Verwarmen met een zonneboiler

Een zonneboiler dient in eerste instantie voor het opwarmen van het sanitair warm water: het water dat uit je douche en kraan loopt. Een grotere installatie - met meer collectoren en een groter buffervat - kan daarnaast ook functioneren als verwarmingsondersteuning. Daarmee kan je heel wat CO2 besparen. Dit vraagt wel een bijkomende investering, en is vaak enkel de moeite in zeer goed geïsoleerde woningen met zeer lage temperatuursverwarming (zoals vloer- of wandverwarming).

Wanneer wel?

• in goed geïsoleerde woningen, uitgerust met lagetemperatuurverwarming
• als de investering in een uitgebreide installatie mogelijk is

Wanneer niet?

• als de woning matig geïsoleerd is, investeer je beter in bijkomende isolatie
• als de ruimte op het dak beperkt is, kies dan liever voor extra zonnepanelen dan voor extra zonneboilercollectoren

In Duitsland, Oostenrijk en Zwitserland bouwen ze al jaren zonnehuizen: woningen die in hun volledige warmtevraag kunnen voorzien met zelf opgewekte zonnewarmte. De installaties zijn indrukwekkend: een warmwaterbuffer (zonneboiler) met een inhoud van 20.000 tot 40.000 liter, en 25 tot meer dan 60 m² zonnecollectoren. De woningen voldoen vaak aan de passiefhuisstandaard. 

In België bestaan ze niet. Het druilerige weer - herfst, winter en lente - maakt van het bouwen van een zonnehuis een bijna onmogelijke opdracht. Bij renovatieprojecten is de uitdaging nog groter. Wel slagen heel wat woningen er in om met behulp van zonnewarmte het verbruik van fossiele brandstoffen drastisch te verminderen. Maar één of andere vorm van backup verwarming blijft altijd nodig om grijze dagen te overbruggen. 

Verwar een zonneboiler niet met zonnepanelen: zonnepanelen leveren stroom, zonneboilers zorgen voor warm water.

Wil je meer weten over zonneboilers? Check dit uitgebreide artikel van Livios ook eens.

Comfortabel?

Een zonneboiler bestaat uit één of meerdere zonnecollectoren, een voorraadvat en een regelsysteem. De werking is eenvoudig. Een zonnecollector op het dak of aan de gevel vangt zonnestralen op en geeft die warmte door aan een boiler. Laat de zon het een tijdje afweten, dan springt het gewone verwarmingssysteem bij. 

Er is dan ook geen comfortverschil met een klassiek verwarmingssysteem. Wel is het zo dat een zonneboiler voor verwarmingsondersteuning meestal enkel rendeert bij verwarming die werkt op zeer lage temperatuur, zoals vloer- of wandverwarming. Bij verwarming op lage of hoge temperatuur, zoals het water dat door radiatoren stroomt, levert de zon in de winter een te lage watertempertauur om bij te kunnen dragen in woningverwarming.

 Verwarming op zeer lage temperatuur wordt als zeer comfortabel ervaren. Bij vloerverwarming heb je bijvoorbeeld nooit last van een koude vloer. De warmte wordt ook heel gelijk verdeeld over de ruimte. Bovendien is het een zuinige manier van verwarmen.

Het onderhoud van een zonneboilersysteem is beperkt. Om de twee a drie jaar een onderhoud (laten) uitvoeren is voldoende, maar wel nodig.

Hoe werkt een zonneboiler voor verwarmingsondersteuning?

Het achterliggende principe van hoe een zonneboilersysteem werkt, is door iedereen gekend: wanneer een tuinslang een hele dag in de zon ligt, wordt het water in de slang erg warm. Een zonneboiler maakt gebruik van datzelfde principe, met het verschil dat de tuinslang vervangen wordt door een zonnecollector op het dak of aan je gevel. Zonnecollectoren vangen invallend zonlicht op en zetten het om in warmte. Die warmte wordt via een vloeistof naar een boiler of voorraadvat gepompt die daardoor langzaam opwarmt. 

Het voorraadvat houdt de door de zon geproduceerde warmte bij tot er warm water gevraagd wordt. Op een zonnige zomerdag warmen de zonnecollectoren het water in het voorraadvat gemakkelijk op tot boven de 60°C. Het voorraadvat geeft op haar beurt de opgeslagen warmte af aan het sanitair warm water en aan het cv-water. Van daaruit vertrekt het naar de rest van je huis.

Laat de zon het een tijdje afweten, dan springt de naverwarming bij. Dit kan zowel een elektrische weerstand zijn als een doorstroomtoestel op gas of een ketel op bv. pellets of een warmtepomp. De naverwarming wordt zo afgesteld dat zonne-energie maximaal rendeert, zonder dat je je zorgen moet maken over een warm watertekort.

Zonneboiler voor sanitair warm water of zonneboiler voor woningverwarming?

