Zonnepanelen - Zonne warmte collectoren

Direct in contact komen met installateurs? Klik hier voor een Vrijblijvende ZONNEPANELEN offerte

Zonne warmte collectoren

Een zonne warmte collector is een zonne collector die specifiek gebouwd werd om hitte de collecteren, dit betekent dat hij het zonlicht moet absorberen om hitte te creëren. Ook al kan men deze term gebruiken voor simpele heet water zonne panelen, wordt de term meestal gebruikt voor meer complexe installaties. Er zijn vele variaties van types van thermale collectoren, zoals parabolische zonne hitte collectoren, zonne door en zonne warmte collector torens. Deze types van zonne hitte collectoren worden meestal gebruikt in zonne kracht centrales waar de hitte van de zon gebruikt wordt om elektriciteit op te wekken door water te verhitten. Dit heet water produceert stoom waarmee men turbines kan aandrijven die geconnecteerd zijn op grote alternatoren.

Platte Panelen

Dit paneel wordt meestal gebruikt voor het verwarmen van een ruimte, of om warm water te produceren. Een plat paneel is het meest voorkomende type van zonne hitte collectoren, en wordt meestal gebruikt om heet water te produceren voor huis tuin en keuken gebruik. Een weer bestendigde isolerende doos met vanbinnen een zwarte metalen absorberende plaat met ingebouwde buizen is in het pad van zonlicht zonnepanelengeplaatst. Zonne energie hit het water op in de buizen, wat ervoor zorgt dat het door het buizensysteem circuleert dankzij natuurlijke convectie. Het water wordt eigenlijk ook nog eens door een opslagtank gepompt die zich boven de collector bevindt. Dit passieve zonne verwarming toestel wordt hoofdzakelijk gebruikt in hotels en huizen die zich bevinden in landen met zonnige klimaten zoals men die vindt in zuid Europa. Voor andere doeleinden, is het de gewoonte om platte zonne panelen energie te gebruiken of geëvacueerde buis collectors met een vaste oriëntatie. De hoogste efficiëntie met deze vaste plat plaat collectoren of geëvacueerde buis collectoren worden bereikt als het paneel naar de zon gericht is en geheld is op een aantal graden dat gelijk is aan de hoek tot de horizon van de helling waarop het staat, gelijk aan de noorderbreedte plus 10 graden. Zonne collectoren vallen meestal in twee categorieën, concentrerende en niet concentrerende zonne collectoren.

In het niet concentrerende type is het collecterende oppervlak hetzelfde als het absorberende oppervlak, dus het vlak dat het zonlicht onderschept is hetzelfde vlak dat het zonlicht omzet in warmte. Er zijn vele platte panelen collectoren ontwerpen die in hoofdzaak allemaal bestaan uit:

  • Een platte absorbeerder die het licht onderschept en daarna de energie absorbeert.
  • Een transparante laag die de zonne energie toelaat om te passeren door de laag maar voorkomt dat er hitte verloren wordt aan de absorbeerder.
  • Een vloeistof die de hitte transporteert, zoals lucht, antivries of water die door de buizen vloeit om de warmte van de absorbator te verwijderen.
  • Een hitte isolerende achterkant, een platte paneel collector is ontworpen om hitte bij te houden, om hitte, en dus ook energiverlies te voorkomen.

Sommige types van collectoren zijn specifiek ontworpen om drinkbaar water te bevatten. In gebieden waar temperaturen onder nul kunnen gaan moeten metalen collectoren voorzichtig worden geplaatst zodat ze compleet geleegd kunnen worden door middel van zwaatekracht voordat het begint de vriezen zodat ze niet openbarsten. Andere recent ontworpen collectoren kan men laten bevriezen. Deze kunnen zonder schade bevriezen omdat hun warm water kanalen typisch gemaakt zijn van voedsel kwaliteit polymeren zoals siliconen rubber, een rubber dat flexibel is en dat stabiel blijft bij een temperatuur van 200 graden celcius.

Andere collectoren zijn een deel van een gesloten hitte uitwisselings systeem, in plaats van dat ze drinkbaar water direct zonnepanelendoor de collectoren laten vloeien. Een mixvan water en propylene glycol, dat gebruikt wordt in de voedselindustrie , kan gebruikt worden om de warmte uit te wisselen om de buizen te beschermen tegen schade die veroorzaakt wordt door bevriezing. De temperatuur tot waar deze oplossing effectief is hangt af van de proporties van het propylene glycol in het watermengsel. Het volume propylene glycol in het water verlaagt de capaciteit van het water om de warmte te bevatten maar slechts met een negeerbare hoeveelheid, terwijl de toevoeging van nog een hitte uitwisselaar de kracht van het systeem kan verlagen bij lage lichte niveaus. Het eerste accurate model van een platte panelen zonne collector werd ontworpen door Hottel ; Whillier in de jaren ’50.

