De zonneboiler: gratis warmte opwekken bij jou thuis!

warm water door de zon

Misschien herken je dit wel: op een warme zomerdag ligt de tuinslang al uren in de zon. Zodra je de kraan open zet voelt het water dat uit de slang komt warm aan. Dit water is door de zon opgewarmd! Zou het niet mooi zijn als je de zon kunt gebruiken om thuis warmte en warm water te maken?

Met een zonneboiler kan energie van de zon worden gebruikt om warmte mee te maken. Zelfs in Nederland is de zon krachtig genoeg om er veel energie mee op te wekken! Het is bekend dat zonneboilers 50% tot 60% besparen op het jaarlijks energieverbruik voor warm water.

Warm water hebben we elke dag nodig, zoals om mee af te wassen in de keuken en om te douchen in de badkamer. Water wordt meestal verwarmd met gas of elektriciteit, terwijl dit dus voor een groot deel overgenomen kan worden met zonne-energie. Zo kan bespaard worden op een aanzienlijk deel van de energiekosten die we betalen om water te verwarmen.

Wist je dat een zonneboiler tot vier keer meer energie uit de zon haalt dan zonnepanelen? Een zonneboiler gebruikt tot meer dan 80% van de energie uit de zon om er warmte mee te maken en op te slaan, terwijl zonnepanelen maximaal 20% van de zonne-energie kunnen omzetten in elektriciteit.

Hoe kan een zonneboiler besparen op energie?

De zonneboiler werkt met een collector die op het dak staat. Deze warmte op zodra de zon schijnt, ook als deze achter de wolken is! De warmte wordt overgedragen op een boiler die binnen staat. De warmte daaruit kan gebruikt worden voor de douche, de wasmachine of zelfs om je huis mee te verwarmen! Elke dag haalt de zonneboiler warmte uit het zonlicht. Is er niet genoeg, dan verwarmt een cv-toestel of andere boiler bij.

Wist je dat 78% van de totale energiekosten te maken heeft met warmte? Veel mensen kiezen voor zonnepanelen, terwijl we eigenlijk vooral behoefte hebben aan warmte. Het overgrote deel van ons energieverbruik hebben we nodig voor warm water en om onze woning te verwarmen. Al het gas dat we verbruiken levert ons warmte en comfort.

Ook is er best veel elektriciteit nodig om warm water te maken. Zelfs een kwart van het stroomverbruik is nodig om water te verwarmen van de wasmachine, vaatwasser en keukenboiler. De zonneboiler kan een groot deel van het nodige warm water leveren.

 

Warm water Gasverbruik Stroomverbruik
badkamer (douchen + bad) 20%
keuken (afwas) 5%
elektrische keukenboiler (10 L) 15%
vaatwasser 7%
wasmachine 3%
Totaal 25% gasverbruik 25% stroomverbruik

 

Elektriciteit is niet zo efficiënt om water mee te verwarmen. Dat komt omdat er eerst warmte gemaakt moet worden in een energiecentrale. Dat gebeurt nog steeds voor het grootste deel door het verbranden van gas of kolen, waardoor stoom ontstaat en een generator elektriciteit maakt. Daarbij gaat meer dan de helft van de vrijgekomen energie verloren!

Je zou zonnepanelen kunnen gebruiken om water te verwarmen, maar heel slim is dat niet. Zonnepanelen hebben een rendement tot 15%, terwijl de zonneboiler water kan verwarmen met rendement tot 80%. De zonneboiler is kampioen efficiënt warmte genereren!

 

Hoe werkt een zonneboiler?

zonneboiler soorten collectors
Vlakkeplaat en vacuümbuis

De zonneboiler is een systeem dat bestaat uit collectoren op het dak, een boiler binnen en meestal ook een pomp.

De zonnecollector werkt anders dan een zonnepaneel. Het is een plaat die goed warmte uit de zon kan opvangen en waar buizen doorheen lopen. Zodra de zon begint te schijnen begint de temperatuur snel omhoog te gaan. Dit wordt opgemerkt door een sensor die vervolgens de pomp inschakelt. Wist je dat een collector 2 tot 4 keer efficiënter is dan zonnepanelen?

