Zonneboiler blijft belangrijk element in groene energiemix
Cijfers, werking en potentieel van zonnecollectorinstallaties
De ene dag klaarblijkelijk al meer aanwezig dan de andere, maar een onuitputtelijke energiebron die steeds paraat staat, is en blijft de zon. Veel bouwheren die hernieuwbare of energiebesparende technieken wensen te integreren plaatsen zonnepanelen. Zeker bij nieuwbouwprojecten worden quasi alle woningen uitgerust met pv-panelen. Naast stroomvoorziening kan zonne-energie echter ook een rol spelen in het opwekken van warm water. Zowel voor SWW als verwarmingstoepassingen kunnen zonneboilers een duurzame (bij)verwarming voor de bereiding van warm water vormen.
Hoe is een zonneboiler opgebouwd?
Zonneboilers bestaan uit een drietal hoofdonderdelen: thermische zonnecollectoren, een voorraadvat en een naverwarming. Daarnaast bevat de installatie ook regelsystemen, pompen en montageaccessoires. De collectoren, meestal 1 tot 4 stuks, staan met het voorraadvat in verbinding met vloeistofleidingen die warmte transporteren. De regeling zorgt ervoor dat de pomp automatisch in werking treedt wanneer de thermische collector warmer is dan het water in het voorraadvat, maar beschermt eveneens tegen vrieskou en oververhitting.
Op momenten dat de zon onvoldoende warmte levert, zorgt de naverwarming voor verdere opwarming. Dit kan bijvoorbeeld een elektrische weerstand, doorstroomtoestel op gas of cv-ketel zijn of door middel van een koppeling aan een warmtenet. Bij een duoboiler zit de naverwarming in het voorraadvat. In dit geval is de regeling zo ingesteld dat zonne-energie voorrang krijgt op de verwarming met fossiele brandstoffen.
Toepassingsgebied
Zonneboilers kunnen zowel instaan voor het bereiden van SWW, als ondersteuning bieden voor de opwarming van cv-water. In de zomerperiode wordt het hoogste rendement behaald en kan in een goed gedimensioneerde installatie nagenoeg alle SWW opgewarmd worden door de installatie. Het systeem is daarom bijvoorbeeld ook uitermate geschikt voor de opwarming van zwembadwater.
Het is niet zo zeer een warme omgevingstemperatuur die noodzakelijk is voor het functioneren van de zonneboiler, maar wel de hoeveelheid zonnestraling die opgevangen wordt. Naast directe zonnestraling wordt een zonnecollector ook opgewarmd door diffuus zonlicht. Het rendement van de installatie ligt in het winterseizoen uiteraard lager, maar ook dan kan het systeem bijdragen aan de opwarming van water. Wat betreft cv-water, is een combinatie met vloerverwarming meest aangewezen. Dit type verwarming heeft een lagere aanvoertemperatuur en een groot water- en dus buffervolume, wat dit het beste afgiftesysteem maakt om te combineren met zonneboilers.
Welke soorten collectoren zijn mogelijk?
Een eerste onderscheid in zonneboilerinstallaties is te vinden in de collectorsoorten. Er zijn vlakkeplaat- en vacuümbuiscollectoren op de markt.
Vlakkeplaatcollector
Bij vlakkeplaatcollectoren beschermt een doorzichtige glasplaat aan de bovenzijde van de collector een met coating voorziene metalen plaat. Deze plaat, de zogenaamde absorber, neemt bijna alle zonnestraling op. Aan de onderzijde is een circuit van leidingen gekoppeld, dat de warmte opneemt en transporteert. Onder het leidingcircuit zit een isolatielaag die verhindert dat warmte verloren gaat.
Dit type collector is goedkoper dan de vacuümbuiscollector en heeft een langere levensduur. Echter, het rendement is lager. Vlakkeplaatcollectoren werken best met direct zonlicht en zijn dus vooral van nut in de zomerperiode. Ze worden vooral toegepast in installaties gemaakt voor het opwarmen van het SWW.
Vacuümbuiscollector
Het tweede type collectoren is de vacuümbuiscollectoren. In een aantal naast elkaar geplaatste luchtledige glazen buizen, bevindt zich een smalle absorber. Deze buizen worden heatpipes genoemd. De heatpipes zijn gevuld met een vloeistof die verdampt door zonnewarmte. Bovenaan condenseert de damp en wordt warmte afgegeven, daarom staat net hier de buis in contact met een tweede gesloten leidingnetwerk dat naar het voorraadvat loopt. De gecondenseerde damp stroomt als een vloeistof terug naar beneden in de heatpipe en kan opnieuw zonnewarmte opnemen.
