Inmiddels zijn we aanbeland bij deel #2 van het Zonneboiler topic:Dit is de plek voor al je vragen over zonneboilers en het opwekken van warmte met behulp van de zon.
Ook het delen van je eigen zonne-installatie en de opwek hiervan kan hier besproken worden.
Een zonneboiler is een relatief eenvoudig systeem dat de zonnewarmte te gebruiken voor de warmte behoefte. Dit kan in eerste instantie gebruikt worden voor het verwarmen van water voor sanitair gebruik. Maar kan (bij een overschot) ook worden gebruikt voor het ondersteunen van de centrale verwarming.
Zonnecollectoren wekken net als zonnepanelen alleen op in de aanwezigheid van de zon. Met een toenemende zon-intensiteit neemt ook de opwekking toe. Dit bereikt vaak in de zomer zijn piekmoment waarbij er een overschot aan warmte kan ontstaan. De opwekking kan vanaf het voorjaar al toereikend zijn om (zelf)voorzienend te zijn in SWW, en eventueel ook in de ondersteuning van de CV. Dit gaat ongeveer door tot het najaar, waarna de hoeveelheid daglicht en intensiteit af begint te nemen. In de winter waarbij de zon in het algemeen een lage intensiteit heeft een vaak afwezig is, wekt een zonneboiler net als zonnepanelen vaak weinig op. Hierdoor is het helaas lastig met de Nederlandse winters om te kunnen "overwinteren" op een zonneboiler. Echter op een zonnige winterse dag kunnen alsnog mooie temperaturen behaald worden, dit i.c.m. een woning die een lage energiebehoefte heeft zou dit zomaar al eens voldoende kunnen zijn. Als er niet voldoende warmte kan worden opgewekt door de zonneboiler is er naverwarming nodig, om te voorkomen dat je geen koude douche krijgt of in de kou komt te zitten. Naverwarming kan op verschillende manieren zoals met een CV ketel (gas), elektrisch verwarming element of een doorstroomverwarmer, maar ook met een warmtepomp.
Een dergelijk zonneboiler systeem bestaat doorgaans uit vier hoofdcomponenten:
Bij zon instraling op de zonnecollectoren zal deze opwarmen, doordat de warmte wordt geabsorbeerd. De opgewekte warmte("energie") van de zonnecollectoren willen we kunnen opslaan voor het moment dat er warmtevraag is. Het opslaan van de warmte kan in een buffervat (zonneboiler). De warmte moet daar natuurlijk nog naar toe getransporteerd worden. Dit gebeurd door een gesloten circuit van (buizen/leidingen) wat gevuld is met een vloeistof (water of een koelmiddel). Doordat de vloeistof in de zonnecollector opwarmt bij zon instraling zal de controller de circulatiepomp inschakelen, hierdoor gaat de vloeistof stromen. De verwarmde vloeistof stroomt vervolgens richting het buffervat. In het buffervat bevindt zich een spiraal dat zich als een warmtewisselaar gedragen, en zal zijn warmte gaan afgeven aan het water dat in het buffervat zit. Wanneer de vloeistof zijn warmte/energie aan het buffervat heeft afgegeven zal deze weer terug worden gepompt zodat het terug aangekomen weer door de zonnecollector kan worden opgewarmd.
Zodra er warmtevraag is, nemen kan de warmte van het buffervat gebruikt worden, zoals bij het nemen van een douche of in het geval van CV ondersteuning.
Dit systeem van warmtetransport is te vergelijken met het principe van de koeling van een motorblok van een auto. (radiator, waterpomp, thermostaat, koelvloeistof en de motorblok als warmtebron.)
Echter willen we hier de warmte kwijt zien te raken.
Heat pipes VS vlakkeplaat collectoren:
Een zonneboiler in Nederland wordt het meest gebruikt met een heat pipes of met vlakkeplaat collectoren.
In warme landen worden de zonnecollectoren ook wel gecombineerd met het buffervat in één, dit is in Nederland niet gunstig i.v.m. het (koude) weer.
Er zit duidelijk verschil (in de techniek) van heat pipes en vlakkeplaat collectoren.
In een heat pipe zit (meestal) een koperen buis die het zonlicht adsorbeert, en de warmte afgeeft aan het zogenoemde bovenliggende"manifold" waar de warmte wordt overgegeven aan de rest van het systeem naar het buffervat toe. De koperen buis zit in een (dubbelwandige) glazen buis die vacuum is. Hierdoor verliest de koperen buis vrijwel geen warmte aan de omgeving, wat het rendement zeker in koude periode ten goede komt.
Een vlakkeplaat collector ziet er vrijwel hetzelfde uit als een zonnepaneel, daardoor is deze vaak goed te combineren met PV op hetzelfde dakvlak. Door de vlakkeplaat lopen de buizen met het koelmiddel die de warmte van het zonlicht adsorbeert, deze zijn vaak wel geisoleerd maar niet zo goed als de heat pipes. Hierdoor blijven de vlakkeplaat collectoren bij weinig licht en een koude omgevingstemperatuur achter in opbrengst m.b.t. heat pipes.