Er zijn twee typen collectors: vlakkeplaat (meest gebruikt) en vacuümbuis. De vlakkeplaat ziet er vaak uit als een zonnepaneel, maar is alleen wat dikker. De maximale temperatuur die erin wordt bereikt is ongeveer 150°C.
De vacuümbuis kan een hogere temperatuur bereiken, zo’n 300°C. Dat lijkt beter, maar is eigenlijk slecht voor de kwaliteit van de vloeistof die er doorheen stroomt. Ook kunnen onderdelen van het systeem hierdoor sneller kapot gaan.

Door de collector stroomt een vloeistof, die de solar vloeistof wordt genoemd. Het is een 50/50% mengsel van water en een synthetische stof die warmte goed geleid, antivries en anticorrosiemiddel bevat.

Binnen staat de boiler. Er zijn verschillende groottes beschikbaar, van 100 tot zelfs 500 liter. De warme solar vloeistof stroomt door de boiler heen, maar komt niet in aanraking met het drinkwater. Het loopt door een gescheiden buizenstelsel. De boiler kan vaak tot 90°C opgewarmd worden. Er is dan genoeg warmte beschikbaar voor de avond – als de zon onder is – of volgende dag.

 

Hoeveel geld bespaar je met een zonneboiler?

In het algemeen bespaart een zonneboiler 50% op je gebruik van warmte en warm water. Hoeveel je precies bespaart, hangt af van het type zonneboiler dat je hebt en hoeveel warm water je gebruikt.

De standaard zonneboiler is een systeem met 1 of 2 collectors en een kleine boiler tot 150 liter. Deze levert alleen warm water en past in elke woning, ook op zolders met houten vloeren. Ongeveer 20% van het totale gasverbruik wordt besteed aan warm water in de badkamer. Voor een gemiddelde woning (rijtjeswoning) met een normale douche is dat zo’n 300 m³. Daarop wordt de helft bespaard (150 m³), wat zo’n € 100 per jaar is.

Kun je het warme water ook gebruiken voor de keuken, wasmachine en vaatwasser? Dan bespaar je op dit stroomverbruik ook de helft. Dat is circa € 90.

De besparing met een eenvoudige zonneboiler kan dus oplopen tot zo’n € 200 per jaar. Het moment van waterverbruik is bepalend voor hoeveel je bespaart: gebruik je vooral warm water op zonnige dagen als de boiler goed op temperatuur is, dan bespaar je meer. Soms kan elektronica daarbij helpen.

Ook zonne-energie voor de verwarming

Een zonneboiler die naast warm water ook bijdraagt aan verwarming heet een zonneboilercombi.  Deze hebben tot 5 collectors en een grote boiler met een inhoud tot 500 liter. Hiermee kan veel warmte worden opgewekt en ook worden opgeslagen. In een grote boiler is er vaak een extra circuit aanwezig. Deze kan worden aangesloten op de verwarmingsbuizen van de cv. Zo kan de warmte uit de zonneboiler gebruikt worden voor de verwarming van je huis!

Met deze zonneboiler bespaar je ook 50% op verwarming. Daarmee komt de totale besparing met deze zonneboiler inclusief warm water op circa € 400 per jaar. De besparing is het hoogst wanneer je gebruikmaakt van vloerverwarming of lage temperatuur-radiatoren. Deze geven al veel warmte af bij lage temperaturen van zo’n 30°C tot 50°C.

Het nadeel van de zonneboilercombi is dat deze door de grote, zware boiler niet altijd geplaatst kan worden vanwege bijvoorbeeld een zwakke houten vloer. Die zal eerst verstevigd moeten worden. Ook is het jammer dat deze boiler veel energie verliest in de zomer omdat er dan heel veel warmte wordt gemaakt die je dan meestal niet nodig hebt. De besparing wordt vooral bereikt in het vroege najaar en late voorjaar. Het is dan buiten vaak koud, maar de zon schijnt nog relatief sterk en lang waardoor de boiler nog goed kan opwarmen. Helaas is het (nog) niet mogelijk om warmte langdurig op te slaan.

