De zonneboiler, duurzaam warm water
Vrijwel iedereen die spreekt over zonnepanelen heeft het dan over de zogenaamde PV-panelen. Oftewel de zwarte of blauwe panelen die zonne-energie omzetten in elektriciteit en deze vervolgens in huis gebruiken of teruggeven aan het elektriciteitsnetwerk om daarvoor jaarlijks beloond te worden met een lagere energierekening.
Maar op de Nederlandse daken, of in de tuinen zo je wilt, kunnen ook zonneboilers geplaatst worden. Deze panelen, altijd in combinatie met een waterboiler voor de opslag, zorgen voor warm water wat gebruikt kan worden voor de verwarming of om mee te douchen dan wel andere doeleinden.
Nou zou je zeggen dat in Nederland niet genoeg warmte ontstaat uit zonnestralen, maar laat dat nou niet aan de basis liggen van het genereren van warm water. Ook hier worden de zonnestralen door een bepaald proces omgezet in energie waarmee het water opgewarmd wordt. Hoe dit precies in zijn werk gaat, welke panelen of systemen er bestaan en wat de voor- en nadelen zijn van dit systeem wordt op deze pagina verder uitgelegd.
Hoe werkt een zonneboiler?
Voor een systeem met een zonneboiler heb je een aantal basiselementen nodig, te weten:
- een waterboiler
- een absorber
- warmtewisselaar
- een stel zonnecollectoren
Op het dak is een zonnecollector bevestigd, deze gebruikt de warmte van het zonlicht om een vloeistof in het buizensysteem te verwarmen. Een zonnecollector (het paneel op het dak) is ongeveer tussen de 2 m2 en 5 m2 groot. Deze is gekoppeld aan een pomp, voorraadvat en leidingen. In het voorraadvat kan 80 liter tot 500 liter warm water bewaard worden. Indien het water niet warm genoeg wordt door de zon, zorgt een naverwarmer (vaak een spiraal in de boiler, of een warmtepomp dan wel CV-ketel) dat het op temperatuur wordt gebracht.
In een collector kan de temperatuur oplopen tot wel 90 graden. In het buizensysteem loopt een vloeistof, deze werkt als een warmtetransportmiddel. De vloeistof loopt van de collector naar het voorraadvat. De vloeistof wordt rondgepompt door een pomp. Zodra de vloeistof aankomt in het voorraadvat loopt deze door een warmtewisselaar. De warmtewisselaar geeft de warmte af aan het kraanwater die weer in een ‘schone’ opslagvat bewaard wordt.
Het vloeistof dat door de zon verwarmd wordt komt dus nooit in aanraking met uw douchewater bijvoorbeeld. Of het douchewater loopt nooit eerst via het dak door het paneel heen om vervolgens uit de douchekop te stromen.
Zoals gezegd, er zal naast een zonneboiler wel altijd een reservesysteem moeten staan als meer warm water nodig is dan dat de zonneboiler op dat moment kan opwarmen. Denk hierbij aan een warmtepomp of een hybride CV-ketel.
Het water uit de boiler wordt tot 60 graden bijverwarmd. De temperatuur van het water moet minimaal 60 graden zijn om de groei van de Legionella bacterie te voorkomen. Gastoestellen of warmtepompen met een NZ-label (dat staat voor Naverwarming Zonneboiler) kunnen gecombineerd worden met een zonneboiler.
Voordat u een zonneboiler gaat aanschaffen kan overigens het beste eerst bekeken worden of het dak geschikt is voor het plaatsen van een zonnecollector en boiler. Immers de capaciteit dient te passen bij de warmwaterbehoefte van het huishouden (bijvoorbeeld een vat van 120 liter voor een huishouden met 2 personen). De CV-ketel dient ook geschikt te zijn om als naverwarmer gebruikt te kunnen worden met de zonneboiler. Let hierbij op het eerder genoemde keurmerk CW-keurmerk (Gaskeur-NZ) en Solar Keymark Keurmerk.
