15.4 Collectoren en panelen

De energie-opbrengst en efficiëntie bij collectoren (warmte) en panelen (elektriciteit) is afhankelijk van de onderdelen en aspecten vermeld in tabel 15.6. en is van invloed op de EP-berekening.

Wanneer dezelfde panelen allemaal gelijk zijn op bijvoorbeeld een schuin dak, dan is het één systeem. Bij gelijke panelen, waarbij een onderdeel afwijkt, dan neem je dat op als verschillende systemen.
In de foto’s hieronder links een voorbeeld van twee rijwoningen aan elkaar. De linkse woning is één systeem, de rechtste woning kan als een ander systeem worden opgenomen door de beschaduwing van de panelen aan de rechterkant van de dakkapel.
Op de rechter foto een voorbeeld van twee systemen door verschil in oriëntatie.

15.4.1 Hellingshoek

Dit is de hoek tussen het paneel of de collector en het horizontale vlak (0°). Dit kan je opmeten op het dak zelf (telefoon met app hellingshoek), van tekeningen of berekenen met de sinus. De beste hellingshoek is tussen de 30° en 65°

Voorbeeld Hellingshoek zonnepaneel berekenen:

15.4.2 Oriëntatie

Valt net als bij de richting van de gevels binnen een oriëntatieklasse (N, NO, O, ZO, Z, ZW, W, NW) en deze moet je bepalen per zonne-energiesysteem. De tussenliggende waarden worden afgerond op de dichtstbijzijnde oriëntatie volgens tabel 8.5.
Je kan het bepalen met een kompas (app op telefoon), kadastrale kaart, tekening met noord-pijl. De beste oriëntatie is richting het Zuiden.

15.4.3 Bouwintegratie (PV en PVT)

De mate van ventilatie (betere ventilatie is koeler, dus efficiënter) is van invloed op de efficiëntie.

• Niet
• Matig
• Sterk

Geïntegreerde zonnepanelen zijn slecht geventileerd.

15.4.4 Piekvermogen (Wp/M²) van PV-panelen (PV en PVT)

Het piekvermogen is opgewekte vermogen van een paneel onder optimale bedrijfsomstandigheden en dit moet je kunnen bepalen per M² (Wp/M²). Dit is wat je in de software moet invoeren.

Kwaliteitsverklaring:
lees het Wp/M² gewoon af. Let hierbij op dat het paneel vaak groter is dan het aantal m² en in de software moet ook Wp/M² ingevoerd worden.

Geen Kwaliteitsverklaring:
Als er een kwaliteitsverklaring aanwezig is dan bepaal je Wp/M² aan de hand van:

• Paneeltype
• Installatiejaar

Zoals altijd mag informatie niet van een andere bron worden overgenomen (Techniche gegevens van de leverancier, Folders, Websites, Gegevens op de achterkant van het paneel)
Deze informatiebronnen mogen wel worden gebruikt om het type paneel te bepalen.

Er bestaan 3 soorten/types PV-panelen en deze moet je kunnen bepalen, want het gemiddelde Wp/M² is verschillend per type.

1. Monokristallijn
2. Polykristallijn (ook wel multikristallijn)
3. Amorf.

Kristallijne panelen:

90-95% van de zonnepanelen zijn kristallijne panelen en gemaakt van silicium. Dit zijn de panelen welke je overal ziet liggen. Ze zijn opgebouwd uit meerdere meerdere kleine (max 15 bij 15 cm) cellen en deze kunnen blauw- of zwartgekleurd zijn. Ze zijn niet buigzaam, dikker dan Amorf-panelen en zitten altijd in een frame.

Bekijk de video hieronder van Fritts, welke het verschil duidelijk uitlegd.

Amorf panelen:
Ze Bestaan uit grotere aaneengesloten oppervlakten, vaak egaal gekleurd en kunnen dun en buigzaam (dunne film) zijn, maar ze kunnen ook niet buigzaam zijn, dan zitten ze tussen 2 glazen platen in een frame. Ze worden niet vaak toegepast en hebben een lager rendement. Om het zelfde vermogen te behalen als Poly-kristallijn moeten ze 1.5 keer zo groot zijn. Ze doen het vooral goed in diffuus (zwak, verspreid) licht op een niet ideale oriëntatie zoals richting het Noorden.

De paneeleigenschappen staan op de achterkant van het paneel vermeld, wanneer ze op het dak liggen kan je dat misschien niet bekijken, dan moet informatie, documentatie van de factuur of herkenning worden gebruikt.

Je moet de volgende aspecten opnemen volgens tabel 15.7.

Op het examen moet je aan de hand van een plaatje Mono, Poly en Amorf kunnen bepalen. De typen Amorf hoef je niet te weten.

15.4.5 Type en eigenschappen zonnecollectoren (zonneboilers en PVT)

Er zijn 3 verschillende typen in het opnameprotocol voor zonnecollectoren (zonneboilers en PVT):

Niet-beglaasde / niet afgdekte collector
Deze zie je vrijwel nooit voor een tapwatersysteem in een woning en worden veel gebruikt voor het verwarmen van zwembadwater, wat door de leiding stroomt en door de zon verwarmt wordt. Meestal zijn ze van rubber.