Heat pipes hebben in het voor- en najaar een betere opbrengst, is het esthetisch vereist om de zonnecollector te combineren met zonnepanelen, dan is vlakkeplaat een goed alternatief. Al hoewel heat pipes ook niet misstaan op een (schuin)dak, echter is dat een kwestie van smaak.
Zonneboilers en duurzaamheid:
Anno 2019 staan begrippen als duurzaamheid, energietransitie, gasloos gaan en zelfvoorzienend, hoog in het vaandel. Een zonneboiler kan hierbij een grote bijdrage aan leveren aan de verduurzaming en het verminderen van gasverbruik in Nederland. Een zonneboiler kan namelijk erg efficiënt zonnewarmte om te zetten, waardoor deze warmte is toe te passen voor SWW en ruimteverwarming (CV-ondersteuning) terwijl dit erg weinig energie kost. Een zonneboiler installatie is bijna "passief" te noemen en verbruikt dan ook weinig stroom. Een van de hoofdonderdelen van een zonneboiler zijn de circulatiepomp en de controller beide weinig energie verbruiken.
Tegenwoordig worden er energiezuinige circulatiepompen toegepast (die doorgaans op een laag pitje draait), hierdoor is het totale energie verbruik van een zonneboiler op jaarbasis erg laag, en valt dit weg tegen de opgewekte warmte die uitgespaard wordt op de energierekening bij het verbruik van gas of stroom (fossiele brandstoffen). Omdat zonneboilers een duurzame oplossing is wordt er vanuit de overheid subsidie gegeven om het toepassen van duurzame oplossingen te versnellen. De subsidie is afhankelijk van de grootte en efficiëntie van het totale zonneboiler systeem, en het subsidie bedrag kan wel wel oplopen tot 2000 euro.
Zonneboilers en andere duurzame technieken:
Een zonneboiler is perfect om te combineren met andere duurzame technieken. Naast het verminderen van de totale energiebehoefte van een woning, denk aan het extra isoleren van een woning waarbij de energieconsumptie van de woning wordt verminderd. Ook kan een ventilatieWTW-unit (warmteterugwinning) het energie verlies door ventilatie van een woning verminderen door de warmte die anders verloren zou gaan bij ventilatie weer terug te winnen en de koude binnenkomende frisse lucht op te warmen.
Hetzelfde concept wordt gebruikt bij een doucheWTW, waarbij de warmte van douche(afval)water wordt terug gewonnen met een warmtewisselaar, waarbij het inkomende koude (schone) drinkwater wordt voorverwarmd.
Dit levert niet alleen een aanzienlijke energiebesparing op, maar geeft vaak ook een grotere wateropbrengst omdat het water minder hoeft worden na verwarmd. Een doucheWTW werkt in combinatie met een zonneboiler erg goed omdat de warmte vraag vanuit het buffervat wordt verminderd (omdat er doorgaans minder warmte hoef te gevoegd te worden voor de bereiding van het warme water). Dit geeft als resultaat dat het buffervat minder snel afkoelt waardoor er uiteindelijk langer kan worden gedoucht voordat het buffervat "te koud" zodat er naverwarming vereist is. Met een doucheWTW kan dus de theoretische inhoud van een zonneboiler mee worden vergroot.
Warmtepomp:
Een zonneboiler met een warmtepomp is ook een goed combinatie. Een warmtepomp werkt vaak met lage water temperaturen en een buffervat, iets waar een zonneboiler ook erg goed mee overweg kan.
Hierdoor kan een zonneboiler vaak zijn warmte nog goed kwijt terwijl deze samenwerkt met een warmtepomp om het buffervat te verwarmen. Mocht er zoveel opbrengst zijn dan kan de warmtepomp zelf geheel uit blijven.
Dit is dan ook geval in de zomer (maar ook goed mogelijk in voorjaar en najaar). Dit heeft als voordeel wanneer er een zonneboiler wordt gebruikt i.c.m. een warmtepomp, dat de warmtepomp uitgeschakeld kan blijven. Hierdoor zal de buitenunit (ventilator) van een warmtepomp dan ook niet aanslaat als je zomers buiten in de tuin van de zon zit te genieten. Naast het uitblijven van geluid van de ventilator die van de buiten unit kan afkomen, bespaard de zonneboiler ook nog (fossiele)energie die anders geleverd zou moeten worden door de warmtepomp om het SWW te verwarmen.
Een warmtepomp zal zomers ongeveer een COP van 1:3 hebben voor de bereiding van SWW. Dit terwijl een zonneboiler dit met een energiezuinige circulatiepomp (max. 45 watt) met gemak 2000 tot 3000 watt aan warmte kan genereren, wat neer komt op een COP van maarliefst 1:60. Meestal loopt de circulatiepomp zelfs nog op een lager toerental en zal de COP nog hoger uitvallen.