Aan de basis van dit systeem ligt een eeuwenoud idee dat de warmte van de zonnestralen water doet opwarmen. Dit kan vervolgens versterkt worden door de toepassing van zwarte oppervlaktes (zoals in de Romeinse tijd waarin men een watertank zwart maakte, echter dit koelde ook vrij snel af in de schemering) of het plaatsen van spiegels die de zonnestralen richten op 1 punt waardoor dus een brandpunt ontstaat die het water doet opwarmen.
De werking van een zonneboiler is dus vrij eenvoudig. De boiler maakt gebruik van zonne-energie om het water te verwarmen. Het verschil met zonnepanelen, naast dat er warm water wordt geproduceerd en met zonnepanelen stroom, is dat ongebruikt warm water verloren gaat (het warme water blijft wel in het opslagvat maar moet naderhand altijd bijverwarmd worden). Het kan dus niet aan het energienet teruggeven worden.
Een bijzondere en innovatieve variant op de zonneboiler is het gebruik van zogenaamde PVT-panelen. Dit zijn panelen die voorzien zijn van 2 lagen, de een levert warm water, de ander elektriciteit. Hiermee heb je minder dakoppervlakte nodig dan in het geval van 2 gescheiden systemen. Bovendien zorgt de zonneboiler-zijde voor een efficiëntere werking van de PV-zijde, dankzij het verkoelend effect. Dit kan zomaar 10-15% efficiënter zijn dan de conventionele PV-panelen.
Advertentie
Welke soorten zonneboilers zijn er?
Er zijn veel zonneboiler soorten en fabrikanten waardoor het soms lastig is om een goede keuze te maken. Er is één soort zonneboiler-combi en over het algemeen drie type boilers, dat zijn:
- standaard zonneboiler
- compacte zonneboiler
- CV-boiler
Deze drie types kunnen alleen water verwarmen en verschillen met betrekking tot de inhoud van de boiler en de naverwarmer die gebruikt kan worden met de installatie. Zie ook de werking pagina om te bekijken hoe een zonneboiler systeem nu precies werkt.
Indien u graag ook uw woning of uw zwembad wilt verwarmen kunt u kiezen voor de zonneboiler-combi. In principe kunt u ervan uitgaan dat iedere zonneboiler in de Nederlandse handel van goede kwaliteit is en voorzien is van een beveiliging tegen bevriezing en oververhitting.
Een zonneboiler gaat ongeveer 15 tot 25 jaar mee. Bij de aankoop dient u te letten op het Gaskeur keurmerk. Dit is een keurmerk dat aangeeft dat u een zonneboiler systeem van hoge kwaliteit koopt en dat de boiler ook in combinatie met een naverwarmer gebruikt mag worden (zonder dat het een gevaar voor de bewoners oplevert).
Advertentie
De standaard zonneboiler
Een standaard zonneboiler systeem bestaat uit een collector en een voorraadvat (boiler). De zonnecollector wordt op het dak gelegd en aangesloten op een boiler. Deze houdt het water op temperatuur. Een standaard boilervat is 100 liter, maar er zijn ook systemen met 200 en 300 liter inhoud voor de grotere huishoudens.
Zodra er in de woning warm water nodig is, wordt het warme tapwater direct afgegeven uit het voorraadvat of wanneer de temperatuur niet hoog genoeg is, verder opgewarmd door de cv-ketel. Het warme tapwater wordt vervolgens gebruikt voor de douche, badkamer en keuken.
Daarnaast kun je ook de wasmachine en vaatwasser aansluiten. Een standaard zonnecollector is ongeveer 3 m2 groot en wordt boven op de dakpannen bevestigd. Als je een plat dak hebt, worden de collectoren met beugels in combinatie met balast boven op het dak bevestigd.
Voordelen
- Goedkoopste oplossing van rond de € 2.000
- Oneindige bron van warmte
- Geen Co2 uitstoot bij het verwarmen van water of de woning
- Makkelijk te integreren met huidige systemen
- Onderhoudsvriendelijk
- Woning stijgt in waarde
Nadelen
- Standaard boiler is niet genoeg voor heet water. Wil je heet water, dan zul je het moeten combineren met een CV-ketel of een boiler met verwarmingselement
- Zonnecollectoren zijn relatief zwaar door de vloeistof, niet ieder dak is geschikt
- Esthetisch minder mooi op dak (in ieder geval de heat pipe varianten)
- Terugverdientijd
De compacte zonneboiler
Bij de compacte zonneboiler zijn de collector en het voorraadvat met elkaar geïntegreerd, vandaar de naam ‘compacte’ zonneboiler. Het voordeel van dit type zonneboiler is dus dat deze zonneboiler veel minder plaats inneemt, omdat er geen boiler in het huis hoeft te staan.
