Dak van energiecentrale - gratis natuurlijke energie
Berekeningen van het zonnestelsel © M. Schuckart, stock.adobe.com De zon is een energiebron van bijna onvoorstelbare afmetingen. Het zendt continu een vermogen uit van 386 biljard watt - een getal met 24 nullen. Op aarde is de gemiddelde output van zonne-energie - de zogenaamde zonneconstante - 1.367 watt per vierkante meter. De beschikbare zonne-energie is ongeveer 10.000 keer groter dan de energiebehoefte van de wereld.
De directe zonnestraling is daar maar één kant van. De zon is mede verantwoordelijk voor de verdamping van water, de vorming van wolken en ook voor de ontwikkeling van de luchtstroom op aarde. Daarnaast is de zon van vitaal belang voor de groei van planten, die momenteel kunnen worden gebruikt als biomassa of in de vorm van de energiebronnen kolen, olie en gas, die miljoenen jaren geleden werden gecreëerd om energie op te wekken. Kortom: met uitzondering van aardwarmte is elke energiebron en elke energiedrager op aarde een product van de zon.
Haal het beste uit de zon
Gezien het enorme potentieel is het niet verwonderlijk dat er tal van overwegingen zijn bij het gebruik van zonne-energie. Grote projecten als Desertec, waarbij enorme zonnecentrales in de Sahara worden gebouwd en energie voor de hele wereld wordt opgewekt, staan momenteel op stapel. Het is echter ook een stuk kleiner - en logischer voor particuliere huiseigenaren. Als het dakoppervlak van de woning correct is uitgelijnd, kan het gemakkelijk worden gebruikt om energie op te wekken met behulp van de zon. Er zijn twee basisopties:
- Fotovoltaïek: het opwekken van elektriciteit met behulp van zonnecellen
- Zonnewarmte: het directe gebruik van zonnewarmte als verwarmingsenergie voor de warmwaterbereiding en als ruimteverwarming
Welke vorm van zonne-energie de juiste is, hangt af van het huis in kwestie. Thermische zonne-energie is vooral nuttig als de bereiding van warm tapwater al centraal wordt geregeld door het verwarmingssysteem. Dan zijn er al een warmteaccumulator en de nodige leidingen beschikbaar om met weinig moeite een thermische zonne-installatie achteraf in te bouwen.
Fotovoltaïsche installatie: stroomopwekking voor eigen verbruik of voor invoeding op het net
Als de warmwaterbereiding decentraal wordt verzekerd via afzonderlijk geïnstalleerde doorstroomtoestellen en de geïnstalleerde ketel alleen wordt gebruikt om verwarmingsenergie op te wekken, is fotovoltaïsche zonne-energie meestal de betere keuze. Anders zou eerst een opslagtank moeten worden geïnstalleerd en zou het voordeel van de warmwaterbereiding met zonne-energie niet worden benut, tenzij er veel moeite moet worden gedaan om achteraf te installeren.
Regeling: tapwateropwarming met thermische zonne-energie
Slimme combinatie voor een dubbel besparingseffect
Als het dakoppervlak groot genoeg is, kan een combinatie van beide technologieën zinvol zijn. Een thermisch zonnesysteem zorgt voor warm water en ondersteunt de verwarming, het fotovoltaïsche systeem verlaagt de elektriciteitsrekening.
Doorslaggevende factoren: de dakoriëntatie en de hellingshoek
Om ervoor te zorgen dat zowel fotovoltaïsche als thermische zonne-installaties hun volledige prestaties kunnen bereiken, is de oriëntatie van het dak waarop ze zijn geïnstalleerd cruciaal. De directe oriëntatie op het zuiden is ideaal, waardoor de systemen kunnen profiteren van de sterke middagzon. Maar daken die naar het zuidwesten of zuidoosten wijzen, kunnen ook goed worden gebruikt voor het opwekken van zonne-energie. Als de afwijking niet meer is dan maximaal 45 graden, produceert een fotovoltaïsch systeem bijvoorbeeld nog steeds 95 procent van zijn vermogen.
Net zo belangrijk als de juiste oriëntatie in de juiste richting is de hellingshoek van het zonnestelsel. Een fotovoltaïsch systeem dat optimaal op het zuiden is uitgelijnd, levert volledige output, bijvoorbeeld bij een hellingshoek van 30 tot 40 procent. Een thermisch systeem op zonne-energie voor de bereiding van warm water moet 30 tot 50 graden hellen, een voor verwarmingsondersteuning 45 tot 70 graden. Een gespecialiseerd bedrijf kan voor het dak van een specifiek huis de juiste hellingshoek voor het systeem berekenen.
