Wat is zonnewarmte?

De zon is een gigantische kernfusiereactor. Op elk moment slaat tot 173.000 terawatt aan energie van de zon op de aarde neer. Om de hoeveelheid energie in de juiste context te plaatsen: de wereld verbruikt ongeveer 23.000 terawatt aan energie in een heel jaar.

Licht van de zon is energiedicht. Zonnecellen absorberen en zetten deze lichtenergie om in elektriciteit die apparaten zoals uw laptop of mobiele oplader van stroom kan voorzien. Maar wist u dat u zonne-energie ook kunt gebruiken voor verwarming?

Zonneverwarming is het gebruik van zonne-energie om warmte te leveren. Het kan ook worden gebruikt om te koelen. In deze gids onderzoeken we hoe.

Zonneverwarming kan passief of actief zijn

Passieve verwarming is gebaseerd op een structureel of architecturaal ontwerp om zoveel mogelijk natuurlijke warmte van de zon op te vangen. De eenvoudigste manier om dit te doen is door een gebouw te ontwerpen met grote ramen en dakramen en het gebouw te richten in de richting waarin het het meeste zonlicht opvangt.

Een andere eenvoudige manier om passieve warmte op te vangen is via de materialen die we gebruiken. Bepaalde materialen absorberen gemakkelijker warmte, terwijl andere materialen hittebestendiger zijn. Een gebruikelijke manier om te profiteren van passieve verwarming is door een warmwatertank zwart te schilderen. De donkere kleur zorgt ervoor dat hij meer warmte absorbeert.

Actieve verwarming is het gebruik van een mechanisch apparaat om zonne-energie als warmte op te vangen en te verspreiden. Dit kan zijn om ruimte of water te verwarmen. Het belangrijkste verschil tussen actieve en passieve zonneverwarming is dat de laatste de warmte op natuurlijke wijze verdeelt, terwijl voor actieve verwarming apparaten zoals pompen of collectoren nodig zijn.

Er zijn verschillende actieve verwarmingsapparaten. Vandaag willen we ons echter concentreren op de toestellen die gewoonlijk worden gebruikt voor residentiële, commerciële en industriële toepassingen. Dit zijn zonneboiler- en ruimteverwarmingssystemen.

Warmwatersystemen op zonne-energie

Warmwatersystemen op zonne-energie verzamelen thermische energie van de zon die vervolgens wordt gebruikt om water te verwarmen. Zij verschillen van fotovoltaïsche systemen die lichtenergie verzamelen die wordt omgezet in elektriciteit.

Vroege zonneboilersystemen waren passieve systemen. Het waren eenvoudige systemen bestaande uit een zwart geverfde tank om de thermische energie beter te absorberen. Tegenwoordig zijn zonneboilers iets complexer. Een moderne zonneboiler bestaat meestal uit een collector, een opslagtank en een werkvloeistof.

De werkvloeistof in een zonneboiler kan water, antivries (propyleenglycol) of een andere warmteabsorberende vloeistof zijn die als warmtewisselaar kan fungeren. Er zijn twee hoofdtypen boilers:

1. Collectoren met geëvacueerde buizen hebben een reeks parallelle glazen buizen die energie van de zon absorberen en de warmte overdragen aan de werkvloeistof. Dit is het populairste type boiler.
2. Flat Plate Collectors hebben een platte donkergekleurde plaat die warmte absorbeert en overdraagt aan een werkvloeistof die in buizen boven de plaat circuleert.

De combinatie van warmwaterverwarming op zonne-energie en zonnepanelen kan uw elektriciteitsrekening tot 40 procent verlagen. Doe onze korte quiz en ontvang gratis offertes voor zonnepanelen.

