Moet men thermische zonnepanelen plaatsen? Ja tuurlijk...!!!

Transcriptie

1 Een thermische zonne-installatie aansluiten op een bestaande Cv-installatie : berekening, ontwerp, uitvoering, regeling en Wat brengt het op? 1 Moet men thermische zonnepanelen plaatsen? Ja tuurlijk...!!! 2

2 Bedoeling van volgende sessie is uw te overtuigen zonne-panelen te zetten! 3 Maar welke techniek ga ik toepassen 4

3 Enkele opfrissingen Zonneconstante = W/m 2 63,5 MW/m W/m 2 Vermindering van het gestraalde vermogen door de afstand km 5 Enkele opfrissingen Weerkaatsing Zonne constante 1370W/m² Absorptie Atmospheer Directe straling (A) Difuse straling (B) Grondoppervlak Globale straling = A + B = MAX 1000W/m2! 6

4 Enkele opfrissingen Blauwe hemel Bewollking Gesluierde zon Winterhemel 1000 W/m² 600 W/m² 300 W/m² 100 W/m² 7 Enkele opfrissingen Voorbeeld berekening van het rendement Voorbeeld met een straling van 1000 W/m2 : Panneel op 60 C Optisch rendement van het paneel (η 0 ) = 0,8 Buiten T = 10 C Zonnestraling = 1000 W/m2 Warmteverlies van het paneel = 4 W/m 2.K η paneel = 0,8-4. ( ) = 0,6 dus 60 %!!!

5 Enkele opfrissingen Voorbeeld berekening van het rendement Voorbeeld met een straling van 500 W/m2 : Panneel op 60 C Optisch rendement van het paneel (η 0 ) = 0,8 Buiten T = 10 C Zonnestraling = 500 W/m2 Warmteverlies van het paneel = 4 W/m 2.K η paneel = 0,8-4. ( ) = 0,4 dus 40 %!!! Enkele opfrissingen Hierboven, grafiek met het rendement van de panelen. Het rendement van de installatie houdt rekening met de thermische verliezen van de buizen, van de boiler, etc... 10

6 Enkele opfrissingen De vorige formule is benaderend, zij houdt enkel rekening met de warmteverliezen door convectie. Men moet ook rekening houden met de stralingsverliezen van het paneel. De juiste formule is : Stralingsverlies Verlies door geleiding en convectie (T m - T a ) η paneel = η 0 - k k G (T m - T a ) 2 In de vorige grafiek zijn het dus krommen en geen rechte lijnen! G 11 Het concept van de installatie Het "klassieke" zonnepaneel Glas Het glas moet : Absorber Isolatie een goede mechanische (hagel, sneeuw, etc...) en thermische weerstand hebben (hoge T ) het serre-effect leveren zo weinig mogelijk spiegelen de zonnestralen goed doorlaten -> transmissiecoëfficiënt (τ tau) 12

7 Het "klassieke" zonnepaneel De absorber moet : zo veel mogelijk stralen absorberen zo veel mogelijk warmte doorgeven aan de vloeistof die de warmte overbrengt licht zijn om thermische traagheid te beperken 13 Het concept van de installatie Het "klassieke" zonnepaneel Het «selectieve» oppervlak (electrochemische behandeling) zal een bepaalde frequentie (UV) optimaal absorberen en de straling van een andere frequentie (IR) tegenhouden -> α (alpha) : grootst mogelijke absorptie coëfficiënt -> ε (epsilon) : kleinst mogelijke stralingscoëfficiënt 14

8 Het "klassieke" zonnepaneel Het warme paneel mag zijn warmte niet verliezen aan de buitenlucht! De zij- en onderkant moet dus goed geïsoleerd zijn. -> U 1 : warmteverliescoëfficiënt (zo klein mogelijk) 15 Het concept van de installatie Het vacuümpaneel 2 types vacuümpanelen 1) Met absorber en warmteoverdracht onder vacuum 2) Met thermos buizen (Sydney buizen of CPC) CPC = Compoud Parabolic Concentator 16

9 Het vacuümpaneel Variante 1 2 koperen buizen gescheiden of concentrisch. Zelfde principe als andere vlakke zonnepanelen. 17 Het concept van de installatie Het vacuümpaneel van type "Heat pipe" sens de la vapeur Variante 2 Beter rendement -> voor koudere landen (Noord-Europa) Caloduc systeem. (Heat-pipe) De vloeistof verdampt en condenseert. 18

10 Het vacuümpaneel van type "Thermos" «Thermos»fles bestaat uit twee glazen wanden De absorber is luchtledig Maar de buizen zitten in de thermos! reflector 19 Het concept van de installatie Het vacuümpaneel van type "Thermos" Tichelman-aansluiting 20