Zonnepanelen:
Ook zonnepanelen werken goed samen met een zonneboiler, er dient dan een afweging gemaakt te worden tussen het aantal zonnepanelen en het aantal zonnecollectoren voor de zonneboiler. Mocht er voldoende dak ruimte beschikbaar zijn dan is het allemaal al helemaal geen probleem.
Er wordt wel eens gezegd het beschikbare dak vol te leggen met zonnepanelen zodat de opgewekte stroom terug het net in kan worden gestopt. Echter moet je dit voor jezelf eens narekenen.
Op het dakoppervlak van 30 heatpipes, kan je 1 zonnepaneel plaatsen. Dat is 300Wp.
Stel deze is ideaal op het zuiden gericht. Op een zonnige dag kan de heatpipes 10-15kWh opwekken. De zonnepaneel van 300Wp op het zuiden gericht op een plat dak zal 2kWh opleveren. Een warmtepomp zal enkel met een COP van 5 dezelfde prestaties leveren.
En dat is haast niet mogelijk, want naarmate de watertemperatuur hoger moet worden, wordt de COP lager. Om de temperaturen van een zonneboiler te halen, moet de warmtepomp wel heel veel efficiëntie inleveren.
@kmf heeft dit gestaafd met metingen.
Heb je een andere ligging/hellingshoek, dan zijn de berekeningen natuurlijk helemaal anders.
Maar ook met het mogelijk teneinde komen van de huidige salderingsregeling en het hiervoor terugkomende terugleveringsvergoeding is het altijd maar afwachten wat je voor je opwekking terug krijgt, bij een zonneboiler zit altijd je eigen opwek in je eigen buffervat en kan niemand je daar wel of geen kosten voor rekenen.
Daarnaast is een zonneboiler een duurzaam, eenvoudig en efficiënt systeem dat zonne-energie erg goed om kan zetten in warmte. Dit heeft dan ook als resultaat dat met een relatief klein oppervlak aan zonnecollectoren veel warmte kan worden opgewekt, om het equivalent aan opgewekte energie aan stroom d.m.v. zonnepanelen te verkrijgen is een keer zoveel grotere oppervlak aan zonnepanelen nodig.
Voor het geval van elektrische verwarming (i.p.v. met een warmtepomp) zal het zonnepaneel oppervlak met nog eens een factor 3 grotere moeten zijn om aan de energie voorzien te kunnen voldoen.
Zonnecollectoren de techniek: (Under construction)
Heat pipe:

Er zijn ook nog heat pipes op de markt met reflectoren, ook wel CPC genoemd. Deze reflectoren zijn een soort halve spiegels die om de heat pipes heen zitten en het inkomende licht bundelen of focussen op de heat pipes.
Omdat het invallende zonlicht rondom de heat pipes door de reflectoren ook op de heat pipes wordt gericht wordt er geclaimed dat CPC collectoren meer zouden opwekken dan gewone heat pipe reflectoren.
Echter de reflectoren zijn vaak gepolijst en door verwering of oxidatie willen de reflectoren hun functie verliezen.
Omdat de CPC collectoren effectief minder heat pipes per m2 hebben zou deze met minder wordende reflectoren minder opbrengen dan gewone heat pipes. Daarnaast zijn er nog een tweetal punten waar rekening mee dient worden gehouden, inschijning van de zon vanaf de achterkant of zijkant wordt deels geblokkeerd door de reflectoren, waarbij gewoen heat pipes de zon niet zou worden geblokkeerd. Daarnaast zijn de reflectoren behoorlijke windvangers, terwijl de standaard heat pipe collectoren ronde buizen zijn waar de wind vrijwel geen grip op heeft. Dit houdt dus in dat er in verhouding veel ballast nodig is voor CPC collectoren, dit geldt echter ook voor vlakkeplaat collectoren.
Heat pipe met CPC:

Vlakkeplaat:
...
Begrippenlijst:

Mijn eigen situatie: (Helhond)
Onze woning uit '72 hebben we in 2015 gekocht, standaard tussenwoning met relatief weinig isolatie.
De uitdaging en streven is het huis zoveel mogelijk zelf te kunnen verduurzamen en de energiebehoefte van de woning te verminderen. Dit komt deels dat we bewust ons steentje willen bedragen tegen klimaatverandering, daarnaast wonen wij zelf in Groningen en hebben wij ook de scheuren in onze gevel staan, wat we ook wel een goede reden vonden om gasloos gaan, te ambiëren. In 2016 is het eerste deel van het dak geïsoleerd, en nog wat delen van de gevel. Tijdens renovatie van de badkamer is er begin 2017 een doucheWTW geplaatst. Eind 2017 werd er ook een zonneboiler aan de installatie toegevoegd, de ISDE subsidie was erg gunstig en het gasverbruik was 80% op de totale energierekening, die we op deze manier hoopte verder te verlagen. Zomer 2018 is het resterende deel van het dak geïsoleerd (Rd=4.5).