Het vacuüm is bij uitstek geschikt om warmteverliezen door geleiding en convectie te verminderen. Dat maakt deze collectoren performanter dan de vlakkeplaatcollectoren. Ook bij diffuus licht in de andere seizoenen kan deze collector SWW opwarmen of een rol spelen in cv-ondersteuning. Dit hoger rendement heeft echter ook een hoger prijskaartje. In vergelijking is per vierkante meter oppervlakte een vacuümbuiscollector ongeveer dubbel zo duur dan een vlakkeplaatcollector.
Wat zijn de werkingstypes?
Naast de twee types collectoren zijn er ook twee werkingsprincipes van installaties te onderscheiden. Allebei de volgende systemen zijn vrij te combineren met beide types collectoren. Het verschil in rendement tussen deze systemen is erg beperkt.
Systeem onder druk
Zonneboilers onder druk zijn uitgerust met een expansievat om wijzigingen in watertemperatuur en bijgevolg installatiedruk te kunnen opvangen. Het circuit in en tussen de collectoren en het voorraadvat is volledig gevuld met glycol. Zowel de toegevoegde antivriesstoffen als het regelmatig circuleren van het medium verhinderen dat in de koudste maanden bevriezing schade zou kunnen toekennen aan de leidingen. Echter, ook zeer hete temperaturen in de zomer kunnen bij gebrekkig onderhoud schade berokkenen. Dit werkingsprincipe is meest geschikt voor installaties met een zeer groot buffervolume.
Zonneboilers met terugloopsysteem
Een drukloos, leeg- of terugloopsysteem wijst op een installatie waarbij een pomp bij voldoende buitentemperatuur zorgt voor circulatie. Als het medium dat uit de collector komt niet warm genoeg is, dan stopt de pomp en loopt het water terug in een apart reservoir dat binnen in het gebouw geplaatst is. Het is bij dit systeem niet nodig dat antivries gebruikt wordt, omdat er geen gevaar is op vorst of oververhitting. Ook bij het bereiken van de gewenste maximale watertemperatuur in het voorraadvat stopt de circulatiepomp en lopen de leidingen leeg richting het reservoir. De goede afloop van de leidingen, overal minstens 4% helling, en het beperken van de leidinglengte zijn aandachtspunten bij dit systeemtype.
Installatie en onderhoud
Zonneboilers dienen correct gedimensioneerd, geïnstalleerd en onderhouden te worden. In de volgende paragrafen wordt op elk van deze aspecten ingezoomd.
Dimensionering
De belangrijkste criteria om te bepalen of een gebouw geschikt is voor het toepassen van een zonneboiler is de oriëntatie en zoninval van het dak. Al vanaf 5m² zonrijke dakoppervlakte kan het de moeite zijn om een zonneboiler te plaatsen. Als vuistregel wordt bij een verbruik van 40 liter warm water aan 50 à 60 °C per dag en per persoon ongeveer 1,1 tot 1,5 m² zonnecollector voorzien. Ook het volume van het voorraadvat moet hierop afgestemd zijn. Bij voorkeur kan dit het watervolume voor twee dagen opslaan. Per vierkante meter zonnecollector is een minimale capaciteit van 50 tot 60 liter water nodig.
Een zuid-opstelling geeft het hoogste rendement. Een opstelling pal op het oosten of westen doet het rendement met 20% dalen. Bij vacuümbuiscollectoren kan dit euvel verholpen worden door de buizen naar de zon te draaien, bij een vlakkeplaatcollector zal de collectoroppervlakte vergroot dienen te worden.
De ideale hellingshoek is 45°, maar iedere helling tussen 20 en 60° levert zeer goede resultaten. Soms wordt op een plat dak of tegen een gevel of borstwering van een balkon zonnecollectoren geplaatst, de helling is in deze situaties minder optimaal.
Installatie
De installatie van een zonneboiler dient nauwkeurig te gebeuren. Er bestaan specifiek voor thermische zonne-energiesystemen 2 soorten Rescert-certificaten, één voor installaties met louter sanitair warm water, en één voor combisystemen die ook gekoppeld zijn aan verwarmingsinstallaties. Bedrijven die aangesloten zijn bij Belsolar, de associatie van leveranciers van systemen op zonne-energie, verbinden zich ertoe te werken met geregistreerde aannemers die plaatsen volgens de normen EN 12976-1 en EN 12975.
Deze richtsnoeren stellen voorwaarden aan de levensduur, betrouwbaarheid en veiligheid van de zonnethermische installatie. Bovendien worden garantiecondities geboden: 10 jaar op de zonnecollectoren, 5 jaar op het opslagvat en 2 jaar garantie op de overige componenten.
