeslorpt door mijn warmtepomp is gedaald met 19.8%.

De maximale opbrengst bekomt men als de zonnestraling loodrecht op de collectoren invalt. In de praktijk is dat niet haalbaar en zal men zich tevreden stellen met een vaste positie van de zonnecollectoren waarbij gemiddeld gezien een maximale, of beter een optimale, opbrengst wordt bekomen. 

In België schommelt de hoogste stand van de zon (om 12u00) tussen 15° (op 21/12) en 62° (op 21/06). Algemeen wordt in België een helling van de zonnecollectoren tussen 30 en 40° als goed beschouwd. Gebruikt men de zonnecollectoren ook voor verwarming dan zal men inderdaad trachten een optimale opbrengst te bekomen in de winterperiode door de collectoren een grotere helling te geven tot 60°-65°. Maar hier speelt het economisch rendement in vgl met andere systemen een grote rol. Voor woningen met weinig warmteverliezen is het haalbaar , voor wonigen met veel warmteverliezen zal de investering te groot zijn.

U heeft gelijk dat als bijverwarming een doorstromer een beter rendement geeft. Maar er zijn toch enkele bedenkingen: vooreerst moet de doorstromer geschikt zijn om aan de koudwateraanvoer ook water te ontvangen van 60°, dit is niet vanzelfsprekend zeker niet bij systemen met een rubberen membraan om de gasklep te openen van de doorstromer. Afhankelijk van de afstand tussen boiler en doorstromer zal deze laatste telkens starten als de warmwaterkraan wordt geopend en terug stoppen zodra het sww passeert. 

Wat het dekkingsgraad betreft dit is een getal dat berekend wordt in functie van  parameters en de hydraulische configuratie van het systeem. Dit laat toe om diverse systemen (oa aantal collectoren) met elkaar te vergelijken. Maar uiteindelijk is het aantal uren effectieve zonneschijn bepalend voor de werkelijke dekkingsgraad en dat is verschillend van jaar tot jaar. Men mag dus de bekomen dekkingsgraad van het ene jaar niet  vergelijken met deze van een ander jaar om bepaalde ingrepen op de installatie te evalueren. 

Maar men moet altijd het beoogde doel voor ogen houden en dat is dat vanaf april/mei tot september een goed geconcipieerde zonneboiler u nagenoeg autonoom van sww zal voorzien en dat uw cv-installatie af staat. En dat is de grootste besparing.

De maximale opbrengst bekomt men als de zonnestraling loodrecht op de collectoren invalt. In de praktijk is dat niet haalbaar en zal men zich tevreden stellen met een vaste positie van de zonnecollectoren waarbij gemiddeld gezien een maximale, of beter een optimale, opbrengst wordt bekomen. 

In België schommelt de hoogste stand van de zon (om 12u00) tussen 15° (op 21/12) en 62° (op 21/06). Algemeen wordt in België een helling van de zonnecollectoren tussen 30 en 40° als goed beschouwd. Gebruikt men de zonnecollectoren ook voor verwarming dan zal men inderdaad trachten een optimale opbrengst te bekomen in de winterperiode door de collectoren een grotere helling te geven tot 60°-65°. Maar hier speelt het economisch rendement in vgl met andere systemen een grote rol. Voor woningen met weinig warmteverliezen is het haalbaar , voor wonigen met veel warmteverliezen zal de investering te groot zijn.

U heeft gelijk dat als bijverwarming een doorstromer een beter rendement geeft. Maar er zijn toch enkele bedenkingen: vooreerst moet de doorstromer geschikt zijn om aan de koudwateraanvoer ook water te ontvangen van 60°, dit is niet vanzelfsprekend zeker niet bij systemen met een rubberen membraan om de gasklep te openen van de doorstromer. Afhankelijk van de afstand tussen boiler en doorstromer zal deze laatste telkens starten als de warmwaterkraan wordt geopend en terug stoppen zodra het sww passeert. 

Wat het dekkingsgraad betreft dit is een getal dat berekend wordt in functie van  parameters en de hydraulische configuratie van het systeem. Dit laat toe om diverse systemen (oa aantal collectoren) met elkaar te vergelijken. Maar uiteindelijk is het aantal uren effectieve zonneschijn bepalend voor de werkelijke dekkingsgraad en dat is verschillend van jaar tot jaar. Men mag dus de bekomen dekkingsgraad van het ene jaar niet  vergelijken met deze van een ander jaar om bepaalde ingrepen op de installatie te evalueren. 