Eind 2019 zijn we gestart met de renovatie van onze beganegrond inclusief een uitbouw, hierbij is de vloer geisoleerd (oud Rd=4.3) en (nieuw Rd=5.0) en ook gelijk voorzien van vloerverwarming. Daarbij is begin 2020 de oude voordeur met nog enkelglas en al het resterende oude dubbel glas vervangen door HR++ glas. De oude keuken is toen gelijk vervangen en voor het fornuis en de geiser zijn een Quooker en inductie kookplaat voor terug gekomen. Toen is ook gelijk de CV ketel eruit gehaald en daarvoor in de plaats is een monoblok warmtepomp voor in de plaats gekomen. Omdat de warmtepomp geen warmwater actief verwarmd is hier een elektrische doorstroomverwarmer achter de zonneboiler geplaatst als back-up.
Halverwege 2020 zijn er ook 18 zonnepanelen op het garagedak geplaatst waardoor we nu gasloos en NOM (nul-op-de-meter) woning hebben. Begin 2021 is de gasleiding ook definitief door de netbeheerderverwijderd. De eerste winter van 2020/21 was gelijk een vuurproef met flink wat koude dagen maar daar kwamen we erg goed door heen.
Dit alles was voor de streef datum van eind 2020 gerealiseerd, en nu is uiteindelijk ook "hier" de gaskraan dicht in Groningen.
Hieronder staat een schema van de gehele installatie dat als één symbiose samenwerkt.
Mijn installatie:
Collectoren: 60 heat pipes
Oriëntatie: Westzuidwest (Azimuth 73 graden)
Hellingshoek: 68°,
Buffervat(en): 2 x 250L RVS hygiënebuffers beide met twee RVS spiralen en één met extra lange RVS hygiënespiraal.
Controller: Resol SLT (gekoppeld aan Domoticz)
De twee buffers zijn hydraulisch met elkaar gekoppeld en zijn gevuld met CV water, ze staan in vaste verbinding met elkaar en het expansievat. In beide buffers worden de onderste spiralen gebruik voor de glycol van de zonnecollectoren. In buffer #1 zit de hygiënespiraal, de controller heeft buffer #1 als prioriteit. Door bovenste spiraal van #2 loopt SWW dat voorverwarmd wordt voordat het door de hygiënespiraal van #1 loopt. Hiermee wordt voorkomen dat #1 te snel afkoelt. De bovenste spiraal in #1 wordt nu nog niet gebruikt, hier zou de toekomstige warmtepomp op aan gesloten kunnen worden, echter gaat deze waarschijnlijk direct op de buffers aangesloten worden.
Zonnecollectoren:

Buffervaten:

Bijbehorend schema:
Ook het delen van je eigen zonne-installatie en de opwek hiervan kan hier besproken worden.
Zonneboilers in het kort:Lijst van Tweakers met een zonneboiler:
Gebruiker: Collectoren: Hoeveelheid: Oriëntatie & helling: Type Buffer: Inhoud: Spiralen: Controller: Ondersteuning: Ibreman HP 2 x 30 TBD 500L 1x RVS SWW TBD SWW & CV kmf HP 1 x 30 Z, 45 ° Hygiënebuffer 500L 1x RVS SWW Resol SLT SWW & WP Helhond HP 2 x 30 WZW, 68° 2x Hygiënebuffer 2 x 250L #1: 2x RVS #2: 2x RVS + 1x hygiënespiraal Resol SLT SWW & CV mkleinman HP 2 x 24 West + helling WOLF: SEM-1 buffervat 300L 2 spiralen SR1168C SWW & WP Baapjes327 CPC HP 3 x 24 Zuid, 45° Buffervat: 123-Kaminofen 1000L 1x + 1x hygienespiraal Resol CS plus SWW & CV Skipper-93 Vlakplaat OEG 4plus 2x Zuid, 20° Tapwaterboiler 200L 2 spiralen OEG KSW-E SWW & retourVV BenEco Vlakkeplaat 4x (10m²) Zuid 2x Hygiënebuffer TWS150-1 ATAG Q-Solar 150L + 380L #1: 1x + #2: 3x SR618C6 SWW & CV WoudseHoeve HP 120 Zuid, 45° Buffer en Hygiene buffer 1000L + 210L T.B.D. SR1168C SWW & CV DjaRoel Prismapro CPC HP 3 x 18 Zuid, 45° Buffervat 400L 1x + 1x hygiënespiraal DIY SWW & CV Jerh HRsolar vlakplaat 6x (? m²) ZO, helling: Hellman hygiënebuffer 800L 2x + 1x hygiënespiraal Resol (Type?) SWW Crazy- Vlakplaat OEG 4plus 3 Zuid, 30° Hygiënebuffer 400L 2 KSW-E SWW & CV Adnanoner HP 30 Zuid, 30° RVS buffer met hygienespiraal 250L 2 ResolSLT SWW Ranzige Pad HP 25 West, 45° Hygiënebuffer 300L 3 KSW-E SWW Sumar HP 60 Zuid, 35° Hygiënebuffer 1000L 2x RVS + 1x hygiënespiraal Resol Delta Sol DS+) SWW & CV
Wil je ook aan de lijst toegevoegd worden?