Aandachtspunten voor een goede installatie zijn het gebruik van fatsoenlijke onderdelen en koppelingsmaterialen. Het toepassen van solarvet in de knooppunten heeft als voordeel dat de verbindingen niet uitdrogen bij hogere temperaturen. Ook voor expansievaten zijn speciale types specifiek voor zonneboilers beschikbaar.
Laat de vulpomp voldoende lang draaien voor opstart van het systeem, minstens een half uur tot een volledig uur. Het expansievat is best afgesloten tijdens deze periode. Ook moet het sturingssysteem aangepast zijn naar de verwachte maximale buffertemperatuur, de maximale boilertemperatuur kan best hoger ingesteld worden.
Onderhoud
Het onderhoud van de installatie schuilt vooral in het bewaken van de kwaliteit en werkingsdruk van het vulmedium. Met glycolstrips dient gecheckt te worden of de PH-waarde in orde is, met een refractormeter kan de vriesbestendigheid gecontroleerd worden. Aan het ontluchtingssysteem kan een druppel glycol afgenomen worden om dit mogelijk te maken. Bij de controle van de werkdruk van het systeem ligt deze idealiter tussen de 1,5 tot 2,5 bar, maar belangrijker is dat deze ongeveer een halve bar meer dient te bedragen dan de voordruk van het expansievat. Een te lage druk mag nooit gecompenseerd worden door het louter bijvullen van de installatie met water.
Andere controles zijn het functioneren van de pomp, onder meer of deze ook bij lagere draaisnelheden voldoende debiet genereert. Het controleren van het vulmedium kan tweejaarlijks gebeuren, waardoor dit samen kan verlopen met het onderhoud van de naverwarming. Voor gasketels is een tweejaarlijks onderhoud verplicht en is een check van de beschermingsanode bijvoorbeeld nodig, om schade aan de boiler te voorkomen.
Hoe zit het met de cijfers?
Verkoopcijfers
Het aantal nieuw geplaatste zonneboilerinstallaties is de laatste jaren afgenomen. Ten tijde van de energiecrisis stelden veel mensen het rendement van hun technieken in vraag. In tijden van lagere energieprijzen is de aandacht hiervoor kleiner geworden. Ook werd het voordelige btw-tarief van 6% behouden voor warmtepompen, maar helaas niet langer voor zonneboilers die terug met 21% belast worden.
In 2023 werd voor 10.000 m² aan collectoren geplaatst, goed voor 1.800 installaties. In 2024 zijn 800 installaties geïnstalleerd met 4.000 m² collectoroppervlakte. Gezien er minder oppervlakte nodig is dan bijvoorbeeld voor pv-panelen, is het potentieel echter groot. Er zijn bovendien premies voor wie bij renovatie kiest voor een zonneboiler.
Premies
In de verschillende gewesten gelden andere premiesystemen.
In ieder gewest zijn er voor alle particulieren premies wanneer bij een renovatie gekozen wordt voor een zonneboiler.
In Wallonië geldt sinds 14/2/2025 een nieuw premiesysteem, de Primes Habitation. Een woningscan (Audit Logement) is een eerste voorwaarde om in aanmerking te komen voor een premie. Afhankelijk van het gezinsinkomen wordt een verschillend maximaal premiebedrag toegekend, variërend vanaf 140 tot 840 euro en waarbij tot maximaal 70% van de factuur terugbetaald wordt.
In het Brussels hoofdstedelijk gewest kan wie renoveert en hierbij een zonneboiler installeert, een beroep doen op de Renolution-premies. Het premiebedrag is ook hier inkomensafhankelijk en varieert per individuele wooneenheid van 2.500 tot 3.500 euro.
In Vlaanderen zitten de premies voor een renovatie waarbij gekozen wordt voor een zonneboiler op dit moment vervat in de Mijn Verbouwpremie. Inkomensafhankelijk variëren premies van 550 tot 660 euro/m², waarbij een maximum van 40-50% van de factuur en tot 3.300 euro wordt terugbetaald. In de meeste gevallen worden ook andere verwante werkzaamheden voorzien van een premie, zoals het vernieuwen van de sanitaire of verwarmingsleidingen, het vervangen van sanitaire toestellen of het werken aan de elektrische installatie. Echter, per 1/7/2025 zullen de premies voor een zonneboiler stopgezet worden in Vlaanderen. Een recente beslissing die de sector betreurt.
In alle gewesten zijn er gemeenten die hun eigen subsidies hebben voor de plaatsing van een zonneboiler of een eigen, soms aanvullende renovatiepremie. Info inwinnen hierover kan bij de milieudienst, op de website of in het Energiehuis van de desbetreffende gemeente.