 

 

Is de collector weerbestendig en werkt deze ook ’s winter en met bewolking?

zonneboiler
Met slechts 1 of 2 collectors al 50% besparen op warm water! (Bron afbeelding: Atagzon.nl)

De Consumentenbond heeft onderzoek gedaan naar de weerbestendigheid van collectors. Alle geteste merken blijken ruimschoots te voldoen aan de normen. De collectors worden getest en zijn bestand tegen een pak sneeuw, stormwinden en grote hagelstenen.

De zonneboiler werkt het hele jaar door. In de zomer geeft een zonneboiler heel veel energie. Het meeste zal worden opgeslagen in de boiler, ook wel het voorraadvat genoemd. Vaak is er in de zomer zelfs een overschot aan energie.

In de winter levert de zonneboiler ook warmte. Op zonnige winterdagen is de zonneboiler zeker in staat om gratis warm water te kunnen produceren. Maar ook op bewolkte dagen kan de temperatuur nog oplopen tot tussen de 30°C en 50°C. Dit is rechtstreeks te gebruiken voor vloerverwarming. Maar voor warm water net te koud, dan verwarmt de cv ketel nog een klein beetje bij tot 60°C vanwege de legionella bacterie. Je bespaart dus ook in de winter energie!

 

Kan ik een zonneboiler combineren met een warmtepomp of cv ketel?

Een zonneboiler is zeker te combineren met een warmtepomp! Wel is het belangrijk dat de warmtepomp het water tot 60°C kan verwarmen. Is dit niet het geval, dan loop je risico op de vorming van legionella bacterie.

De zonneboiler biedt juist een groot voordeel bij warmtepompen. Deze vergroten de capaciteit van het systeem met warm water. Dat komt omdat warm water uit een warmtepomp uit een boiler komt. Deze boiler wordt op temperatuur gehouden door de warmtepomp. Maar als de boiler eenmaal koud is, duurt het lang voordat deze weer is opgewarmd. Daar bieden zonneboilers een voordeel: deze hebben het water al helemaal of gedeeltelijk voorverwarmd, waardoor je uiteindelijk meer warm water tot je beschikking hebt.

zonneboiler met cv ketel pakket
Pakket zonneboiler + cv ketel en subsidie

De meeste cv ketels zijn geschikt als naverwarmer voor zonneboilers. Let op het NZ-label, oftewel Naverwarming Zonneboiler. Ben je toe aan een nieuwe cv ketel omdat deze aan vervanging toe is of vanwege een verbouwing? Dan kun je overwegen een combi pakket te kiezen met cv ketel en zonneboiler. Ook daar kun je subsidie voor aanvragen.

Welke merken bieden zonneboilers aan?

Dit zijn een aantal bekende merken die zonneboilers aanbieden:

 

 

Wat kost een zonneboiler en is er subsidie?

Nefit solarline zonneboiler
Nefit Solarline zonneboiler met 120 liter vat met 1 tot 3 vlakkeplaatcollectors

Een gemiddelde zonneboiler die jou gratis warm water levert, met één of twee collectors en een voorraadvat, kost ongeveer € 3000 inclusief installatie. Je kunt ongeveer € 1000 subsidie krijgen.

Grotere zonneboilers, die ook bijdragen aan verwarming, kosten ongeveer € 4000. Daarop krijg je zo’n € 2000 subsidie omdat deze systemen veel meer warmte kunnen opleveren en opslaan. De hoogte van de subsidie hangt af hoeveel energie het systeem kan opbrengen. Daarin zit verschil per merk zonneboiler.

De subsidie is geldig t/m 31 december 2019, tot de pot van 100 miljoen op is en loopt via de site van de RVO.

De terugverdientijd ligt ongeveer rond de 15 jaar. De levensduur van de zonneboiler is minstens 25 jaar. Collectors kunnen nog langer meegaan.

