Zonnecollectoren

Zonnecollectoren leveren op een duurzame manier warm water. Zonlicht is namelijk oneindig en dat geldt niet voor de gasvoorraad. Gemiddeld gesproken levert dat een besparing op van zo’n 50% op je energieverbruik van je douche- en tapwater. Maar wat kost nu een zonneboiler met zonnecollectoren en wat is de terugverdientijd? Welke soorten collectoren zijn er?

Zonnecollectoren zijn er in veel verschillende uitvoeringen op basis van veel verschillende technieken. Meest voorkomende zijn de vlakke plaat collectoren en de vacuümbuizen uitvoering, ook wel heatpipes genoemd. Beiden worden bij voorkeur schuin op het dak geplaatst, in een hoek, om zo het zonlicht om te zetten in warm water en dit vervolgens naar de CV ketel te brengen.

Vlakke plaat zonnecollectoren

De vlakke plaat zonnecollector werkt volgens het principe van een zwarte plaat, afgedekt met een glazen plaat. Het voordeel van deze vlakke plaat collector is z’n zwarte kleur die op afstand vaak lijkt op een zonnepaneel. Normaal gesproken is de afmeting van een vlakke plaat collector anders dan die van een zonnepaneel al zijn er nu ook collectoren met dezelfde afmetingen. Esthetisch dus een fraaie keus.

 

Zonnecollectoren

Vacuümbuizen collectoren

Deze collectoren werkt met een aantal glazen pijpen, uitgevoerd van dubbel glas. Dit dubbel glas is vacuüm gezogen en achter deze glazen buizen in een zogenaamde parabolische spiegel geplaatst die de schuin invallende zonnestralen afbuigt naar de buis en daarmee meer energie richt op de vloeistof in de buis.

Daarmee is deze collector minder gevoelig voor de juiste hellingshoek op het dak. Een speciale coating zorgt dat de warmte zolang mogelijk wordt vastgehouden. Dit systeem is tot 40% efficiënter dan de vlakke plaat zonnecollector en dat is met name van belang in de winter wanneer de omstandigheden niet ideaal zijn. Noodzakelijk als je de collector wilt gebruiken om het huis te verwarmen. Immers in de winter heb je de warmte het hardste nodig.

Hete lucht zonnecollectoren

De werking van hete lucht collectoren is het beste te vergelijken met de aloude thermosfles. Ze bestaan uit een glazen of metalen voorzetwand met daarachter een spouw met lucht. Verse buitenlucht wordt via de metalen wand naar binnen gezogen en deze lucht wordt achter de wand door de zon opgewarmd. Vaak gebeurt dit met actieve ventilatie. Deze voorverwarmde lucht kan idealiter naar een bestaande luchtbehandelingsinstallatie en bij gebrek daaraan, via speciaal aangelegde kanalen verspreid worden door het gebouw. Deze techniek zie je voornamelijk bij de utiliteitsbouw. Door de behoorlijke aanpassingen die hiervoor nodig zijn, vind je deze hete lucht zonnecollectoren met name bij nieuwbouw. Hete lucht zonnecollectoren hebben een zeer hoog rendement.

Wie thuis als handige knutselaar van dit principe gebruik wil maken, kan zich oriënteren op https://www.solarair.livotel.com.

Van collectoren naar zonneboiler

De zonnecollectoren absorberen het zonlicht en geeft deze warmte af aan de speciale solarvloeistof in de collector. Deze vloeistof gaat naar een zogenaamd reactorvat of zonneboiler en geeft daar de warmte met behulp van een warmtewisselaar weer af aan het leidingwater. Het water in de zonnecollector kan bij zeer zonnige dagen, wel tot 90 graden celcius heet worden. Na het afgegeven van de warmte aan het leidingwater wordt het afgekoelde water teruggepompt naar de collector om opnieuw verwarmd te worden. In de zomermaanden wordt de solarvloeistof voldoende warm maar in de winter is een naverwarmer nodig om de keteltemperatuur op de minimumtemperatuur van 60 graden Celcius te krijgen.

Deze temperatuur van 60 graden Celcius is niet alleen de juiste temperatuur voor het ketelwater om het huis mee te verwarmen maar dit is ook de minimumtemperatuur waarbij de legionella bacterie geen kans krijgt. De CV-ketel kan deze rol van naverwarmer vaak op zich nemen mits deze daar geschikt voor is. Let daarop dat je een combiketel gebruikt met het NZ label die hier speciaal voor gemaakt zijn. Combiketels die beschikken over dit label zijn geschikt omdat ze beschermd zijn tegen de oververhitting tot 85 graden Celcius. Wanneer mogelijk installeer je het voorraadvat in de buurt van de combi-ketel.

 

Hoeveel zonnecollectoren per 100 liter water?

Het waterverbruik is het uitgangspunt om te bepalen hoe groot het voorraadvat moet zijn. En het watergebruik wordt bepaald door het aantal bewoners, de omvang van het pand en uiteraard het gedrag van de bewoners. Huishoudens met een zwembad hebben logischerwijs een veel groter vat nodig.