Geëvacueerde Buizen

Deze collectoren hebben meerdere geëvacueerde glazen buizen die zonne absorbeerders opwarmen en, uiteindelijk, zonne vloeistof, zoals een mix van water met antivries zeer vaak proylene glycol, om huishoud water warm te maken of voor hydrofonische ruimte verwarming. Het vacuum in de buizen vermindert het verlies van warmte aan convectie, wat hen toelaat om aanzienlijk hogere temperaturen te bereiken dan de meeste platte panelen collectoren. De vacuum buizen halen hun energie uit de beschikbare licht in plaats van de buitentemperatuur. Omwille van deze redenen presteren ze ook zeer goed in koude buiten condities. Het voordeel raakt grotendeels verloren in warmere klimaten, behalve in de situaties waar héél heet water gewenst is, bijvoorbeeld voor commercieel water voor fabrieken of dergelijke.

De hoge temperaturen die voorkomen roepen soms wel tot de nood om speciale ontwerpen te installeren die een overvloed aan hitte kunnen wegwerken, of oververhitting helemaal kunnen voorkomen, ook al hebben sommige ontwerpen een ingebouwde temperatuur limitatie.

Een alom verteld voordeel van dit ontwerp dat pleit in het voordeel van dit ontwerp tegenover dat van een platte paneel collector is dat het constante profiel van de ronde buizen betekent dat de collector altijd loodrecht op de stralen van de zon staat en daarom de energie die geabsorbeerd wordt altijd ongeveer constant is over de loop van de dag. De vraag is wat men doet met de verloren zonnestralen die tussen de vacuum buizen door schijnen, deze spleten kunnen soms wel zo wijd zijn als het absorberende oppervlak van de vacuüm buizen zelf. Een oplossing is om speciaal gevormde ronde metalen reflectors toe te voegen onder de buizen die dan het licht reflecteren op de onderkant van de buizen waardoor de zonnestralen niet verloren gaan.

Zwembad collectors

Zoals de naam al zegt worden deze collectors meestal gebruikt bij zwembaden. Ze werken ongeveer zoals platte paneel collectoren, buiten dat ze geen transparante covering laag hebben. Ze worden onderaan de bodem van het zwembad geplaatst zodat ze het licht weerkaatsen en het zwembad opwarmen. Het werkt zeer goed als de buitentemperatuur ongeveer gelijk is aan de temperatuur die men wil geven aan het water in het zwembad. Is dit niet het geval dan is dit soort collector achterhaald en kan men beter een ander soort collector gebruiken.

Lucht collectoren

Deze collectoren verhitten gewone lucht, ze worden ongeveer altijd gebruikt voor de verwarming van ruimtes. Ze worden ook vaak gebruikt voor het voorverwarmen van lucht die gebruikt wordt in air conditioning systemen.

Asfalt Zonne Collectoren

Een asfalt zonne collector collecteert hitte door het gebruikt van een vloeistof die circuleert door een reeks buizen die in een wegdek liggen. Zwarte wegen absorberen vaak zoveel hitte van de zon tot een punt waar ze hitte uitsturen bijna even snel dan als ze het van de zon krijgen, de temperatuur van het oppervlak van een zwart wegdek kan vaak tot 15 graden Celsius uitstijgen tot boven de temperatuur van de lucht rondom het wegdek. Een asfalt zonne collector geeft een tweede functie, hitte collectie, aan een standaard materiaal voor de bouw, wegen, parkings en dergelijke, die toch moeten gebouwd worden als men een nieuwe structuur wil opzetten. De kleine kost van een extra zonne collector toe te voegen aan een geplande weg is minder dan de kost van een nieuwe collectie zonne hitte collector panelen. De hitte gecollecteerd door asfalt zonne collectoren in de zomer kan opgeslagen worden in warmte banken die opgeslagen zijn in de geïsoleerde funderingen van gebouwen die dan verwarming kunnen bieden voor ruimtes in de winter, door het gebruik van grond bron warmte pompen. Het coëfficiënt of prestatie van een hitte pomp kan verdubbeld worden als die start van een groot lichaam verwarmd water dan van de koude grond.

Vomumetrische Hitte Collectoren

Dit is veruit de oudst bekende manier om warmte uit de zon te krijgen. Het dateert vanuit de Babylonische tijden en het houdt in dat men simpelweg een vloeistof die een pigment bevat blootstelt aan de zon. Het pigment vangt de hitte van de zon op en geeft deze door aan het water waardoor het water opwarmt. Dit water is vaak niet meer drinkbaar en kan dus enkel gebruikt worden om te verwarmen. Door middel van een warmtewisselaar kan men natuurlijk nog steeds de warmte overbrengen naar een andere vloeistof.