Het is wel belangrijk dat het dak het extra gewicht van de boiler kan dragen. Een erkende installateur zal hierbij moeten adviseren. Een compacte zonneboiler heeft gemiddeld een wat kleinere inhoud dan de standaard boiler. Denk hierbij aan een voorraadvat met een inhoud tussen de 75 en 150 liter.
Een compacte zonneboiler levert alleen warm tapwater voor douche, badkamer en keuken. Meer niet, wat meteen het grootste nadeel van een compacte zonneboiler is: in de meeste gevallen kan het niet aangesloten worden op het verwarmingssysteem. Dit type zonneboiler is daarom ideaal voor kleinere woningen met weinig ruimte en een laag warm water verbruik. Denk bijvoorbeeld aan zomerhuisjes en gastenverblijf in de tuin.
Voordelen
- Ideaal voor woningen met weinig ruimte voor een boiler
- Ideaal voor zomerhuisjes en gastenverblijven
- Perfect voor warm tapwater
Nadelen
- Dakconstructie moet extra gewicht van 75 tot 150 kilo aan kunnen
- Niet geschikt voor verwarmen woning
- Installateur nodig voor berekening draagkracht dak
Advertentie
De CV-zonneboiler
Een cv zonneboiler heeft zijn naam te danken aan het feit dat er een leiding van de cv-ketel als een spiraal door het voorraadvat loopt. De temperatuur van het water in het voorraadvat is daardoor hoger (60 graden Celsius) dan bij andere zonnecollectorsystemen.
Het voordeel hiervan is dat de zonneboiler als een soort van voorverwarmer werkt voor de cv-ketel. De cv-ketel hoeft hierdoor minder hard te werken waardoor je bespaart op je stookkosten.
Daarnaast kun je met deze oplossing veel warm water op hetzelfde moment gebruiken. De grote buffer betekent dat je in veel gevallen kan douchen en afwassen op het zelfde moment. Omdat het voorraadvat meer warmte kwijt kan, door het cv-water voor te verwarmen, levert deze oplossing de grootste besparing en het meeste rendement op.
Daarnaast is dit de beste oplossing voor grote woningen met een groot huishouden. Het voorraadvat staat net zoals een standaard zonneboiler systeem los van de collector op het dak.
Voordelen
- Efficient en effectief tegelijk
- Geschikt voor alle warm water toepassingen in de woning
- Uitermate fijn voor grotere huishoudens waar regelmatig tegelijk gedoucht wordt in meerdere badkamers
Nadelen
- Forse investering nodig
- Op lange termijn zal de CV-ketel uit de gratie geraken i.v.m. de gasprijs
- Integratie met bestaand systeem is te doen, maar dient door een erkende installateur te gebeuren
De combi-zonneboiler
Als je naast warm tapwater ook je huis wilt verwarmen met een zonneboilersysteem dan is een zonneboiler combi de juiste keuze uit de zonneboilersystemen.
Dit werkt het beste met vloer- of wandverwarming (LTV) als verwarmingssysteem in huis. Deze vormen van verwarmingssystemen werken met lage watertemperaturen van maximaal 55 graden (en in het geval van de vloerverwarming van 32 graden). Met lage temperatuurverwarming wordt er langer en constanter gestookt, ten opzichte van de normale verwarming via radiatoren. Dat is gunstig voor de verwarming vanuit het boilervat, omdat het vat niet zulke hoge temperaturen aan kan.
In dit systeem wordt het voorraadvat uitgerust met meerdere warmtewisselaars waarmee het verschillende watertemperaturen (warm tapwater en leidingwater voor cv) kan leveren. De cv-ketel zorgt ervoor dat het water uit het voorraadvat na-verwarmd wordt als dit nodig is om de gewenste watertemperatuur te bereiken.
