Warm water door de zon: dit moet je weten over de zonneboiler

De zon levert ons 8.000 keer meer energie dan wat we op aarde nodig hebben. Die energie is gratis. Veel woningen en bedrijven gebruiken de zon om elektriciteit op te wekken, maar met een zonneboilerinstallatie kun je deze energie ook inzetten om warm water te produceren voor bad, douche en keuken.

In dit artikel: Zo werkt een zonneboiler | Deze zonneboiler-systemen zijn er | Collectoren: vlakkeplaat of vacuümbuiscollector (heatpipes) | De beste plek om de collectoren te plaatsen | Voor- en nadelen, prijzen en het rendement van een zonneboilersysteem.

Lees ook: Alles wat je moet weten over de warmtepompboiler

Collectoren – warmtewisselaar - opslagvat

Een zonnesysteem bestaat altijd uit zonnecollectoren en een voorraadvat. De collectoren zetten elektromagnetische straling van de zon om in warmte. Die warmte wordt getransporteerd naar het opslagvat waarin een warmtewisselaar zit om schoon leidingwater op temperatuur te brengen. Die boiler dient tegelijk om het ongebruikte warm water op te slaan.

Voorverwarmen en naverwarmen

Een zonneboiler levert voorverwarmd water. In het najaar en in het voorjaar moet er dus naverwarmd worden. Dat kan bijvoorbeeld met gas via een doorstroomtoestel. Het water komt bijvoorbeeld uit de zonneboiler met een temperatuur van 30°C; de doorstromer moet dan nog 30°C bijstoken om veilig te zijn tegen eventuele legionella-besmetting.

Je moet altijd over een reservesysteem beschikken als je meer warm water nodig hebt dan wat de zonneboiler op dat moment kan leveren. Ook in de winter zijn er minder zonuren en schijnt de zon minder sterk. Dat betekent dat het rendement tijdens dat seizoen veel lager ligt dan in de zomer. De zonneboiler blijft wel functioneren in de winter, maar hij wordt dan bijgestaan door een andere installatie.

Legionellagevaar

Wil je een legionellabesmetting voorkomen, dan mag het water niet te koud zijn. Volgens NEN-norm 1006 moet de temperatuur van warm tapwater minimaal 55°C bedragen. ) De legionellabacterie vermenigvuldigt zich namelijk in water van 25 tot 50°C. Komt de temperatuur boven de 50°C uit, dan sterft de bacterie langzaam af. Met 55°C of 60°C zit je dus veilig.

Twee systemen

De uitdaging is telkens om de dakopstelling te beveiligen tegen twee extremen: vorst en oververhitting. Om dit probleem te ondervangen, zijn er twee systemen: het terugloopsysteem en het systeem onder druk. Bij het terugloopsysteem is het leidingcircuit dat de zonnestralen opvangt gedeeltelijk gevuld met zuiver water. Wanneer er voldoende zon is en de boiler is nog niet gevuld met warm water, dan treedt een pomp in werking om het water door dit circuit te laten circuleren. Is de boiler voldoende opgewarmd of verdwijnt de zon, dan stopt de pomp zodat het water van het circuit terugloopt in een klein voorraadvat. Omdat de collectoren op dat moment niet meer gevuld zijn met water, lopen ze geen gevaar voor oververhitting of vorst. Bij een systeem onder druk wordt het circuit tussen de collectoren en het voorraadvat gevuld met een glycol-oplossing (antivries) en onder druk geplaatst. Glycol zorgt dat de panelen en leidingen niet kunnen bevriezen en een afzonderlijk regelsysteem voorkomt oververhitting. 

Hoeveel collectoren?

Om een groot deel van het warmwaterverbruik te dekken, hanteert men de vuistregel: 1m² collector per persoon. Een te kleine installatie rendeert echter niet; daarom raden we toch aan om minstens 3m² te plaatsen. Bovendien moeten de boilerinhoud en de paneeloppervlakte op elkaar afgestemd zijn. 1m² komt overeen met ongeveer 50 liter boilerinhoud. Soms kiest men voor een veel grotere installatie, maar die is dan bedoeld als ondersteuning voor de verwarming. 

