Thermische zonne-energietechnologie zet de energie van de zon om in warmte.
In een notendop
In één uur voorziet de zon de aarde van meer energie dan de hele wereld gemiddeld in een jaar verbruikt.
Er worden twee verschillende technologieën gebruikt om de energie van de zon om te zetten in nuttige energie:
- Fotovoltaïsche systemen vangen de zonnestralen op om elektriciteit te produceren.
> Zie de ABC van fotovoltaïsche zonne-energie - Thermische zonnecollectoren zetten zonlicht om in warmte.
De meest gebruikte technologie is zonneboiler om warm water voor huishoudelijk gebruik te produceren voor een gebouw (huis, bedrijf, enz.). Deze kan ook gebruikt worden om zwembadwater te verwarmen.
Huishoudens die in een zonneboiler willen investeren, moeten echter de rentabiliteit van een dergelijke investering afwegen tegen andere technologieën (gasketels, fotovoltaïsche boilers, enz.).
Definitie van de technologie
Thermische zonne-energietechnologie maakt het mogelijk om de warmte van de zon rechtstreeks te gebruiken om warm water voor huishoudelijk gebruik te verwarmen (91% van het gebruik in Europa) of voor huishoudelijke en industriële verwarming. Er is ook indirect gebruik, zoals koeling, maar die wordt in België niet gebruikt.
Hoe werkt het?
Het paneel maakt gebruik van thermische collectoren die lichtfotonen absorberen en deze omzetten in bruikbare warmte. Deze warmte wordt overgedragen aan een vloeibare of gasvormige warmteoverdrachtvloeistof die in de collector circuleert en effectief warmte of koude afgeeft.
Energieschuld
De energieschuld van een object vertegenwoordigt de energie die verbruikt moest worden om het te produceren en naar de plaats van gebruik te transporteren.
In het geval van hernieuwbare systemen omvat deze schuld alle stadia: bouw, assemblage, transport naar de productielocatie, recycling van afval aan het einde van de levensduur, enz.
Maar in tegenstelling tot fossiele en nucleaire energieën, die gedurende hun hele levensduur brandstof verbruiken, hebben hernieuwbare energieën het vermogen om deze energieschuld terug te betalen. Hernieuwbare systemen produceren eerst de energie die verbruikt werd om ze te produceren en operationeel te maken. Daarna produceren ze gedurende hun hele levensduur 100% schone energie.
Een thermisch zonnesysteem betaalt zijn energieschuld af in 1 of 2 jaar werking, afhankelijk van de geografische locatie en het gebruikte type panelen (collectoren met glasplaat of vacuümbuizen).
Levensduur
Professionals schatten dat thermische zonnepanelen 25 jaar optimaal kunnen werken.
Productie
Het rendement van de panelen hangt af:
- het temperatuurverschil tussen de koude bron (bij de collectoren) en het warme water dat u wilt verkrijgen (kranen, douche, enz.).
- het type collectoren dat wordt gebruikt (vlakke plaatcollectoren met of zonder glasplaat, vacuümbuizen).
De beste technologie (vacuümbuizen) biedt een rendement van 70%, zelfs bij een temperatuurverschil van 60° (T° collector 0°, T° tank 60°). Voor een eengezinswoning zou een goed ontworpen systeem 60% van het jaarlijkse warmwaterverbruik moeten dekken (maar met aanzienlijke seizoensvariaties: vaak 100% in de zomer, maar minder in de winter).
Aantal exploitaties in België
Er is al meer dan 44 miljoen m² aan zonnepanelen geïnstalleerd in Europa – voornamelijk in…noordelijke landen!
In België bereikte de totale oppervlakte van thermische zonnepanelen 751.000 m² in 2017 (laatst beschikbare cijfers), voornamelijk in Vlaanderen.
Besparing van CO2-uitstoot
In België bespaart een zonnesysteem (4 m²) 320 kg CO2 per jaar, of het equivalent van 1.684 autokilometers, in vergelijking met een conventionele aardgasketel. Voor een mazoutketel bespaart het zonnesysteem 420 kg CO2 per jaar, of het equivalent van 2.210 autokilometers!
Recycling
Het recyclingpercentage is zeer hoog, bijna 90%. De overgrote meerderheid van de thermische zonnepanelen bestaat voornamelijk uit glas, aluminium, plastic en koper – materialen die 100% recyclebaar zijn. In tegenstelling tot fotovoltaïsche panelen bevatten thermische zonnepanelen weinig samengestelde elementen, die moeilijker te recyclen zijn.
Gerecycleerde materialen worden gebruikt om nieuwe panelen te produceren of om grondstoffen voor de industrie te leveren (metalen).
Intermittentie
De productie van thermische zonne-energie varieert naargelang de aan- of afwezigheid van licht (zon, wolken, nacht).
In het Belgische klimaat zijn de seizoensgebonden schommelingen aanzienlijk: hoge productie in de zomer, lage productie in de winter.
“Zeldzame aardmetalen”
Thermische zonnepanelen bevatten geen “zeldzame aardmetalen” (metalen die vervuilend zijn om te winnen en te raffineren).
Veiligheid en onderhoud
Thermische zonne-energiesystemen vereisen weinig onderhoud: eens in de 3 tot 4 jaar.
Installatiekosten
Een standaard zonnesysteem van 4 m² kost tussen €4.300 en €5.300.
U moet er echter rekening mee houden dat u altijd een back-upsysteem nodig hebt om warm water te produceren op dagen dat er weinig zon is, vooral in de winter.
Als deze back-up door olie of gas wordt geleverd, zijn de besparingen waarschijnlijk niet erg aantrekkelijk, aangezien de prijzen van deze brandstoffen concurrerend zijn.
In tegendeel, als de zonne-installatie het gebruik van een elektrische boiler vermindert, zullen de besparingen zeer aantrekkelijk zijn, omdat de elektriciteitsprijs hoog is.
Deze extra energie kan echter ook geproduceerd worden uit hernieuwbare energiebronnen, dankzij een PVheater (water verwarmd door zonne-energie) of een hout- of pelletketel.
Ondersteuning en premies
Vlaanderen, Wallonië en het Brussels Gewest bieden een premie aan voor de aankoop van een zonneboiler.
Milieu- en sociale gevolgen
Zonneboilers zijn gemakkelijk te installeren op de daken van gebouwen (huizen, flats, bedrijven, scholen, enz.) of op de grond, bijvoorbeeld bij een zwembad.