Zonnige ruimteverwarming

Ruimteverwarming op zonne-energie circuleert verwarmde lucht door een gebouw. De lucht kan direct of indirect worden verwarmd. Directe verwarmingssystemen maken gebruik van zonnecollectorpanelen die thermische energie absorberen en de lucht verwarmen. De verwarmde lucht wordt vervolgens gecirculeerd via een HVAC-uitlaat. Directe luchtverwarmers verwarmen tot ongeveer 37 graden Celsius op een zonnige dag.

Indirecte systemen zijn gebruikelijker in koudere klimaten waar de temperatuur het vriespunt kan bereiken. Net als bij zonneboilers maken ruimteverwarmingssystemen gebruik van een vloeistofwarmtewisselaar. Thermische energie wordt verzameld en verwarmt de vloeistofwisselaar.

De wisselaar circuleert vervolgens door een opslagtank en verwarmt het water in de tank tot een temperatuur van 79 graden Celsius. Het warme water of de verwarmingsvloeistof circuleert vervolgens op drie manieren door een gebouw. Dit kan zijn via een stralingsvloer, een lage temperatuur plint of een centraal warmeluchtsysteem.

Stralende vloersystemen

Dit systeem circuleert een verwarmde vloeistof door buizen die in de vloerbedekking zijn aangebracht. De verwarmde vloeistof straalt vervolgens warmte uit in de ruimte. Het belangrijkste voordeel van dit systeem is dat het eenvoudig te installeren is. Het grootste nadeel van dit systeem is dat het langer duurt om een ruimte vanuit een koude start te verwarmen dan andere systemen.

Lage temperatuur basisplaten

Deze systemen vereisen een verwarmde vloeistof tussen 48 en 60 graden Celsius. Lage temperatuur-bodemplaten worden geïnstalleerd bij de plint of op een niveau dicht bij de grond, zodat de warmte op een meer natuurlijke wijze kan opstijgen en zich door een ruimte kan verspreiden.

Centrale geforceerde heteluchtsystemen

In een centraal geforceerd heteluchtsysteem fungeert een verwarmingsspiraal als vloeistof-lucht warmtewisselaar. De vloeistof-warmtewisselaar verwarmt de lucht die door de kanalen in een kamer wordt getrokken.

Voor- en nadelen van zonneverwarming

We hebben de verschillende soorten zonneverwarming bekeken. Maar zijn ze de moeite waard en hoe verhouden ze zich tot traditionele verwarmings- en koelingsmethoden zoals ovens en HVAC-systemen?

Voors

1. Water- en ruimteverwarming zijn goed voor maar liefst 40% van de elektriciteitsrekening. Gemiddeld nemen ze het grootste deel van de elektriciteitsrekening van de meeste huishoudens in beslag. Overschakelen op zonne-energie kan tot 80 procent van de warmwaterbehoefte van gebouwen dekken en uw elektriciteitsrekening compenseren. In combinatie met zonnepanelen kan zonneverwarming uw elektriciteitskosten volledig elimineren. Doe onze quiz en ontdek hoeveel u kunt besparen door op zonne-energie over te stappen.
2. Energieproductie is de tweede grootste veroorzaker van koolstofemissies. Zonne-energie kan de afhankelijkheid van elektriciteit uit gas en fossiele brandstoffen drastisch verminderen. Zonne-energie is een schonere alternatieve energiebron die u kan helpen uw koolstofvoetafdruk te verkleinen.

Nadelen

1. Zonne-energie is afhankelijk van de zon die schijnt. In dat opzicht kan zonne-energie onbetrouwbaar zijn als het bewolkt is.
2. Zonne-energie voor verwarming produceert doorgaans minder warmte. Het is niet zo efficiënt in termen van de hoeveelheid warmte die het kan produceren in vergelijking met andere systemen. Heel vaak moet u uw zonneverwarmingssysteem koppelen aan een alternatief supplement of back-up systeem zoals een oven of warmtepomp.
3. Zonnesystemen hebben hoge aanloopkosten. In bepaalde gevallen zijn de kosten niet gerechtvaardigd als het systeem te sterk afhankelijk is van een reservesysteem zoals een oven.