Voordelen
- Werkt perfect voor woningen die reeds voorzien zijn van warmtepompen en lage temperatuur verwarming (LTV)
- Ook zeer geschikt voor huishoudens met groot waterverbruik
- Perfecte combi mogelijk met zonnepanelen
Nadelen
- Forse investering nodig
- Verwarmen via een elektrische warmte element maakt afhankelijkheid van zonnepanelen groter om efficiënt te zijn
- Veel ruimte nodig op dak en in de woning
Advertentie
Welke soorten zonnecollectoren zijn er?
Naast de verschillende zonneboilersystemen zijn er ook verschillende zonnecollectoren. Uiteraard, om de zonne-energie op te vangen en deze om te zetten naar warmte. De zonnecollectoren die op het dak komen te liggen zijn er in twee verschillende varianten namelijk de vlakke plaat en vacuümbuis zonnecollector. Het PVT paneel is een nieuwe techniek waarmee je zowel warmte als elektriciteit opwekt.
Vlakke plaat zonnecollector
De vlakke plaat zonnecollector is een zonnecollector die op het eerste oog veel lijkt op een zonnepaneel waarmee je elektriciteit opwekt. Zoals de naam al doet vermoeden is deze collector vlak. Onder de vlakke plaat zitten buizen met vloeistof die opwarmen zodra er zon op de plaat valt. De opgewarmde vloeistof stroomt vervolgens via de buizen naar de boiler.
Een vlakke plaat zonnecollector is vlak en egaal zwart. Veel huiseigenaren kiezen voor dit type collector omdat ze dit mooier vinden dan vacuümbuis of heat pipe.
De vlakke plaat zonnecollector is ook te gebruiken in een zogenaamd zonnedak. Dit dak bestaat uit zonnepanelen en/of zonnecollectoren die als dakbedekking gebruikt worden. Als je het dak gaat vervangen kan dit financieel aantrekkelijk zijn omdat je minder dakpannen nodig hebt om het dak mee te bedekken.
Dit type collector heeft een goede prijs/prestatieverhouding: relatief veel opbrengst voor je investering bij gemiddelde zoninstraling, maar juist weer minder als er veel of juist weinig zon is. Een voordeel is ook dat een goede dakintegratie mogelijk is.
Voordelen
- Ziet er goed uit op een dak, ook in combinatie met PV-panelen
- Kan prima verwerkt worden in zonnedaken
Nadelen
- Minder efficiënt dan heat pipes
- In de winter veel minder effectief en is bijverwarmen met een warmtepomp of CV-ketel gewenst
- Minder geschikt voor het verwarmen van huizen
Vacuümbuis of heat pipe
Een vacuümbuis zonnecollector wordt ook wel een heat pipe genoemd. Deze zonnecollector bestaat uit meerdere dubbelglas buizen die vacuüm gezogen zijn en waarop een warmte vasthoudende coating is aangebracht. Door de vacuümbuis loopt vloeistof die opgewarmd wordt door de invallende zonnestraling.
Het verschil met een vlakke plaat collector is dat de goede isolerende werking van de buizen ervoor zorgen dat de warmte beter wordt vastgehouden vergeleken met een vlakke plaat zonnecollector. Het rendement is dus over het algemeen hoger.
In de winter en in omstandigheden met weinig licht (bewolking of mist) behaalt een vacuümbuis zonnecollector een hoger rendement dan de vlakke plaat zonnecollector. Als je warm water wilt gebruiken voor het verwarmen van je woning dan is de vacuümbuis zonnecollector de beste oplossing.
Een nadeel ten opzichte van de vlakke plaat collector is dat het maximale vermogen (warmte) dat opgewekt kan worden lager is. Dit is vooral in de zomer te merken wanneer een vlakke plaat zonnecollector een hogere warmte opbrengst heeft.
Ze zijn wel duurder, en lastiger in een dak te integreren.
Een variant hierop zijn de zogenaamde heat-pipes: dan zit er in de vacuumbuis een metalen buis met vloeistof die de zonnewarmte transporteert naar de op te warmen transportvloeistof aan de uiteinden van de vacuumbuizen. Een voordeel is dat dit type zeer goed tegen vorst kan.