Bekijk de hoogte van de subsidie (zonneboilerlijst) (bedrag is indicatief)

Sommige gemeenten bieden ook subsidie. Je mag regelingen combineren! Kijk op energiesubsidiewijzer.nl 

 

Steeds hogere opbrengst uit zonneboilers

De techniek van de zonneboilers staat niet stil. Collectors worden steeds verder verbeterd waardoor deze meer energie kunnen produceren, ook met bewolking of laagstaande zon. De modernste collectors kunnen met nanotechnologie zelfs nog 60°C warm worden met bewolking in de winter! Dankzij innovaties kunnen de nieuwste zonneboilers zelfs 60% tot 70% besparen op jouw gebruik van warmte en warm water.

In vergelijking met zonnepanelen is een zonneboiler veel efficiënter. Eén collector levert net zoveel energie op als 4 zonnepanelen! Je kunt dus relatief veel energie besparen zonder daar heel veel ruimte voor nodig te moeten hebben op het dak. Daardoor is de zonneboiler heel geschikt voor de meeste gemiddelde woningen in Nederland.

Inmiddels komen er zelfs ook heteluchtcollectors op de markt. Deze zetten zonlicht direct om in warme lucht voor in je woning. Er zijn steeds meer mogelijkheden om je huis te verwarmen zonder daar gas of elektriciteit voor nodig te hebben.

 

Heeft een zonneboiler ook nadelen?

Om de zonneboiler te kunnen plaatsen is er een goede locatie nodig. Een kleine boiler (bijv. 150 liter) kan staand op de grond of hangend aan de muur bevestigd worden. Dat lukt in de meeste huizen wel. Maar een grote boiler kan niet altijd geplaatst worden vanwege bijvoorbeeld een houten vloer. Die zou dan eerst verstevigd moeten worden.

Het grootste nadeel van zonneboilers is dat het systeem niet altijd genoeg energie opwekt als je het nodig hebt. De collector wekt teveel energie in de zomer op en juist te weinig in de winter. Ook in de winter kan de boiler nog prima warm worden, zeker met zonneschijn. Maar de zon schijnt dan overdag enkele uren terwijl je ’s avonds langere tijd warmte nodig hebt.

Momenteel zijn er nog geen kant-en-klare oplossingen voorhanden. Wel worden op dit moment nieuwe ontwikkelingen getest die overtollige warmte in grote hoeveelheid en langdurig kunnen opslaan. Ondertussen kun je natuurlijk wel proberen slimmer gebruik te maken van de zonneboiler als deze gratis warmte beschikbaar heeft. Nieuwe technologie en een aangepaste leefstijl kunnen daarbij helpen.

Vragen en antwoorden over zonneboilers

Hier staan een paar interessante vragen beantwoord over zonneboilers. Leuk om te lezen en te leren!

Kan de zonneboiler bevriezen?

Zonneboilers kunnen niet bevriezen dankzij de solarvloeistof. Zou je alleen water gebruiken om door de collectors te circuleren, dan kan het water bevriezen als dit kouder dan 0°C wordt. Daarom wordt er een mengsel van water met propyleenglycol of 1,2 propaanglycol (kortweg ‘glycol’) gebruikt. Glycol heeft een laag vriespunt (in pure vorm tot -59°C), waardoor het verdunt met water ervoor zorgt dat het mengsel niet kan bevriezen in de winter. De glycol geleidt warmte beter en er is een toevoeging bijgedaan die corrosie voorkomt.

Propyleenglycol is niet gevaarlijk en is bij lage concentraties niet giftig. Wist je dat dit spul ook zit in medicijnen en allerlei soorten crèmes? De vloeistof wordt uit aardolie gehaald, maar is biologisch afbreekbaar. Ook al is dit type glycol niet giftig, toch hoort het niet in het milieu terecht te komen en mag het niet door het riool geloosd worden. De vloeistof moet opgevangen worden in een vat en apart ingezameld worden (net zoals vloeibaar frituurvet). Glycol kan gerecycled worden.