Schuin dak en plat dak

Op een schuin dak worden de zonnecollectoren tegen elkaar aan gelegd. Dat betekent dat een zonnecollector van 1m² gewoon 1m² dakoppervlakte in beslag neemt. Je kunt ook zonnecollectoren op een plat dak plaatsen. Voor deze installatie zijn frames nodig die extra ruimte vragen. Bovendien moet je bij een installatie op een plat dak rekening houden met de schaduw die de voorste collectoren kunnen werpen op de achterste. Op een plat dak is er dus extra ruimte nodig. Reken daar per vierkante meter zonnecollector op 2,5m² dakoppervlak.

Tussen het oosten en het westen

Vroeger moest een zonnecollector pal naar het zuiden worden gericht. Dat is nu anders. Het zonlicht valt in op een metalen plaat (de absorber) die bedekt is met speciale laag die alle frequenties van het zonlicht omzet in warmte. Hierdoor is de oriëntatie van de collectoren minder belangrijk. Tussen het oosten en het westen is het altijd zinvol om een zonnecollector te plaatsen. Belangrijk is wel de combinatie van oriëntatie en de helling. Hoe meer de collector verwijderd is van het zuiden, hoe kleiner de helling moet worden, want dan wint het indirect zonlicht aan belang. Een collector die op het westen is gericht met een dakhelling van 25° is nog steeds rendabel. 

Vlakkeplaatcollector

Er zijn twee soorten zonnecollectoren. Het meest gebruikelijk is de vlakkeplaatcollector. Zoals de naam doet vermoeden, zit er onder het gehard glas een platte metalen plaat die bedekt is met een donkere laag die warmte absorbeert. Deze plaat wordt ontzettend warm. Aan de achterkant lopen de leidingen waardoor een speciale vloeistof stroomt. Deze collectoren zijn erg sterk en ook goedkoper dan de vacuümbuiscollectoren, maar ze presteren iets minder. 

Vacuümbuiscollector (heatpipes)

De vacuümbuiscollector is opgebouwd uit een systeem van glazen buizen, de genaamde heatpipes. Dit zijn dubbelwandige buizen die de zonnewarmte opvangen en via een glycol-vloeistof deze energie doorgeven aan het boilervat. Het rendement van dit type ligt hoger, maar er is een hoger risico op beschadiging.

Rendement

Het rendement van de zonneboiler verschilt naargelang het aantal uren zon en de intensiteit van het zonlicht. Een gemiddeld gezin van 4 personen bespaart hiermee 150m³ tot 200m³ aardgas, wat neerkomt op de helft van de energiekosten voor warm water. De levensduur van een zonneboiler bedraagt ongeveer 15 jaar en het rendement ligt rond de 6 procent.  

Prijzen

De prijs van een zonneboiler varieert naargelang de grootte van de installatie. Een klein huishouden heeft minder collectoren en een kleiner opslagvat nodig dan een groot gezin. De volgende tabel geeft een idee van de investering. 

Ondersteuning van de verwarming

Een zonneboiler kan ook ingezet worden om de verwarming te ondersteunen, maar dat lukt alleen met vloerverwarming. Gewone radiatoren vragen zo’n hoge watertemperatuur dat de zonneboiler hier nauwelijks een rol van betekenis in kan spelen. In dat geval zou de cv-ketel zodanig veel moeten bijspringen dat het rendement te sterk afneemt.

Voordelen

Het warm water van een zonneboiler is gratis en dit zul je merken aan de energierekening. Dit is dus een aantrekkelijke manier om goedkoop sanitair water te verwarmen. Bovendien is de zonneboiler een systeem dat goed samenwerkt met een warmtepomp, elektrische of gasverwarming.  

Nadelen

De zonneboiler is een aanvulling op een bestaand systeem. Omdat de zonneboiler niet het hele jaar door voor voldoende warm water kan zorgen, moet een andere ketel regelmatig bijspringen. De investering is relatief groot, niettegenstaande de premies en de besparing. Het rendement van de zonneboiler ligt lager dan dat van zonnepanelen, dat komt onder andere door de kortere gemiddelde levensduur. 

Subsidie

Ook voor de installatie van een zonneboiler kun je een ISDE-subsidie ontvangen. Het bedrag is afhankelijk van de aard van de installatie en varieert tussen de 850 en 2.000 euro. Je vindt hierover meer informatie op de website van RVO. De installatie moet uitgevoerd worden door een bedrijf. Je mag het niet zelf doen. En je hebt 24 maanden na de installatie de tijd om de subsidie aan te vragen. Interessant is ook dat je recht hebt op een hoger subsidiebedrag voor de isolatie als je de aankoop van een zonneboiler combineert met een isolatiemaatregel. 

Lees ook: Wat kost isoleren en wat levert het op?