Voor een gemiddeld gezin van 4 personen gebruikt men vaak een voorraadvat van 150 – 250 liter. Wanneer de zonnecollectoren perfect op het zuiden staan gericht rekent met 1,3 buis per 10 liter. In het geval het dak wat meer naar het westen gericht is benaderd bijgaande calculatie dichter de waarheid.  Reken dan met 40 vacuümbuizen per vat van 250 liter en 48 vacuümbuizen bij een vat van 300 liter. 48 vacuümbuizen betekent dan 2 collectoren van elk 24 buizen.

Het voorraadvat

Het voorraadvat is gemaakt van een roestvrij stalen binnenwand en een RVS buitenwand. Met daar tussen een sterk isolerende PUR schuimlaag zodat het water lang warm blijft. Uit het energielabel van het voorraadvat blijkt hoe groot het warmteverlies is. Vaak zijn er 2 warmtewisselaars in de ketel. De onderste is aangesloten op de zonnecollector en de bovenste op de CV combiketel voor de naverwarming.

Naast voorraadvat, combiketel en zonnecollectoren is er een besturingsunit nodig met temperatuur sensoren, bedieningspaneel en ingebouwde software om het systeem op maat in te stellen voor een optimaal rendement.

Groenverklaring voor zonnecollectoren systemen

Voor exploitanten van zonnecollectoren systemen (inclusief eigenaar/bewoners van woonhuizen) is het mogelijk om met een zogenaamde groenverklaring, een voordelige lening af te sluiten voor investeringen in o.a. zonnecollectoren systemen. Deze lening is ook te gebruiken voor de bijpassende warmteopslag. Eigenaar/bewoners die collectoren gebruiken voor tapwater- en ruimteverwarming, kunnen ook een groenverklaring aanvragen. Deze aanvraag kan een bank met een groenfonds namens u aanvragen bij het RVO, als onderdeel van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat. Deze groenverklaring is gemiddeld 10 jaar geldig. De minimale investering voor een groenverklaring bedraagt € 25.000,-.

Heb je een vergunning nodig voor het plaatsen van collectoren?

Voor het plaatsen van zonnecollectoren gelden dezelfde eisen vanuit de overheid als de eisen die gesteld worden aan het plaatsen van zonnepanelen. Zolang de collectoren niet buiten de dakrand steken en het geen monumentaal pand betreft is geen vergunning nodig om ze te plaatsen. Panden die vallen onder beschermd stads- of dorpsgezicht zijn over het algemeen wel vergunningsplichtig. Informeer bij uw gemeente.

Subsidie voor zonnecollectoren

Je kunt onder voorwaarden subsidie krijgen voor een investering in een zonneboiler. Sinds 1 januari 2020 kan dat niet meer voor installaties in nieuwbouwhuizen, maar wel voor bestaande bouw. De hoogte van het subsidiebedrag ligt tussen de € 750,- en € 2.000,-. Je dient de subsidie aan te vragen binnen 6 maanden na installatie, onder overlegging van het betaalbewijs. Voor meer informatie zie: https://www.rvo.nl/subsidie-en-financieringswijzer/isde/voorwaarden-apparaten#zonneboilers.

Kosten en terugverdientijd zonnecollectoren

De kosten voor een zonneboiler met zonnecollectoren en opslagvat zijn afhankelijk van het gebruik. Bij een 4-persoons huishouding heb je voldoende aan een zonnecollector van 3,5 m2 en een opslagvat van 150 liter. In de zomer levert dit systeem je hele warm water behoefte. In de winter is dit niet voldoende en verwarmt de HR ketel of warmtepomp het water verder tot de juiste keteltemperatuur van zo’n 60 graden.

Zonnecollectoren, de kosten en de besparing

De complete werkende installatie vergt een investering van € 3.300,- inclusief installatie zonder subsidie. (prijspeil 2020) Als je daar de subsidie van € 1.100,- aftrekt resteert een netto investering van € 2.200,-. Met deze zonneboiler bespaar je zo’n 180 m3 gas per jaar en dat is een besparing van € 150,- per jaar en 330 kg CO2.

Nu gebruikt de pomp in deze set ook stroom om het warme water van en naar het opslagvat te vervoeren. Daarom kies je voor een pomp met energielabel A die zo’n 40 kWh verbruikt dan zijn de kosten zo’n € 10,- per jaar. Reken daarnaast nog voor onderhoud € 50,- per 5 jaar in geval van een zonneboiler met terugloopsysteem. Dan resteert een netto besparing van € 130,- per jaar.

Als we afzien van de rentekosten is de terugverdientijd zo’n 17 jaar. Heb je een bovengemiddeld watergebruik dan zal de terugverdientijd gunstiger zijn. En bij stijgende gasprijzen heb je de investering er ook eerder uit. Bij een jaarlijkse stijging van 7% per jaar voor de gasprijs inclusief belastingen geldt een terugverdientijd van 7 tot 9 jaar.

Verschil terugverdientijd zonnepanelen en zonnecollectoren

Heb je voldoende dakoppervlak dan zijn zonnepanelen een investering die je sneller terugverdient. Meestal in zo’n 7 jaar. Heb je echter een klein dakoppervlak of heb je al zonnepanelen en lever je in de salderingsregeling al maximaal terug dan is een zonneboiler te overwegen. Ook is de zonnecollector wat minder gevoelig voor schaduwwerking op het dak. Met een beetje schaduw valt een zonnepaneel al vrij sterk terug in prestatie wat voor de zonnecollector veel minder het geval is.