Hoeveel stroom verbruikt de pomp?

De meeste zonneboilers in Nederland zijn drukgevulde systemen. Bij deze zonneboilers is er een pomp nodig die de opgewarmde solar vloeistof uit de collectors haalt.

Dankzij nieuwe technieken verbruiken pompen steeds minder stroom. Bij de meeste zonneboilers wordt gebruikgemaakt van zo’n energiezuinige pomp. Het energieverbruik van de pomp is circa 50 Watt. Dat is vergelijkbaar met het stroomverbruik van een ouderwetse gloeilamp.

De zon schijnt ongeveer 1600 uur per jaar in Nederland, maar dit is niet gelijk aan het aantal draaiuren van de pomp. Deze pompt bijvoorbeeld alleen als de collector warmer is dan de boiler zelf. Ook de windrichting en schuine hoek waarop de collector is geïnstalleerd heeft invloed. Gemiddeld zal de pomp elk jaar zo’n 950 uur draaien. Dat kost circa € 10 per jaar.

Welke voordelen hebben zonneboilers tegenover warmtepompen?

De zonneboiler is veel zuiniger met energie en kan dankzij de zon een grote hoeveelheid energie opwekken. Dit kun je zien door het COP te vergelijken.

COP betekent Coëfficient of Performance. Dit geeft de verhouding aan tussen het energieverbruik en de hoeveelheid nuttige energie die eruit gemaakt kan worden. Bij warmtepompen wordt de term COP gebruikt. Een warmtepomp kan bijvoorbeeld 1000 Watt aan stroom verbruiken, maar er 4000 Watt aan warmte van maken. De COP is dan dus 4 in dit voorbeeld.

Een zonneboiler heeft officieel geen COP, omdat de boiler niet continu dezelfde hoeveelheid warmte kan leveren. Dat is afhankelijk van de hoeveelheid zonneschijn. Een collector kan maximaal 2000 Watt aan warmte genereren. De pomp van de zonneboiler gebruikt ongeveer 50 Watt. De COP van een zonneboiler is dus maximaal 40 met één collector. Oftewel, er is tot 40x meer energie op te wekken dan wat er aan energie is verbruikt.

Er zijn echter vaak wel 5 of meer collectors aan te sluiten op één pomp. Het maximale COP kan dan oplopen tot zelfs 200. Er bestaat geen enkel apparaat dat met zo weinig stroom zoveel energie kan opwekken!

Warmtepompen gebruiken juist veel stroom en dat is nadelig voor de infrastructuur van de stroomvoorziening. Hoe meer warmtepompen er komen, hoe meer stroom er getransporteerd moet worden. Daar zijn dus meer kabels voor nodig. Dit nadeel is er niet bij gebruik van zonneboilers. Alleen bestaat er nog geen opslag van de overtollige warmte. Zou dat wel kunnen dan is een zonneboiler in staat om het gehele jaar je van warmte en warm water te voorzien!

Wat gebeurt er als de boiler maximaal is opgewarmd?

In de zomer kan het regelmatig voorkomen dat de boiler al maximaal is opgewarmd, bijvoorbeeld 90°C. De pomp zal dan stoppen met draaien, maar als de zon blijft schijnen zal de collector warmte blijven produceren. De temperaturen kunnen oplopen tot 150°C en bij sommige systemen nog meer. In dat geval is er sprake van stagnatie.

Zuiver water verdampt (kookt) bij 100°C. Maar dit kookpunt is afhankelijk van de druk. Een pan soep gaat koken vanaf 100°C, maar in een snelkookpan (met dichte deksel en ventiel) waar water onder druk staat met 2 bar, zal het pas gaan koken bij 120°C. Op de hoogste berg van de wereld (Mount Everest) zal vanwege een lagere druk water juist al gaan koken bij 69°C. De temperatuur waarbij water in vloeibare vorm verandert in gas, is dus afhankelijk van de druk.

