Zonnecollector: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
k Wijzigingen door 213.119.137.31 (Overleg) hersteld tot de laatste versie door Harrie geenen |
k <math>, dubbel lidwoord, replaced: x → × (2), incl. → inclusief, de de v → de v met AWB |
||
Regel 41:
=== Heteluchtzonnecollectoren ===
Heteluchtcollectoren bestaan uit een metalen of glazen voorzetwand met daarachter een luchtspouw. Er zijn verschillende uitvoeringen, maar het principe is eender. Verse buitenlucht wordt via de metalen wand, al of niet met behulp van ventilatoren, naar binnen gezogen en achter de wand door de zon opgewarmd. Deze voorverwarmde lucht kan eventueel naar een bestaande luchtbehandelingsinstallatie geleid worden of via speciaal aangelegde kanalen verdeeld worden door het gebouw. Deze techniek is voornamelijk geschikt voor [[utiliteitsbouw]]. Het rendement is zeer hoog.
optisch systeem dat het licht geleidt tot in een ge-isoleerde ruimte
optisch systeem.
Alle collectoren vangen ongeveer evenveel energie in. Het rendement en de hoogte van de te bereiken temperatuur zijn afhankelijk van
Voor maximaal rendement wordt het licht zo laat mogelijk omgezet in warmte. Een voorbeeld (zonder optisch systeem) , is het raam van een huiskamer. De binnentredende straling wordt vrijwel volledig in nuttige warmte omgezet. Vacuümbuiscollectoren hebben een goede isolatie voor geleiding, maar stralen bij hogere temperaturen zelf ook uit. Bij circa 300 C is het rendement dan ongeveer nul. Een basismodel voor een optisch systeem collector is een maximaal ge-isoleerde ruimte (doos / collector) voorzien van een minimaal glasvenster. Voor het glasvenster bevindt zich een passende lens om het zonlicht in de ruimte te krijgen. Ieder systeem van spiegels of optische elementen is denkbaar. vb een tracking lensarray, waarbij de tweede helft van de lens geleidelijk, hol overgaat in een dunne lichtgeleider. Het licht kan eventueel ook zonder collector in de te verwarme ruimte weer ge-expandeerd worden. (glasvezel)
Om tracking problemen te verminderen kunnen cilinderlenzen gebruikt worden, eventueel plaatvormig.
[[Bestand:Thermal-solar.svg|thumb|320px|Schematische werking zonneboiler: koud water komt in een geïsoleerd voorraadvat (B). Het collectormedium wordt via de zonnecollector (C) opgewarmd door zonnestraling (D), waardoor het water in het vat verhit wordt en warm water afgegeven kan worden (E). De watertemperatuur in het vat is bovenin (F+) door [[convectie]] warmer dan het water onder in het vat (G-)]]
Regel 70 ⟶ 65:
=== Kosten ===
[[Bestand:ThermodynamicPanelsInstalled.jpg|thumb|left]]
Voor individuele installaties bedragen de kosten van een zonneboiler tussen de € 500 en € 3500 (
In België bestaat het recht op subsidies naargelang de gemeente, provincie en intercommunale. In [[Vlaanderen]] werd in 2012 beslist de tot dan bestaande premie, toegekend door de [[Vlaamse overheid]] aan wie investeert in een zonneboiler, op te trekken van 200 naar van € 550 per vierkante meter collectoroppervlakte, begrensd tot maximaal € 2750.<ref>[http://www.vlaanderen.be/nl/bouwen-wonen-en-energie/energie/energiepremies/premie-van-de-netbeheerder-voor-een-zonneboiler-een-bestaande-woning Premie van de netbeheerder voor een zonneboiler], vlaanderen.be</ref>
=== Energiebesparing ===
De jaarlijkse besparing van een standaardsysteem met vlakkeplaatcollector bedraagt 80 tot 110 kubieke meter [[aardgas]] bij een collectoroppervlak van ongeveer 2,5 tot 3,5 vierkante meter (
Een vacuümbuissysteem heeft in de winter een wat hoger rendement dan een vlakkeplaatcollector, doordat deze minder warmte verliest aan de omgeving. Hierdoor kan een vacuümbuissysteem ook gebruikt worden voor cv-verwarming en verwarming. Wanneer een systeem met vacuümbuizen wordt gebruikt voor alleen tapwater en cv-verwarming, is er vaak in de zomer veel warmte over, doordat het systeem op de winterperiode wordt gedimensioneerd, of te weinig warmte voor de cv in de winter wanneer het op de zomer(tapwater)behoefte wordt gedimensioneerd. De zonneboiler moet warmer zijn in de winter dan de retourtemperatuur van de cv om iets te kunnen toevoegen. Vaak is de zonneboiler te koud om warmte te kunnen toevoegen aan de cv, doordat de zon in de winter nu eenmaal minder krachtig is en er ook minder zonnige dagen zijn. Wanneer er in de zomer warmte over is, is die niet op te slaan voor de winterperiode, waardoor het totale rendement van zo'n systeem lager uitvalt. De prijs van een vacuümbuis/heatpipesysteem is zo'n 1,5 tot 3 maal hoger dan van een vlakkeplaatsysteem, afhankelijk van het merk van de buizen. Omdat in Nederland de subsidie bedoeld is voor tapwatersystemen, is de subsidie voor systemen van meer dan 6 m² lager dan die voor systemen van kleiner dan 6 m². Tevens geldt er een maximumsubsidie per huishouden van € 1.500 om de kleine systemen aan te moedigen. Op dit moment zit er geen geld in de pot voor de regeling duurzame warmte. Het is niet bekend of deze dit jaar nog wordt aangevuld.