Post dan even de volgende gegevens van je systeem:
- Type collector(en):
- Aantal collectoren:
- Orientatie en de helling van de installatie:
- Type buffer:
- Inhoud buffer:
- Aantal en type spiralen:
- Type controller:
- Type ondersteuning: (SWW en/of CV)
Een zonneboiler is een relatief eenvoudig systeem dat de zonnewarmte te gebruiken voor de warmte behoefte. Dit kan in eerste instantie gebruikt worden voor het verwarmen van water voor sanitair gebruik. Maar kan (bij een overschot) ook worden gebruikt voor het ondersteunen van de centrale verwarming.
Zonnecollectoren wekken net als zonnepanelen alleen op in de aanwezigheid van de zon. Met een toenemende zon-intensiteit neemt ook de opwekking toe. Dit bereikt vaak in de zomer zijn piekmoment waarbij er een overschot aan warmte kan ontstaan. De opwekking kan vanaf het voorjaar al toereikend zijn om (zelf)voorzienend te zijn in SWW, en eventueel ook in de ondersteuning van de CV. Dit gaat ongeveer door tot het najaar, waarna de hoeveelheid daglicht en intensiteit af begint te nemen. In de winter waarbij de zon in het algemeen een lage intensiteit heeft een vaak afwezig is, wekt een zonneboiler net als zonnepanelen vaak weinig op. Hierdoor is het helaas lastig met de Nederlandse winters om te kunnen "overwinteren" op een zonneboiler. Echter op een zonnige winterse dag kunnen alsnog mooie temperaturen behaald worden, dit i.c.m. een woning die een lage energiebehoefte heeft zou dit zomaar al eens voldoende kunnen zijn. Als er niet voldoende warmte kan worden opgewekt door de zonneboiler is er naverwarming nodig, om te voorkomen dat je geen koude douche krijgt of in de kou komt te zitten. Naverwarming kan op verschillende manieren zoals met een CV ketel (gas), elektrisch verwarming element of een doorstroomverwarmer, maar ook met een warmtepomp.
Een dergelijk zonneboiler systeem bestaat doorgaans uit vier hoofdcomponenten:
- Zonnecollectoren
- Buffervat
- Circulatiepomp
- Controller
Bij zon instraling op de zonnecollectoren zal deze opwarmen, doordat de warmte wordt geabsorbeerd. De opgewekte warmte("energie") van de zonnecollectoren willen we kunnen opslaan voor het moment dat er warmtevraag is. Het opslaan van de warmte kan in een buffervat (zonneboiler). De warmte moet daar natuurlijk nog naar toe getransporteerd worden. Dit gebeurd door een gesloten circuit van (buizen/leidingen) wat gevuld is met een vloeistof (water of een koelmiddel). Doordat de vloeistof in de zonnecollector opwarmt bij zon instraling zal de controller de circulatiepomp inschakelen, hierdoor gaat de vloeistof stromen. De verwarmde vloeistof stroomt vervolgens richting het buffervat. In het buffervat bevindt zich een spiraal dat zich als een warmtewisselaar gedragen, en zal zijn warmte gaan afgeven aan het water dat in het buffervat zit. Wanneer de vloeistof zijn warmte/energie aan het buffervat heeft afgegeven zal deze weer terug worden gepompt zodat het terug aangekomen weer door de zonnecollector kan worden opgewarmd.
Zodra er warmtevraag is, nemen kan de warmte van het buffervat gebruikt worden, zoals bij het nemen van een douche of in het geval van CV ondersteuning.
Dit systeem van warmtetransport is te vergelijken met het principe van de koeling van een motorblok van een auto. (radiator, waterpomp, thermostaat, koelvloeistof en de motorblok als warmtebron.)
Echter willen we hier de warmte kwijt zien te raken.
Heat pipes VS vlakkeplaat collectoren:
Een zonneboiler in Nederland wordt het meest gebruikt met een heat pipes of met vlakkeplaat collectoren.
In warme landen worden de zonnecollectoren ook wel gecombineerd met het buffervat in één, dit is in Nederland niet gunstig i.v.m. het (koude) weer.
Er zit duidelijk verschil (in de techniek) van heat pipes en vlakkeplaat collectoren.