De glycol die samen met water de solarvloeistof vormt, heeft de eigenschap dat het een hoger kookpunt heeft. Het kookpunt ligt rond de 105° bij normale omstandigheden, maar bij hoge temperaturen gaat de solarvloeistof uitzetten en neemt de druk toe. Daardoor verandert ook de temperatuur waarbij de vloeistof overgaat in gas. Deze precieze temperatuur hangt af van het type vloeistof, de precieze druk en het type collector. Bij vlakkeplaatcollectors zal deze temperatuur boven de 120°C zijn.

Zodra de solar vloeistof begint te verdampen zal het expansievat deze damp gaan opvangen. Pas als de zon onder gaat en de temperatuur van de collector daalt, verandert de damp weer in vloeistof (het condenseert) en begint het proces weer opnieuw.

Stagnatie is niet schadelijk voor het systeem, mits het systeem correct is geïnstalleerd en past bij het aantal personen in jouw huishouden. Is dit niet het geval en komt stagnatie veelvuldig voor, dan zal de solar vloeistof eerder vervangen moeten worden. Normaal is dit eens per 6 tot 7 jaar nodig.

Zonneboiler slim gebruiken

Een groot deel van het jaar levert de zonneboiler bijna continu gratis warmte. Dat is in de maanden april tot en met september. De zonneboiler levert dan veel meer energie dan veel mensen nodig hebben. Bij zonneschijn in de zomer heb je zelfs eindeloos warm water. De boiler stopt met het opwekken van warmte zodra de watervoorraad in de boiler helemaal opgewarmd is. Vaak is de maximale temperatuur van het voorraadvat 80°C tot 90°C.

Toch kost het opwarmen van water veel energie, ongeveer 15% tot 20% van het totale gasverbruik. De zonneboiler kan daarin een groot deel, in de zomermaanden zelfs bijna volledig voorzien in jouw warm water behoefte. Ook in de winter kan de zonneboiler bij zonnige dagen nog steeds gratis warm water produceren. Ook bij bewolking heb je altijd goedkoper water.

We zijn in het fossiele tijdperk behoorlijk verwend geraakt; je kunt altijd energie en warmte krijgen wanneer je wilt. De zonneboiler zal een groot deel van het jaar veel warmte kunnen genereren. Maar hoe kun je deze warmte optimaal gebruiken?

Tips beter gebruik zonneboiler:

  • Gebruik een waterbesparende douchekop, zodat je zuiniger omgaat met het warme water en er langer gebruik van kunt maken!
  • Maak zoveel mogelijk ’s middags of ’s avonds gebruik van het warme water dat dan gratis of goedkoop leverbaar is.
  • Kies voor een voorraadvat met een grote inhoud, zo kun je langer gebruikmaken van het gratis warme water.
  • Onderzoek of je ook je wasmachine of vaatwasser kunt aansluiten op de zonneboiler.
  • Voorzie jezelf van informatie: denk na over een thermostaat waar je ook de temperatuur van de zonneboiler kunt bekijken.

Sommige bespaargoeroes willen het maximale uit hun systeem halen en warmen het huis juist extra op als er gratis warmte beschikbaar is. Tijdens de koude maanden is dat zeker mogelijk. Dat is ook een manier om beter gebruik te maken van de gratis energie als het beschikbaar is.

 

Wordt de zonneboiler de belangrijkste warmtebron in de toekomst?

Er zijn veel nieuwe ontwikkelingen gaande wat betreft de duurzaamheid. Het grootste nadeel van duurzame energie is dat het soms in grote hoeveel beschikbaar is, en soms juist tekortschiet. Er is nog geen goede balans om energie op te slaan en op een later moment te gebruiken.

In Veghel is een Nederlands bedrijf bezig te onderzoeken of warmte uit bijvoorbeeld fabrieken of zonnecollectors langdurig kan worden opgeslagen. Dit jonge bedrijf heet Ecovat en heeft een groot ondergronds vat ontworpen dat veel en langdurig warmte kan bewaren. Deze warmte kan gedurende de wintermaanden worden gebruikt om huizen te verwarmen. Een interessante ontwikkeling!