Hoe mooi het concept ook is van een zonneboiler voor woningverwarming, in de praktijk valt de opbrengst vaak tegen. De zon levert vooral in de zomer veel warmte. Ideaal voor een zonneboiler die enkel instaat voor de aanmaak van sanitair warm water. In de zomer heb je zo nauwelijks naverwarming nodig. Zelfs in de winter zal de zonneboiler het koude leidingwater - weliswaar beperkt - kunnen bijwarmen. De naverwarming zal wel continu moeten bijspringen. Een zonneboiler voor woningverwarming anderzijds zal het grote aanbod uit de zomer minder kunnen benutten, tenzij je gigantische, zeer goed geïsoleerde, buffervaten plaatst die de warmte tot de winter kunnen opslaan. Je kunt wel makkelijk warmte oogsten in de zomer, maar het bewaren tot de winter is zeer moeilijk.  

Een ander aandachtspunt is dat een zonneboiler voor woningverwarming verwarmingswater moet opwarmen en niet enkel leidingwater. Dat water heeft een temperatuur dat een stuk hoger ligt dan leidingwater. Hoe kouder het buiten is, hoe hoger die temperatuur zal zijn. Hoe werkt het? Via het verwarmingswater wordt je woning opgewarmd. Het stroomt door je vloerverwarming of door je radiatoren en geeft daar gaandeweg zijn warmte af. Eens het water zijn warmte afgegeven heeft via het verwarmingscircuit, stroomt het terug in de zonneboiler, waar het opnieuw kan worden opgewarmd. Levert de zon echter een watertemperatuur die lager ligt dan de temperatuur van het afgekoelde verwarmingswater (retourtemperatuur), dan kan de zonneboiler niets bijdragen aan het opwarmen hiervan. Vandaar het belang van zeer lage temperatuurverwarming om een aanvaardbaar deel van het stookseizoen te kunnen bijdragen. Een zonneboiler voor sanitair warm water zal bijgevolg veel meer nuttig gebruikte warmte produceren dan een zonneboiler voor woningverwarming.

Een zonneboiler als bijverwarming: met vacuümbuiscollectoren of met vlakke plaatcollectoren?

Voor een zonneboiler die ingezet wordt als bijverwarming heb je de keuze tussen  vacuümbuiscollectoren en vlakke plaatcollectoren. Vlakke plaatcollectoren pieken in de zomer, wanneer je verwarming niet aan staat. Vacuümbuiscollectoren halen een beter rendement in de tussenseizoenen, wanneer je de verwarmingsondersteuning wel kan gebruiken, maar zijn duurder.

Omdat vacuümbuiscollectoren beter presteren in de winter en minder plaats innemen, zijn ze meer geschikt voor verwarmingsondersteuning. Vacuümbuiscollectoren bestaan uit buizen (zogenaamde heat pipes) binnenin glazen buizen, gescheiden door een vacuüm. Zonlicht schijnt door de buitenste glazen buis op de binnenste buis (de heat pipe). Dankzij een absorberende laag warmt de binnenste buis sterk op. De warmte kan bovendien niet ontsnappen dankzij het vacuüm. Hierdoor capteren vacuümbuiscollectoren ook warmte bij lagere buitentemperaturen. 

Hoeveel panelen je moet leggen hangt af van hoeveel warm water je nodig hebt, maar ook van de beschikbare dak- of geveloppervlakte. Een doorsnee zonneboiler wordt gedimensioneerd op je warm waterbehoefte, niet op extra verwarming. Om de zonneboiler te laten bijspringen in je verwarming heb je dus gemiddeld meer collectoren en een groter buffervat nodig.

Voordelen van een zonneboiler als bijverwarming

• tot 60% besparing op je warmwaterfactuur
• besparing op je factuur voor verwarming
• zeer efficiënte omzetting van zonnestraling naar warmte

Wat is het rendement van een zonneboiler als verwarmingsondersteuning?

Met een klassieke zonneboiler bespaart een gemiddeld gezin tot 60 procent op de energie die ze nodig heeft om warm water aan te maken om te douchen of voor de keuken. Dat lukt met een installatie van 5 à 6 m² zonnecollectoren en een boiler van 250 tot 300 liter. 

Een systeem dat ook moet bijspringen in de verwarming van de woning - en dus niet alleen dient om warm water aan te maken - vereist een groter collectoroppervlakte (10 tot 30 m²) en een opslagvat van 800 tot 3.000 liter (en meer). Daarmee kan je tot 80 procent te besparen op de energie die je nodig hebt voor het warm water en 20 tot 50 procent op de energie die nodig is voor verwarming.

In heel goed geïsoleerde woningen, zoals passiefhuizen, in combinatie met zeer lage temperatuurverwarming, kan je zelfs tot 70 procent van je verwarming uit de zonneboiler halen. Maar toch zal je altijd nog een extra verwarmingstoestel nodig hebben, wat de totale investeringskost hoe dan ook doet oplopen. Heb je geen goed geïsoleerde woning met zeer lage temperatuurverwarming , dan zal je toch flink moeten ondersteunen met een warmtepomp, pelletketel of ketel op fossiele brandstof. Dit maakt de installatie wel heel duur in verhouding tot de opbrengst. In het laatste geval blijf je nog steeds op fossiele brandstof aangewezen. Ook een zonneboiler met elektrische naverwarming is geen goede keuze. Een warmtepomp of warmtepompboiler is efficiënter dan een zonneboiler met elektrische naverwarming,

Hoe duurzaam is een zonneboiler als verwarmingsondersteuning?