In een heat pipe zit (meestal) een koperen buis die het zonlicht adsorbeert, en de warmte afgeeft aan het zogenoemde bovenliggende"manifold" waar de warmte wordt overgegeven aan de rest van het systeem naar het buffervat toe. De koperen buis zit in een (dubbelwandige) glazen buis die vacuum is. Hierdoor verliest de koperen buis vrijwel geen warmte aan de omgeving, wat het rendement zeker in koude periode ten goede komt.
Een vlakkeplaat collector ziet er vrijwel hetzelfde uit als een zonnepaneel, daardoor is deze vaak goed te combineren met PV op hetzelfde dakvlak. Door de vlakkeplaat lopen de buizen met het koelmiddel die de warmte van het zonlicht adsorbeert, deze zijn vaak wel geisoleerd maar niet zo goed als de heat pipes. Hierdoor blijven de vlakkeplaat collectoren bij weinig licht en een koude omgevingstemperatuur achter in opbrengst m.b.t. heat pipes.
Heat pipes hebben in het voor- en najaar een betere opbrengst, is het esthetisch vereist om de zonnecollector te combineren met zonnepanelen, dan is vlakkeplaat een goed alternatief. Al hoewel heat pipes ook niet misstaan op een (schuin)dak, echter is dat een kwestie van smaak.
Zonneboilers en duurzaamheid:
Anno 2019 staan begrippen als duurzaamheid, energietransitie, gasloos gaan en zelfvoorzienend, hoog in het vaandel. Een zonneboiler kan hierbij een grote bijdrage aan leveren aan de verduurzaming en het verminderen van gasverbruik in Nederland. Een zonneboiler kan namelijk erg efficiënt zonnewarmte om te zetten, waardoor deze warmte is toe te passen voor SWW en ruimteverwarming (CV-ondersteuning) terwijl dit erg weinig energie kost. Een zonneboiler installatie is bijna "passief" te noemen en verbruikt dan ook weinig stroom. Een van de hoofdonderdelen van een zonneboiler zijn de circulatiepomp en de controller beide weinig energie verbruiken.
Tegenwoordig worden er energiezuinige circulatiepompen toegepast (die doorgaans op een laag pitje draait), hierdoor is het totale energie verbruik van een zonneboiler op jaarbasis erg laag, en valt dit weg tegen de opgewekte warmte die uitgespaard wordt op de energierekening bij het verbruik van gas of stroom (fossiele brandstoffen). Omdat zonneboilers een duurzame oplossing is wordt er vanuit de overheid subsidie gegeven om het toepassen van duurzame oplossingen te versnellen. De subsidie is afhankelijk van de grootte en efficiëntie van het totale zonneboiler systeem, en het subsidie bedrag kan wel wel oplopen tot 2000 euro.
Zonneboilers en andere duurzame technieken:
Een zonneboiler is perfect om te combineren met andere duurzame technieken. Naast het verminderen van de totale energiebehoefte van een woning, denk aan het extra isoleren van een woning waarbij de energieconsumptie van de woning wordt verminderd. Ook kan een ventilatieWTW-unit (warmteterugwinning) het energie verlies door ventilatie van een woning verminderen door de warmte die anders verloren zou gaan bij ventilatie weer terug te winnen en de koude binnenkomende frisse lucht op te warmen.
Hetzelfde concept wordt gebruikt bij een doucheWTW, waarbij de warmte van douche(afval)water wordt terug gewonnen met een warmtewisselaar, waarbij het inkomende koude (schone) drinkwater wordt voorverwarmd.
Dit levert niet alleen een aanzienlijke energiebesparing op, maar geeft vaak ook een grotere wateropbrengst omdat het water minder hoeft worden na verwarmd. Een doucheWTW werkt in combinatie met een zonneboiler erg goed omdat de warmte vraag vanuit het buffervat wordt verminderd (omdat er doorgaans minder warmte hoef te gevoegd te worden voor de bereiding van het warme water). Dit geeft als resultaat dat het buffervat minder snel afkoelt waardoor er uiteindelijk langer kan worden gedoucht voordat het buffervat "te koud" zodat er naverwarming vereist is. Met een doucheWTW kan dus de theoretische inhoud van een zonneboiler mee worden vergroot.
Warmtepomp:
Een zonneboiler met een warmtepomp is ook een goed combinatie. Een warmtepomp werkt vaak met lage water temperaturen en een buffervat, iets waar een zonneboiler ook erg goed mee overweg kan.
Hierdoor kan een zonneboiler vaak zijn warmte nog goed kwijt terwijl deze samenwerkt met een warmtepomp om het buffervat te verwarmen. Mocht er zoveel opbrengst zijn dan kan de warmtepomp zelf geheel uit blijven.