Regel 116 ⟶ 111:
Hierin is:
* ''p'' = druk op onderzijde been (N/m²)
* ''ρ
* ''h'' = hoogte van de vloeistofkolom (m)
* ''g'' = versnelling van de zwaartekracht (9,81
Het drukverschil dat voor de circulatie zorgt wordt gegeven door de totale druk van alle vloeistofkolommen links te verminderen met de totale druk van alle vloeistofkolommen rechts. Als voorbeeld zie de principeschets.
Regel 125 ⟶ 120:
[[Bestand:Power of solar heat system V2.JPG|thumb|Overgedragen vermogen van een thermosifonsysteem bij verschillende verschiltemperaturen]]
=== Berekening van het vermogen ===
Het overgedragen vermogen P van het thermosifonsysteem is een functie van het temperatuurverschil tussen het hete en de koude been en van de optredende stroomsnelheid. Dit laatste hangt weer samen met de weerstanden in de verbindingsleidingen. Handboeken over centrale verwarmingsinstallaties geven details over de weerstand van leidingsystemen en de optredende stroomsnelheid bij een gegeven drukverschil. Als voorbeeld: in een zonneboiler met een 2 m² collector en een 100 liter boiler met een onderling hoogteverschil van 60
:<math> 2
Dit is voldoende om een boiler van 100 liter gedurende de dag te verwarmen van 20 °C tot 80 °C.
[[Bestand:Power of solar heating vs time.JPG|thumb|Verloop van het overgedragen vermogen van een zonneboiler in de tijd]]
Legenda bij de figuren:
*
*
*
*
*
* ''Q'' = stroomsterkte verwarmend medium
* ''v'' = stroomsnelheid verwarmend medium
* ''P'' = overgedragen vermogen
*
*
Het berekende vermogen ''P'' van het zonneboilersysteem is steeds een momentopname, anders gezegd het ''aanvangsvermogen'' voor een aantal aangenomen gevallen, omdat steeds naarmate de boiler warmer wordt het vermogen daalt door afnemende Δt.
:<math> P = \Delta t
Hierin is:
* ''P'' = overgedragen vermogen (kW)
*
* ''Q'' = massastroom verwarmende vloeistof (kg/s)
* ''SW'' = [[specifieke warmte]] van de vloeistof (kJ/kgK)
=== Benodigd vermogen ===
Om een boiler met een inhoud van 100 liter water (specifieke warmte 4,186 kJ/kg) te verwarmen van 20 °C tot 80 °C is nodig:
:<math> 100
Als deze energie gedurende 6 zonne-uren aan de collector geleverd wordt is het gemiddelde overgedragen vermogen:
:<math> \frac{25116
Hieruit volgt dat een 2 m² collector in staat is om een 100 liter boiler dagelijks te verwarmen. Bij deze berekening is geen rekening gehouden met waterverbruik gedurende de dag. Als de boiler gedurende de dag warm water levert en daar koud water voor in de plaatst komt, zal het overdragen vermogen door een gemiddeld hoger temperatuursverschil tussen collector en boiler wat hoger worden.
Regel 170 ⟶ 165:
[[Bestand:Solar hot water system with thermosyphon layout.JPG|thumb|Opstelling van een zonneboilersysteem met thermosifon]]
De opstellingsschets geeft een concreet gerealiseerd systeem weer, waarbij geen terugstroming plaatsvindt. De toegepaste boiler heeft alle aansluitingen aan de bovenkant, maar dat blijkt de circulatie niet te belemmeren. Met een 2 m² collector verkrijgt men op een zonnige dag 110 liter heet water, temperatuur 60 tot 90 °C.
== Externe link ==
| |||