van der Lede B.V.
van der Lede B.V.

Daken met zonnepanelen en zonnecollectoren

De conventionele energiebronnen beginnen langzaam maar zeker uitgeput te raken en zijn vaak ook milieubelastend. Het gebruik van zonne-energie voor het opwarmen van water of het opwekken van elektriciteit is dan ook een techniek die duidelijk in de lift zit. Velen zijn er zelfs stellig van overtuigd dat in de nabije toekomst zonnecellen en zonnecollectoren standaard deel zullen uitmaken van het dak van onze woning.

Eeuwenlang hebben daken een louter afschermende functie gehad, namelijk het onderliggende gebouw en haar bewoners vrijwaren van de weersinvloeden zoals regen, wind, sneeuw en extreme temperaturen. Maar daarin begint stilaan verandering te komen met de komst van de zonnepanelen en -collectoren. De honderden vierkante kilometers beschikbaar en 'onbenut' dakoppervlak in ons land vormen immers de ideale basis voor de opbouw of integratie van dergelijke installaties. Het is dus duidelijk dat onze daken in de loop van de volgende eeuw de nodige constructieve en architectonische veranderingen zullen ondergaan.

De zonnecollector

Zonnecollectoren

Een zonnecolletor zet zonne-energie om in warmte. De zonnewarmte die door een op het dak geplaatste zonnecollector wordt opgevangen, wordt meegenomen naar een opslagvat door een transportmedium dat door de collector wordt gepompt. In dit opslagvat, dat nodig is omdat de warmte-behoefte en het warmte-aanbod natuurlijk niet steeds samenvallen, wordt de warmte van het collectorwater via een warmtewisselaar overgedragen aan het leidingwater. Omdat het water niet altijd een voldoende hoge temperatuur heeft wordt er gebruik gemaakt van een naverwarmer om het water op de gewenste temperatuur te brengen.

Men maakt onderscheid tussen enerzijds de 'gevulde' systemen, waarbij het transportmedium dat door de zonnecollector stroomt bestaat uit een mengsel van water en anti-vries, en anderzijds de zogeheten leegloop- of terugloopsystemen die gebruik maken van zuiver water. Bij dit laatste systeem wordt het collectorcircuit slechts gedeeltelijk gevuld en enkel wanneer er voldoende licht op de collectoren valt en het opslagvat niet oververhit is, wordt het water rondgestuurd en wordt het collectorcircuit volledig gevuld. Op deze manier bekomt men een efficiënte beveiliging tegen bevriezing en oververhitting.

Het zonnepaneel

Wanneer we spreken over een zonnepaneel bedoelen we in feite een photovoltaïsch of kortweg PV-paneel. Deze panelen zetten zonne-energie om in elektriciteit en zijn opgebouwd uit meerdere kleine vierkante zonnecellen die met elkaar verbonden zijn. Deze plaatjes zijn opgebouwd uit flinterdunne laagjes halfgeleidend materiaal waartussen -onder invloed van het zonlicht- een spanningsverschil ontstaat. De zo opgewekte energie kan direct worden gebruikt of worden opgeslagen in batterijen of accu's. Voor de toepassing van dergelijke panelen kan men kiezen uit twee verschillende systemen: het autonome of 'stand alone'-systeem en het netgekoppeld systeem.

Autonoom systeem

De drie hoofdcomponenten van het autonoom systeem zijn:

  • PV-panelen die het zonlicht omzetten in elektriciteit;
  • Een oplaadbare accu die zorgt voor de opslag van elektriciteit vermits men bijvoorbeeld 's avonds -wanneer de zon niet meer schijnt- vooral behoefte heeft aan licht en dus ook aan elektriciteit;
  • Een laadregelaar voor een veilige koppeling van de panelen met de accu en de gebruiker.

Het voornaamste 'nadeel' van dit systeem is de aanzienlijke ruimte die in beslag wordt genomen door de vrij dure accu's. Het autonome systeem wordt dan ook meestal gebruikt voor de energievoorziening van bijvoorbeeld lichtboeien en verkeerssignalisatie.

Netgekoppeld systeem

Een interessant alternatief is daarom het netgekoppeld systeem waarbij een wisselwerking bestaat tussen het PV-systeem en het algemene elektriciteitsnet. Dit systeem is opgebouwd uit:

  • De PV-panelen die het zonlicht omzetten in elektriciteit;
  • Een apparaat dat de opgewekte gelijkstroom omzet in wisselstroom (omvormer);
  • Een koppeling aan het elektriciteitsnet die de functie van de accu in het autonome systeem vervult. Bij een overschot aan elektriciteit wordt er geleverd aan het net en bij een tekort wordt er elektriciteit onttrokken. Daarom worden er bij deze toepassing meestal ook twee elektriciteitsmeters geplaatst. Uit praktisch oogpunt tracht men echter te bereiken dat er bij kleinere installaties slechts één meter geplaatst zou worden die dan "zowel vooruit als achteruit loopt". Een bijkomend vraagteken en technisch probleem dat hierbij nog moeten worden opgelost is de teruglevering in mono- of driefase.
PV-panelen

Vooroordelen inzake zonne-energie

Sinds hun ontstaan hebben de zonne-energiesystemen voortdurend te kampen gehad met verschillende vooroordelen, die door de voorstanders van deze vorm van energiewinning vanzelfsprekend worden aangevochten. Zo zou zonne-energie nooit de conventionele energievoorziening in onze woning kunnen vervangen. De zogenaamde NUL-energiehuizen in Duitsland, Nederland en Scandinavië bewijzen het tegendeel en tonen aan dat een combinatie van actieve en passieve benutting van zonne-energie wel degelijk het grootste deel van onze energiebehoefte kan dekken, mits een rationeel energiegebruik natuurlijk (goede isolatie, gebruik spaarlampen, enz...). En wat op koude dagen of op momenten wanneer de zon niet schijnt? Zonne-energiesystemen werken op zonlicht en functioneren dus ook bij gewoon daglicht of lichtbewolkt weer. Bovendien worden in Europa en vooral in Noord-Europa alle standaard zonnecollector-installaties uitgerust met een betrouwbare naverwarming zodat ook tijdens minder zonrijke periodes de warmwatervoorziening is verzekerd.