Planning

De invloed van de gewenste dekkingsgraad

De gewenste dekkingsgraad van het zonnesysteem, d.w.z. het aandeel van de jaarlijkse warmtebehoefte die door de zon moet worden geleverd, is een belangrijke richtmaat voor de dimensionering van het zonnesysteem. Daar de som van alle aangevoerde energieën in aanmerking wordt genomen, zijn in de dekkingsgraad ook alle warmteverliezen (reservoirverlies, leidingverliezen en, indien aanwezig, circulatieverliezen) ingecalculeerd.

Definitie van de dekkingsgraad:

D[%]=(zonne-energie / zonne-energie + energie van de verwarmingsketel) x 100
Zonnestraling en warmtebehoefte stemmen tijdsgezien niet overeen. Daarom is een 100 percent dekking door de zon zonder seizoensgebonden opslag niet mogelijk.

Berekening op basis van een dekkingsgraad van +/- 60%

Bij ca. 60 % jaarlijkse dekking door het zonnesysteem wordt in de zomermaanden (buiten de verwarmingsperiode) veruit een volledige zondekking bereikt, zodat de verwarmingsketel tijdelijk buiten bedrijf kan worden gesteld. Daarom wordt vooral in eengezinswoningen een dekking van 60% of meer nagestreefd. Bij langere periodes van slecht weer kan het echter ook in de zomer nodig worden om de verwarmingsketel opnieuw in werking te stellen.

De systeembenuttingsgraad

De systeembenuttingsgraad dient voor de energetische waardebepaling van een zonnesysteem. Hij houdt rekening met de graad van benutting van de ingestraalde zonne-energie bij de omzetting en daarop aansluitende opslag van de warmte.
De systeembenuttingsgraad is gedefinieerd als de verhouding van nuttige zonnewarmte die uit het zonnesysteem aan het conventionele systeem afgegeven wordt, tot de zonne-energie die terzelfdertijd op het collectorveld valt. Bij eenvoudige installaties met een boiler gaat het in wezen over de warmte die van de zonne-installatie naar het reservoir gevoerd wordt.

Systeembenuttingsgraad en zonne dekkingsgraad zijn tegengesteld

Typische systeembenuttingsgraden van collectorinstallaties liggen tussen 30% en 50%. Daarbij dient erop gewezen dat de systeembenuttingsgraad bij een stijgende dekkingsgraad zakt (en omgekeerd).

Dit is door twee effecten te verklaren:

  1. Met een toenemende dekkingsgraad stijgt ook de gemiddelde collectortemperatuur, terwijl het water niet alleen voorverwarmd maar op de gewenste temperatuur verwarmd moet worden. Met een toenemende collectortemperatuur nemen echter ook de collectorverliezen toe, waardoor de benuttingsgraad daalt.
  2. Een hoge dekkingsgraad vereist relatief grote collectoroppervlakken, om ook in overgangstijden een voldoende bijdrage van het zonnesysteem tot de warmwaterbereiding te kunnen krijgen. In de zomermaanden ontstaan dan echter overschotten, d.w.z. een deel van de zonnewarmte wordt helemaal niet gebruikt waardoor de benuttingsgraad daalt.

De invloed van de stralingsintensiteit

De jaarlijkse intensiteit van de straling van de zon schommelt in België afhankelijk van de plaats. Typische waarden in het westen van 1000 tot 1200 KWh/m2 x a liggen ongeveer 10-20% boven die van 900 tot 1000kWh/m2 x a in het oosten. Daartussen kunnen er plaatselijke bijzonderheden optreden, die ook bij de planning in acht moeten genomen worden.

De invloed van de hellingshoek en de zuidelijke oriëntatie

De maximale opbrengst wordt bij een zuiver zuidelijke oriëntatie en 45° helling opgetekend. In de praktijk komt het echter bij oriëntatie tussen zuidoosten en zuidwesten alsook hellingshoeken tussen 30° en 50° al tot significante opbrengsten. Grotere afwijkingen (oost- of westdak) kunnen door vergroting van het collectoroppervlak worden gecompenseerd.

Vuistregels voor de dimensionering

Bij een gemiddeld verbruik en goede oriëntatie worden voor een 60 percent dekking per persoon ca. 1 tot 1.5 m2 Roth vlakke collectoren gebruikt. Voor het volume van de zonneboiler wordt de 1,5- tot 2-voudige dagelijkse behoefte aan warm water in acht genomen.

In onderstaand document kan u het nomogram voor de configuratie van het Roth zonnesysteem voor de verwarming van sanitair warm water met Roth zonnecollectoren terugvinden.