Dit is dan ook geval in de zomer (maar ook goed mogelijk in voorjaar en najaar). Dit heeft als voordeel wanneer er een zonneboiler wordt gebruikt i.c.m. een warmtepomp, dat de warmtepomp uitgeschakeld kan blijven. Hierdoor zal de buitenunit (ventilator) van een warmtepomp dan ook niet aanslaat als je zomers buiten in de tuin van de zon zit te genieten. Naast het uitblijven van geluid van de ventilator die van de buiten unit kan afkomen, bespaard de zonneboiler ook nog (fossiele)energie die anders geleverd zou moeten worden door de warmtepomp om het SWW te verwarmen.
Een warmtepomp zal zomers ongeveer een COP van 1:3 hebben voor de bereiding van SWW. Dit terwijl een zonneboiler dit met een energiezuinige circulatiepomp (max. 45 watt) met gemak 2000 tot 3000 watt aan warmte kan genereren, wat neer komt op een COP van maarliefst 1:60. Meestal loopt de circulatiepomp zelfs nog op een lager toerental en zal de COP nog hoger uitvallen.
Zonnepanelen:
Ook zonnepanelen werken goed samen met een zonneboiler, er dient dan een afweging gemaakt te worden tussen het aantal zonnepanelen en het aantal zonnecollectoren voor de zonneboiler. Mocht er voldoende dak ruimte beschikbaar zijn dan is het allemaal al helemaal geen probleem.
Er wordt wel eens gezegd het beschikbare dak vol te leggen met zonnepanelen zodat de opgewekte stroom terug het net in kan worden gestopt. Echter moet je dit voor jezelf eens narekenen.
Op het dakoppervlak van 30 heatpipes, kan je 1 zonnepaneel plaatsen. Dat is 300Wp.
Stel deze is ideaal op het zuiden gericht. Op een zonnige dag kan de heatpipes 10-15kWh opwekken. De zonnepaneel van 300Wp op het zuiden gericht op een plat dak zal 2kWh opleveren. Een warmtepomp zal enkel met een COP van 5 dezelfde prestaties leveren.
En dat is haast niet mogelijk, want naarmate de watertemperatuur hoger moet worden, wordt de COP lager. Om de temperaturen van een zonneboiler te halen, moet de warmtepomp wel heel veel efficiëntie inleveren.
@kmf heeft dit gestaafd met metingen.
Heb je een andere ligging/hellingshoek, dan zijn de berekeningen natuurlijk helemaal anders.
Maar ook met het mogelijk teneinde komen van de huidige salderingsregeling en het hiervoor terugkomende terugleveringsvergoeding is het altijd maar afwachten wat je voor je opwekking terug krijgt, bij een zonneboiler zit altijd je eigen opwek in je eigen buffervat en kan niemand je daar wel of geen kosten voor rekenen.
Daarnaast is een zonneboiler een duurzaam, eenvoudig en efficiënt systeem dat zonne-energie erg goed om kan zetten in warmte. Dit heeft dan ook als resultaat dat met een relatief klein oppervlak aan zonnecollectoren veel warmte kan worden opgewekt, om het equivalent aan opgewekte energie aan stroom d.m.v. zonnepanelen te verkrijgen is een keer zoveel grotere oppervlak aan zonnepanelen nodig.
Voor het geval van elektrische verwarming (i.p.v. met een warmtepomp) zal het zonnepaneel oppervlak met nog eens een factor 3 grotere moeten zijn om aan de energie voorzien te kunnen voldoen.
Zonnecollectoren de techniek: (Under construction)
Heat pipe:

Er zijn ook nog heat pipes op de markt met reflectoren, ook wel CPC genoemd. Deze reflectoren zijn een soort halve spiegels die om de heat pipes heen zitten en het inkomende licht bundelen of focussen op de heat pipes.
Omdat het invallende zonlicht rondom de heat pipes door de reflectoren ook op de heat pipes wordt gericht wordt er geclaimed dat CPC collectoren meer zouden opwekken dan gewone heat pipe reflectoren.
Echter de reflectoren zijn vaak gepolijst en door verwering of oxidatie willen de reflectoren hun functie verliezen.
Omdat de CPC collectoren effectief minder heat pipes per m2 hebben zou deze met minder wordende reflectoren minder opbrengen dan gewone heat pipes. Daarnaast zijn er nog een tweetal punten waar rekening mee dient worden gehouden, inschijning van de zon vanaf de achterkant of zijkant wordt deels geblokkeerd door de reflectoren, waarbij gewoen heat pipes de zon niet zou worden geblokkeerd. Daarnaast zijn de reflectoren behoorlijke windvangers, terwijl de standaard heat pipe collectoren ronde buizen zijn waar de wind vrijwel geen grip op heeft. Dit houdt dus in dat er in verhouding veel ballast nodig is voor CPC collectoren, dit geldt echter ook voor vlakkeplaat collectoren.
Heat pipe met CPC:
Vlakkeplaat:
...
Begrippenlijst:
- ZB = Zonneboiler.
- CV = Centrale Verwarming.
- SWW = Sanitair Water Water.
- DHW = Domestic Hot Water (gelijk aan SWW).
- Buffer(vat) = vat met CV water.