(Bij)verwarmen via een zonneboiler lijkt een zeer duurzame manier van verwarmen, maar er zijn betere keuzes te maken. Een gemiddelde zonneboilerinstallatie van 5 m² haalt tot 2500 kWh warmte uit de zon per jaar. Dat komt overeen met een jaarlijkse besparing van ongeveer 275 m³ gas of 300 liter mazout. Op een levensloop van 25 jaar, komt dat neer op een besparing van ongeveer 15 tot 20 ton CO2. 

Maar zoals reeds geschreven, niet alle warmte kun je nuttig inzetten. Zo is het erg moeilijk om de warmte langdurig op te slaan, tenzij je investeert in gigantische, zeer goed geïsoleerde, buffervaten. Bovendien is de opgewekte temperatuur via je zonnecollectoren in de winter vaak te laag om het verwarmingswater mee op te warmen.  Vraag is of het dan wel interessant of duurzaam is, om een dergelijke complexe installatie aan te schaffen, en dat je je geld niet beter investeert in bijvoorbeeld een warmtepomp of PV-panelen. Elektriciteit is namelijk duurder dan gas of stookolie en een zonneboiler met voldoende opslag om minder zonnige periodes gedeeltelijk te overbruggen vormt een grote investering, waardoor het financieel vaak interessanter is de beschikbare ruimte op een dak te spenderen aan zonnepanelen dan aan zonnecollectoren. 

Premies en terugverdientijd van een zonneboiler als verwarmingsondersteuning

Een zonneboiler voor de verwarming van sanitair warm water kan je tot 60 procent op je energiefactuur voor warm water besparen. Zet je de zonneboiler ook in voor verwarmingsondersteuning, dan bespaar je daarbovenop nog eens tussen 15 en 50 procent op verwarmingskosten, afhankelijk van de grootte van de installatie en de warmtevraag van de woning. Hou er dan wel rekening mee dat de investeringskost voor een grotere installatie ook gevoelig hoger ligt.

In de meeste woningen zal de besparing voor verwarming eerder beperkt blijven. 

Er is een premie in Vlaanderen als je  een zonneboiler installeert: 550 euro/m² met een  maximum van 2.750 euro of maximaal 40 procent van de factuur.

Is een zonneboiler voor verwarmingsondersteuning iets voor mij?

Om een zonneboiler te laten bijspringen als verwarmingsondersteuning moet de installatie aan een paar voorwaarden voldoen. In eerste instantie moet je verwarmingstoestel natuurlijk een aansluiting op een zonneboiler toelaten. Daarnaast moet je dak geschikt zijn om zonnecollectoren op te leggen. Vergeet ook niet dat er een leiding zal lopen tussen de collectoren en het voorraadvat: kan dat in jouw woning? Tot slot vraagt het voorraadvat ook heel wat ruimte.

De belangrijkste aandachtspunten:

• Kijk vooral eerst of je dak geschikt is: zorg ervoor dat het geen asbest bevat of niet vervangen moeten worden op korte termijn. Als je dak nog niet geïsoleerd is, doe je dat best eerst. Zeker als je je dak niet langs de binnenzijde kan isoleren.
• Voor een ideale opbrengst moeten de collectoren tussen zuidoost en zuidwest georiënteerd zijn, onder een hoek van 20 tot 60°. In de winter staat de zon lager, waardoor een grotere hoek meer aangewezen is.
• Zowel platte als hellende daken komen in aanmerking. Maar ook je gevel is een optie. Dan kies je best wel voor vacuümcollectoren. 
• Vermijd schaduw op je zonnecollectoren, bijvoorbeeld van bomen, schoorstenen of aanpalende gebouwen. De opbrengst zal eens stuk lager liggen. Maar weet: schaduw is minder gunstig voor zonnepanelen dan voor een zonneboiler. Op een dak dat een deel van de dag sowieso in de schaduw ligt, kun je dus beter kiezen voor een zonneboiler. Kijk zeker op de zonnekaart of je dak geschikt is.
• Zorg dat de afstand tussen zonnecollectoren en voorraadvat niet te groot is. De installatie wordt dan een stuk duurder en mogelijk ook complexer. Bij een leegloopsysteem moeten de leidingen ook onder een juiste hoek gelegd kunnen worden. Dat vraagt heel wat aandacht.
• Grote voorraadvaten (meer dan 800 liter) nemen veel ruimte in en wegen zwaar. Vaak passen ze niet in een stookplaats, omdat de ruimte te krap is of omdat ze niet door de deur kunnen.

Advies op maat nodig? Neem dan zeker contact op met je provinciale steunpunt duurzaam bouwen en wonen en voor warmteadvies op maat. Zij bieden onafhankelijk, professioneel advies; gratis of voor een bescheiden vergoeding.

Dit artikel kadert binnen het project Groene warmte, en werd gerealiseerd met de steun van de provincie Vlaams-Brabant en de Koning Boudewijstichting.