Voordelen
- Erg efficient (60 – 80%)
- Ook effectief bij diffuus zonlicht
- Werkt nog steeds naar behoren in het voor- en najaar
- Kan prima toegepast worden bij het verwarmen van een woning
Nadelen
- Esthetisch minder mooi dan een vlakke plaat collector
- Hoewel de gehele constructie versterkt is, zijn de buizen gevoeliger voor breuken
- Zwaarder dan vlakke plaat collector
- Niet geschikt voor zonnedaken
Wat zijn de kosten en opbrengsten van een zonneboiler installatie?
Als eerste indicatie kun je uitgaan van de volgende situatie: Zonneboilers voor een gemiddeld huishouden kosten rond de € 3.000, inclusief installatie, en gaan zo’n 25 jaar mee.
Onderhoudskosten bedragen grofweg tussen €50 per 5 jaar (voor boilers met terugloopsystemen) en €30 per jaar (drukgevuld systeem).
Gezinsgrootte | 2 personen | 4 personen | 6 personen | 8 personen |
Boiler capaciteit | 150 liter | 200 liter | 300 liter | 400 liter |
Warm water oplossing | € 400 - € 600 | € 500 - € 700 | € 600 - € 800 | € 700 - € 900 |
Warm water & | € 800 - € 1.000 | € 1.000 - € 1.200 | € 1.100 - € 1.300 | € 1.300 - € 1.500 |
Voor de installatie van een zonneboilersysteem betaal je al gauw tussen de €1.000 en €1.500 afhankelijk van de grootte en complexiteit van het systeem. Een compacte zonneboiler laten installeren zal ongeveer €1.000 kosten. Wil je 3 zonnecollectoren plaatsen en een voorraadvat van 200 liter dan ben je ongeveer een bedrag van €1.500 voor de installatie. Bij de kosten voor de installatie zitten ook de aanschafkosten voor een waterpomp, leidingwerk en temperatuursensors.
Een gemiddeld gezin van 4 personen bespaart met een zonneboiler ongeveer de helft van het gasverbruik voor warm water. Dit komt neer op ongeveer €150 per jaar. De komende jaren zal aardgas duurder worden en is de besparing met een zonneboiler uiteraard groter. Verder geldt dat de besparing groter is naarmate je warmwaterverbruik groter is. Bovendien zijn er ook verbeteringen te halen als de installatie aangesloten is op het verwarmingssysteem van de woning.
Bij gebruik van een elektrische boiler (vooral in Engeland zie je die veel) is de financiële besparing met een zonneboiler nog groter dan als je warme water nu door een cv-ketel geleverd wordt. Elektrisch verwarmen van water is namelijk nog altijd een stuk duurder dan verwarmen met gas. Elektrisch naverwarmen van het water uit de zonneboiler (bij gebrek aan zonnewarmte) is wel een goede manier om helemaal van het aardgas af te kunnen. De combinatie van zonneboiler en (hybride) warmtepomp is daardoor dan ook erg interessant.
Overigens kan iedereen die een zonneboiler heeft geplaatst, ISDE-subsidie aanvragen. De overheid heeft een apparatenlijst voor zonneboilers opgesteld. De zonneboilers op die lijst komen in aanmerking voor subsidie. De lijst wordt continu bijgewerkt en hierin staat het subsidiebedrag per type zonneboiler. Het is dus absoluut raadzaam hier eerst naar te kijken voordat een keuze wordt gemaakt.
Advertentie
Welke merken zonneboilers en collectoren zijn er?
Het aanbod zonnecollectoren en zonneboilers in Nederland is enorm. Onderstaand overzicht is slecht een eerste indicatie van de meest verkochte systemen. Hierin staan ook de namen van CV-ketel fabrikanten, zoals Nefit en Remeha. Inderdaad, ook zijn hebben zich gestort op de ontwikkeling van zonneboilers, al dan niet voorzien van eigen zonnecollectoren.
Staar je niet blind op deze bekende merken. Sterker nog, er zitten pareltjes tussen die veel betere resultaten halen dan deze A-merken. Ga de onbekende namen dan ook absoluut niet uit de weg, als je vergelijkingen wilt maken tussen een aantal systemen en oplossingen.
 |  |  |  |  |
 |  |  |  |  |
 |  |  |  |  |
 |  |  |  |  |
 |  |  |  |  |