- Boiler(vat) = vat met sanitair water.
- Elektrisch Boiler(vat) = vat met SWW water dat elektrisch wordt verwarmd.
- Hygiënebuffer = vat gevuld met SWW (meestal binnenvat van emaille of RVS).
- Hygiënespiraal = spiraal in een vat gevuld met CV water, door de spiraal loopt SWW.
- HP = Heat Pipe = (glazen)buis zonnecollector.
- DoucheWTW = Douche Warmte Terug Winning.
- VentilatieWTW = Ventilatie Warmte Terug Winning.
- WP = Warmtepomp.
- WPB = Warmtepompboiler.
- PV = Fotovoltaïsche = zonnepaneel.
- WAF = Wife Acceptance Factor.
- 1:10 (heat pipe per liters buffervat)

Mijn eigen situatie: (Helhond)
Onze woning uit '72 hebben we in 2015 gekocht, standaard tussenwoning met relatief weinig isolatie.
De uitdaging en streven is het huis zoveel mogelijk zelf te kunnen verduurzamen en de energiebehoefte van de woning te verminderen. Dit komt deels dat we bewust ons steentje willen bedragen tegen klimaatverandering, daarnaast wonen wij zelf in Groningen en hebben wij ook de scheuren in onze gevel staan, wat we ook wel een goede reden vonden om gasloos gaan, te ambiëren. In 2016 is het eerste deel van het dak geïsoleerd, en nog wat delen van de gevel. Tijdens renovatie van de badkamer is er begin 2017 een doucheWTW geplaatst. Eind 2017 werd er ook een zonneboiler aan de installatie toegevoegd, de ISDE subsidie was erg gunstig en het gasverbruik was 80% op de totale energierekening, die we op deze manier hoopte verder te verlagen. Zomer 2018 is het resterende deel van het dak geïsoleerd (Rd=4.5).
Eind 2019 zijn we gestart met de renovatie van onze beganegrond inclusief een uitbouw, hierbij is de vloer geisoleerd (oud Rd=4.3) en (nieuw Rd=5.0) en ook gelijk voorzien van vloerverwarming. Daarbij is begin 2020 de oude voordeur met nog enkelglas en al het resterende oude dubbel glas vervangen door HR++ glas. De oude keuken is toen gelijk vervangen en voor het fornuis en de geiser zijn een Quooker en inductie kookplaat voor terug gekomen. Toen is ook gelijk de CV ketel eruit gehaald en daarvoor in de plaats is een monoblok warmtepomp voor in de plaats gekomen. Omdat de warmtepomp geen warmwater actief verwarmd is hier een elektrische doorstroomverwarmer achter de zonneboiler geplaatst als back-up.
Halverwege 2020 zijn er ook 18 zonnepanelen op het garagedak geplaatst waardoor we nu gasloos en NOM (nul-op-de-meter) woning hebben. Begin 2021 is de gasleiding ook definitief door de netbeheerderverwijderd. De eerste winter van 2020/21 was gelijk een vuurproef met flink wat koude dagen maar daar kwamen we erg goed door heen.
Dit alles was voor de streef datum van eind 2020 gerealiseerd, en nu is uiteindelijk ook "hier" de gaskraan dicht in Groningen.
Hieronder staat een schema van de gehele installatie dat als één symbiose samenwerkt.
Mijn installatie:
Collectoren: 60 heat pipes
Oriëntatie: Westzuidwest (Azimuth 73 graden)
Hellingshoek: 68°,
Buffervat(en): 2 x 250L RVS hygiënebuffers beide met twee RVS spiralen en één met extra lange RVS hygiënespiraal.
Controller: Resol SLT (gekoppeld aan Domoticz)
De twee buffers zijn hydraulisch met elkaar gekoppeld en zijn gevuld met CV water, ze staan in vaste verbinding met elkaar en het expansievat. In beide buffers worden de onderste spiralen gebruik voor de glycol van de zonnecollectoren. In buffer #1 zit de hygiënespiraal, de controller heeft buffer #1 als prioriteit. Door bovenste spiraal van #2 loopt SWW dat voorverwarmd wordt voordat het door de hygiënespiraal van #1 loopt. Hiermee wordt voorkomen dat #1 te snel afkoelt. De bovenste spiraal in #1 wordt nu nog niet gebruikt, hier zou de toekomstige warmtepomp op aan gesloten kunnen worden, echter gaat deze waarschijnlijk direct op de buffers aangesloten worden.
Zonnecollectoren:

Buffervaten:

Bijbehorend schema:

[ Voor 255% gewijzigd door Helhond op 05-12-2022 09:37 ]
ZB: 60HP op 2x250L Orientatie: WZW 68°; Douche-WTW; PV: 18x QCell 6390Wp Noord/Zuid, APS QS1+YC600; WP: Panasonic 7kW J-gen ; Gasloos sinds 07-2020