Maar men moet altijd het beoogde doel voor ogen houden en dat is dat vanaf april/mei tot september een goed geconcipieerde zonneboiler u nagenoeg autonoom van sww zal voorzien en dat uw cv-installatie af staat. En dat is de grootste besparing.

Zoals je schrijft is de opbrengst van een zonneboiler tussen 16 april en 30 september geen probleem en hangt het af van een goed geconcipieerde zonneboiler/buffer.

Wel een goed geconcipieerde zonneboiler hangt primair af van

1. het energieopslagvolume ten opzichte van het verbruik. Hoe meer energieopslag, hoe meer de buffercapaciteit van deze boiler (of buffer) de bewolkte dagen kan overbruggen => Met een grote energieopslag kan je zonder problemen van 15 april tot 30 september een 100% dekking heel dicht benaderen. Bij mij is dit [gemeten] in deze periode 97% SWW dekking met een 250 l/persoon opslag.

2. hoeveel bruikbare energie je er kan uithalen: als je de bruikbare energie beperkt tot de zonne energie opgeslagen tot een t° van uw SWW vraag (en uw boiler/buffer dan na te verwarmen), is dit kleiner dan wanneer je de zonne energie in je  boiler/buffer ook kunt gebruiken aan nog lager temperaturen voor uw SWW (door deze dan na te verwarmen na uittrede uit de boiler/buffer verkrijg ik een hogere dekkingsgraad).

Wanneer is bovenstaande nog  belangrijker? Wel wanneer er minder zonaanbod is van 1 januari tot 15 april en van 1 oktober tot 31 december. Om dan zoveel mogelijk  energie in boiler te krijgen, speelt de helling van uw collectoren een primaire rol. In de zomer (= overaanbod van zonne energie) is er praktisch geen verschil in opbrengst bij collectoren onder een helling van 20° of 60°. In de winter is het aanbod zonne-energie kleiner en moet deze energie zo goed mogelijk worden opgevangen, vandaar dat de helling vooral bepaald moet worden in functie van deze periode. En daarom zal men de collecctoren tussen 40° en 60° plaatsen in functie van het aantal collectoren in de opzet van het syteem. Als er een overaanbod aan warmtewisselaars (collectoren) voor een zomercalculatie is zal  men meer neigen naar een helling van 60° en als het aantal  collectoren werd berekend voor een zomercalculatie, zal men kiezen voor 40° hellingshoek.

Hiermee heb ik niet gezegd dat een zonneboiler/buffer niet kan werken met collectoren onder een andere helling dan de ideale hellingsspreiding tussen 40° en 60°, of dat een zonneboiler/buffer van 50 l/persoon niet werkt. De marketing heeft er alle voordeel bij om de potentiële klant een breed spectrum van toepasbaarheid te geven. Het is daarom dat er heel veel verteld wordt (en dit zijn geen onwaarheden) in commerciële brochures en op het internet. Maar ik denk dat we door het bos de bomen moeten leren zien en daarom de juiste achtergrond leren kennen voor een ideale toepasbaarheid, zeker in deze tijden.

Het rendement van een collector hangt niet af van het hydraulisch systeem, maar hangt af van het t° verschil tussen de collector en de vloeistof (warmtemiddel) in de collector. De normberekeningen zijn gemaakt met een loodrechte zoninstraling en een vloeistofsnelheid die de vloeistof t° constant houdt. Dus onder de ideale helling ... en met een ideale snelheid ... voor alle collectoren zijn dit dezelfde voorwaaarden om ze te kunnen vergelijken.

Mijn collectoren staan onder 33° hellingshoek. Dit is omdat ik 6 jaar geleden (bij de verbouwing) er nog heel weinig vanaf kende en me liet leiden door marketing en mensen die toen nog relatief weinig ervaring hadden. Dit is 1 van de redenen waarom ik op zoek ben gegaan naar optimalisaties van mijn bestaand zonneboiler/buffer systeem. De naverwarming (met een elektronisch moduleerbare elektrische doorstromer) van de SWW heeft me al veel gebracht. Het volgende zal zijn de optimalisatie van de helling van mijn collectoren. Ik kan dit omdat ze op een plat dak staan.