Opslagvaten voor zonne-energie

Een vat met water als accu

Wat een accu is voor pv-panelen, is een opslagvat voor een zonnecollector. De warmte die de zonnecollector opvangt van de zon wordt met behulp van een pomp die het solarmedium rondpompt, opgeslagen in een vat. We onderscheiden verschillende soorten vaten:

De bivalente boiler

De bivalente boiler is een tapwatervat met twee spiralen. Op de onderste spiraal wordt de zonnecollector aangesloten, op de bovenste bijvoorbeeld een cv-ketel voor de naverwarming. De gedachte is dat warm water opstijgt, zodat bij voldoende zonne-energie het gehele vat daar door verwarmd kan worden. Is er onvoldoende zonne-energie dan kan de bovenste helft van het vat verwarmd worden door bijvoorbeeld een cv-ketel.

De boiler met elektrische naverwarming

In deze boiler zit een spiraal waarop de zonnecollectoren aangesloten worden. Bovenin zit een elektrische verwarmingselement die het bovenste deel elektrisch naverwarmt. Deze boiler is qua werking te vergelijken met de bivalente boiler, met als enig verschil dat bij de bivalente boiler het bovenste gedeelte verwarmd word door warm water wat door de bovenste spiraal gaat (meestal is hier een cv-ketel op aangesloten). Een elektrisch element vereist geen pomp of extra tussenmedium, maar kan direct het tapwater verwarmen. Verwar deze boiler niet met de PV-boiler: Daar zit juist het elektrisch element onderaan, waarop pv-panelen worden aangesloten, vaak met naverwarming door de bovenste spiraal met een cv-ketel.

Buffervat met twee spiralen

In een buffervat wordt geen tapwater, maar cv-water opgeslagen. Het voordeel hier van is dat men minder kans heeft op legionellavorming, en dat men dit water flexibel kan gebruiken. Men kan er warm tapwater mee maken, men kan er oo een ruimte mee verwarmen, of zelfs gebruiken voor een industrieel project. Op de onderste spiraal wordt de zonnecollector aangesloten, door de bovenste spiraal gaat tapwater. De bovenste spiraal is zo groot mogelijk om zo snel en zo veel mogelijk warm tapwater te hebben.

Buffervat met een enkele spiraal

Op de onderste spiraal wordt de zonnecollector aangesloten. Het vat zelf is gevuld met cv-water. Door middel van een platenwisselaar kan men warm tapwater maken. Hierdoor is de bovenste spiraal niet meer nodig.

Buffervat zonder spiralen

Het vat zelf is gevuld met cv-water. Door middel van platenwisselaars wordt de zonnecollector en de warm tapwater voorziening aangesloten op de buffer. In dit geval zijn dus twee platenwisselaars nodig. Een platenwisselaar vormt ook weer een hydraulisch circuit, waar een pomp, expansievat, drukbeveiliging en vulinrichting voor benodigd zijn.

Tank in tank systeem

Hier betreft het een vat met daarin nog een kleiner vat. Het grote buitenvat wordt gevuld met cv-water. In het binnenste vat zit tapwater, wat verwarmt wordt door het cv-water er om heen.

De warmtepompboiler

Dit is een boiler met een kleine lucht/water warmtepomp geïntegreerd in een enkele behuizing. Er zijn standalone warmtepompboilers, maar ook warmtepompboilers met een extra spiraal in het vat waar de zonnecollector op aangesloten kan worden.

De boiler geïntegreerd in de zonnecollector

De PV-boiler

Voor en nadelen diverse opslagvaten

Er zijn boilers waarvan het vat gevuld is met tapwater en er een spiraal in zit waardoor het cv-water gaat, die de boiler opwarmt. Het opslagmedium is dan tapwater, Er zijn ook boilers waar het precies andersom is. Het vat is gevuld met cv-water, en daar doorheen loopt een spiraal gevuld met tapwater. Het opslagmedium is dan cv-water. De voordelen van de laatstgenoemde zijn:

• de kleine inhoud tapwater verminderd kans op legionellavorming en word als meer hygienisch ervaren;
• het vat kan ook als een soort buffervat gebruikt worden;
• goedkoper.

Het nadeel is dat men meer cv-water in zijn systeem heeft waardoor een groter expansievat nodig is. Men kan ook een buffervat met enkel cv-water voorzien van een platenwisselaar om warm water te maken. Een platenwisselaar toepassen heeft als nadeel dat er extra componenten, zoals een pomp, nodig zijn, die ook weer elektriciteit verbruiken en aan slijtage onderhevig zijn.

Materiaalkeuze opslagvaten

Een licht materiaal is kunststof. Helaas zijn deze vaten nog niet van voldoende kwaliteit leverbaar. Roestvaststaal (RVS) weegt ook veel minder dan geëmailleerd staal (ijzer met een laagje gesmolten glas op de binnenzijde om een glad oppervlak te krijgen). Echter indien men tapwater opslaat in een stalen vat, is een actieve of passieve (opofferings)anode noodzakelijk om de boiler te beschermen tegen elektrolytische werking in het vat. Elektrolytische werking tast de boilerwand aan, waardoor die lek kan raken. Een passieve anode moet men periodiek vervangen. Beide soorten moet men regelmatig controleren op goede werking. Een RVS-boiler hoeft men alleen goed te aarden, en is daarmee zo goed als onderhoudsvrij. RVS-boilers zijn uitermate geschikt voor zacht water, terwijl de stalen geëmailleerde boilers wat beter overweg kunnen met hard water. Kalk hecht zich wat sneller aan warme RVS-oppervlakken dan aan de glaslaag bij stalen boilers.

Waterkwaliteit

Hard water is kalkrijk en kalk slaat neer op de warmste oppervlakken. Dat zijn de verwarmingsspiraal, en indien van toepassing het elektrisch element. Als deze verkalkt zijn zal de warmteafgifte minder worden, of zal in het geval van een elektrisch element het element doorbranden. Dit komt omdat kalk een isolatielaag vormt, waardoor de warmte van het element onvoldoende overgedragen word. Ontkalken van een boilervat of warmtewisselaar gaat heel goed met citroenzuur. Voorkomen is beter dan genezen. Men kan in gebieden met hard water een waterontharder plaatsen. Dat heeft ook voordelen voor andere apparatuur (waterkokers, koffiemachines,(af)wasmachines, enz, en zorgt ook voor minder aanslag op betegelde muren of glazen doucheschermen.