Roofs 2017-03-32 Vacuümbuizen voor zonnewarmte op platte daken

special solar

De markt voor zonnewarmte is bezig een vlucht te nemen. Marcel Cloosterman (Rivusol, Ik ben Ra en bestuurslid Holland Solar) voorspelde deze groei al in Roofs september 2016. In dit artikel gaat hij nader in op de nieuwste ontwikkeling voor platte daken: zonnewarmte die wordt opgewekt via speciale vacuümbuizen.

De titel van het artikel uit Roofs september 2016 is ‘Potentieel zonnewarmte is enorm’. Dat blijkt, want de markt voor dit soort toepassingen maakt een duidelijke groei door. De overheid zet stevig in op het opwekken van zonnewarmte door de ISDE voor deze systemen voor 2017 met 50% te verhogen. Tel daarbij op dat de gasprijzen blijven stijgen, en de verklaring voor de groei van de markt voor zonnewarmte is gegeven. Productontwikkeling zorgt ervoor dat opbrengst van de systemen verder wordt verbeterd en dat het aantal toepassingsmogelijkheden wordt vergroot. De oplossing met behulp van vacuümbuizen is met name ontwikkeld voor situaties waarin de toepassing van standaard collectoren om esthetische redenen niet gewenst is.

Cloosterman legt het principe van de buizen uit aan de hand van de werking van een thermosfles. De standaard vacuümbuizen (“heatpipes”) bestaan namelijk uit twee glazen buizen die in elkaar zijn geschoven. Tussen deze twee buizen bevindt zich een isolerende vacuümlaag, die ervoor zorgt dat de warmte van de zon wel naar binnen komt, maar niet meer naar buiten gaat. In de binnenste buis wordt de warmte opgevangen door een speciale coating die zonlicht omzet in warmte en dat vervolgens afgeeft aan een vloeistof in een buisje, waarmee de warmte verder wordt getransporteerd. Dit transport is alleen mogelijk als de buis onder een hoek staat.

Bij de speciale vacuümbuiscollector, die horizontaal kan worden geplaatst, is er slechts één glasbuis, waarbij de hele buis onder vacuüm staat. In de buis ligt een plaatje met een coating die het zonlicht omzet in warmte. Het transport van de warmte via de vloeistof is technisch anders waardoor de buis horizontaal kan liggen en de warmte toch wordt getransporteerd.

Maximalisatie opbrengst

Deze speciale vacuümbuizen worden dus horizontaal op het dakvlak geplaatst zodat ze vanaf straatniveau niet zichtbaar zijn. Door de enkele glaslaag en het hoge vacuüm hebben ze een extra hoog rendement. Hoe wordt dit gerealiseerd? Cloosterman: “De plaatjes in de buizen worden onder de juiste hellingshoek geplaatst, afhankelijk van de toepassing van de gebruiker. De maximale opbrengst over het jaar wordt behaald als de plaatjes in een hoek van 35-38° worden geplaatst. Maar wil men juist meer warmte in de winter, voor verwarming, dan worden de plaatjes onder een hoek van 45-50° gezet.”

“De meeste opbrengst wordt vanzelfsprekend gehaald in de zomer, wanneer de zon het hoogst staat en de dagen het langst zijn. Maar dat levert overcapaciteit op, wat betekent dat de warmte op moet worden geslagen voor het moment dat het nodig is. Als men die overcapaciteit toch niet gebruikt, kan men er ook voor kiezen de opbrengst in de winter te maximaliseren omdat men op dat moment de warmte het hardst nodig heeft. In de winter is de opbrengst maximaal bij een hellingshoek van de plaatjes van 50°.”

Zelfreinigend vermogen

Het systeem is zoals gezegd speciaal ontwikkeld voor horizontale toepassing. Voor hellende daken zijn andere systemen beschikbaar. Volgens Cloosterman betekent dit niet dat extra onderhoud nodig is. “Het systeem bestaat zoals gezegd uit glazen buizen. Dat betekent dat het oppervlak glad en rond is: eventueel vuil spoelt van dit oppervlak af. Aan de onderkant kan na verloop van tijd wel wat groene aanslag ontstaan omdat dit de plek is waar het water de buis verlaat. Hoewel dit nauwelijks ten koste gaat van de opbrengst (op die plaats komt de zon immers niet), raden wij toch aan om tijdens het dakonderhoud dit met een sopje even te reinigen.”

Met deze innovatie wordt nu een systeem geïntroduceerd dat voor platte daken een esthetische oplossing biedt, en waarvan het rendement gunstig is. Cloosterman geeft aan er vertrouwen in te hebben dat het systeem ertoe bij zal dragen dat de toepassing van zonnewarmte op het dak verder ingeburgerd zal raken.