Beglaasde of afgedekte collector
Dit wordt ook wel de vlakke plaat collector genoemd en ziet er bijna uit als een zonnepaneel. Het is een zwarte plaat afgedekt met een glazen plaat in een rechthoekige bak van ongeveer 10 cm dik. Achter de zwarte plaat zit een koperen buis met een doorstromende vloeistof welke wordt verhit

Vacuüm buis zonnecollector
De vacuüm buis collector bestaat uit twee glazen buizen in elkaar. Tussen beide buizen is een vacuüm. De binnenste buis wordt opgewarmd door zonlicht. Door het vacuüm en een spectraalselectieve laag kan warmte niet door convectie of straling de collector verlaten. Door de binnenste buis stroomt een vloeistof die de warmte afvoert.

Niet-beglaasde / niet-afgedekte collector

• Vrijwel nooit toegepast
• Kunnen ook PVT systemen zijn
• Minder efficiënt
• Goedkoop
• Licht en robuust
• Kan niet tegen vorst
• Geen waterdruk mogelijjk
• Meer voor zwembaden

Beglaasde of afgedekte collector

• Meest toegepast
• Kunnen ook PVT systemen zijn
• Redelijk efficiënt
• Middelmatige kosten
• zwaarder en fragiel
• Alle weersomstandigheden
• Waterdruk mogelijk
• Vlakke plaat collector

Vacuümbuis

• Steeds vaker toegepast
• Kunnen geen PVT systemen zijn
• Zeer efficiënt door hoge temperatuur
• Duurder
• Fragiel
• Alle weersomstandigheden
• gecondenseerde vloeistof en damp
• Heat pipe systeem

Naast het type collector worden de collectoreigenschappen ook bepaald door:

• Het pompvermogen van de collectorpomp in het circuit
• Het warmteoverdrachtcoëfficiënt va de warmtewisselaar
• De leidinglengte van het circuit ban het zonne-energiesysteem
• De warmteverliescoëfficiënt van de leidingen in het collectorcircuit en de collectorparameters η0 en a1
• De gegevens van het opslagvat of de opslagvaten.

Tabel 15.8 laat zien welke aspecten van PVT- en zonnecollectorpanelen moeten worden opgenomen.

Wat moet je kunnen herkennen?

• De collector parameters warmteoverdrachtcoëfficiënt van de warmtewisselaar, η0 en a1
  – Zijn aangegeven in de kwaliteitsverklaring;
  – Beschreven in technische gegevens van de leverancier.
• Definitie parameter η0 van de collector
  (ook wel Eo): Geeft een waarde voor het (optische) rendement van de collector en is een getal tussen 0 en 1 of een percentage.
• Definitie parameter a1 (ook wel K1): Betreft de eerste-orde-warmteverliescoëfficiënt van de collector in W/m²·K.

Wat moet je kunnen bepalen?

• Het type collector en indien bekend, de collectorparameters per systeem
• Alser bij een kwaliteitsverklaring geen collectorparameters zijn opgeven, direct gegevens van verklaring
• Bij een PVT-systeem met onbekende collector
  – Rekenen met “niet beglaasd”
  – Verhouding tussen totale oppervlak van de collectoren en het volume van het opslagvat voor warmwater ligt tussen 0,015 – 0,03 m²/l.

15.4.6 Paneel- of collectoroppervlakte

1. Gegevens kwaliteitsverklaring
2. Productdocumentatie
3. Vlakke plaat collectoren: Zelf opmeten bruto oppervlakte, dus inclusief randen van PV(T) panelen of vlakke plaatcollectoren.
4. Vacuüm buis collectoren: Zelf opmeten bruto oppervlakte X 60 (hoge efficiëntie).
5. Bij gebouw waarvan met gedeelde zonne-oppervlakte naar rato van GO verdelen.

Wat moet je kunnen herkenen en bepalen?

De verschillende systemen moet je kunnen herkennen en kunnen bepalen wat de totale oppervlakte van een PV systeem is. Bij collectoren bepaal je de oppervlakte per stuk en tel je het aantal collectoren voor invoer in de software.

15.4.7 Beschaduwing

Net als bij ramen geldt beschaduwing voor panelen en collectoren. Je houdt alleen rekening met beschaduwing afkomstig van het eigen perceel. En bomen of andere natuurlijke elementen worden buiten beschouwing gelaten.

Beschaduwing kan worden veroorzaakt door bijvoorbeeld:

• Schoorstenen
• Ventilatie-units
• Verdampers
• Bouwkundige elementen
• Uitbouwen en/of torens van gebouwen

Relatieve hoogte en breedte

De mate van beschaduwing door belemmeringen en zijbelemmeringen wordt uitgedrukt in een Relatieve hoogte en Relatieve breedte. Overstekken spelen geen rol bij PV-panelen en zonnecollectoren.

Wat moet je kunnen bepalen?

Per paneel de relatieve hoogte en relatieve breedte van de belemmeringen en zijbelemmeringen.