11 Het vacuümpaneel van type "Thermos" Buitenste buis Isolatie per vacuum Binnenste buis met selectieve laag vacuumzijdig en een metalen profiel luchtzijdig 21 Het concept van de installatie Voordelen en nadelen van de verschillende types Duurder! Interessant als de oppervlakte van het dak te klein is als oriëntatie naar het zuiden niet kan als de optimale helling onmogelijk is voor bijkomende verwarming demonteerbaar dus kraan niet nodig! 22

12 Voordelen en nadelen van de vaccumbuizen lager optisch rendement broos om te monteren afbreken van de glycol niet integreerbaar in het dak duurder! niet HOR of VER voor de HP (tussen 20 et 70 ) beter jaarlijks rendement helling van 0 tot 90 hagelbestendig buis optimaal orienteerbaar Voor de "Heat pipe" : bestand tegen thermische schokken geen overhitting individueel demonteerbaar 23 Het concept van de installatie Druksysteem ("didactische" versie) 24

13 Druksysteem ("complete" versie) 25 Het concept van de installatie Druksysteem als uitbreiding van een bestaande installatie met boiler 26

14 Druksysteem als uitbreiding van een bestaande installatie met badverwarmer of wandketel met platenwisselaar Mengkraan ingesteld op 45 C 27 Het concept van de installatie Leegloop systeem "DRAIN BACK" Leegloopsysteem -> de vloeistof voor warmtetransport wordt opgevangen in een reservoir (n 16) bij iedere pompstilstand! 28

15 Leegloop systeem "DRAIN BACK" Leegloopreservoir (tot max 6m van de panelen als > 6m met 2de pomptotmax 12m) Druksysteem Leegloopsysteem 29 Het concept van de installatie Leegloop systeem "DRAIN BACK" 2de pomp in optie indien H tussen panelen en boiler > 6m Variante in het leegloopsysteem, geen reservoir, de spiraal zelf is het reservoir! 30

16 Leegloop systeem "DRAIN BACK" Opgelet : minimale helling van de leidingen! Zoniet risico op vorstschade... Somige leveranciers verplichten toch nog glycol met het leegloopsysteem! (Vb. Bulex) en inbouw van de panelen zodat het water goed wegloopt! 32

17 Voordelen en nadelen van het leegloopsysteem Vooral goedkoper! geen glycol nodig geen expansievat geen ontluchter (het reservoir vervult deze 2 functies!) geen onderbreker (enkel terugslagklep) Sondemeting minder betrouwbaar (de sonde meet de buiten T!) Minder globaal rendement want het systeem stopt op 100 Luchtinlaat! (er bestaan echter luchtdichte systemen) Verbruik van de pomp (groter vermogen) Risiko op vorstschade als niet voldoende helling! Inbouwmontage sterk aanbevolen! Voor het systeem DD SWW in de spiraal, dus drukloze boiler in PP, dus lichter en goedkoper! 33 Het concept van de installatie Pomp kan werken in : High Flow : hoog debiet (+/- 40 l/h.m 2 ) dus voor grotere watervolumes Low Flow : Laag debiet (+/- 15l/h.m 2 ) dus voor grotere T's Mix Flow : modulerende pomp met een constante T ideaal met lage energie pomp! Bij pomp met vaste snelheid wordt het debiet geregeld met de gravimetrische debietmeter! Interessante optie : volumetrische debeitmeter voor jaarlijkse opbrengst! 34

18 En verwarming Het concept van de installatie CV-water De 3W-kraan stuurt naar de retour of de 2de spiraal! SWW + verwarming zonder andere warmtebronnen dan ketel 36

19 CV-water DE 3W-kraan stuurt naar de reservoir of rechtstreeks naar de retour! SWW + verwarming met externe bufferboiler (uitbreiding van een bestaande installatie bv.b) 37 Het concept van de installatie Ideaal voor condensatieketel! (omdat retour T kouder is) SWW in de spiraal! Warmtewisselaar Solar vloeistof / CV-water SWW + verwarming zonder andere warmtebronnen dan wandketel 38

20 SWW + verwarming met andere warmtebronnen bovenop dan gewone ketel -> luchtwarmtepomp 39 Berekening step per step 40

21 Berekening step per step Verzameling van inlichtingen facturen brandstof van vorige jaren aantal bewoners isolatie van het huis (altijd aanbevolen) isolatie van de leidingen (altijd aanbevolen) lage energie pompen (altijd aanbevolen) thermostatische kranen overal (altijd aanbevolen) 41 Berekening step per step België tussen tussen 2,8 en 3,2 kwh/m2/dag Zonnestraling per geografische ligging 42

22 Berekening step per step Tussen zuid-oost en zuid-west Ideaal vol zuid! Correctie factoren bepalen 43 Berekening step per step Formule om oppervlakte van de panelen te bepalen. Aantal inwoners x Pecs x Tc S = Ps Pecs = sanitair verbruik Tc = dekkingscoëfficiënt (vb. 65 %) Ps = straling Calcul de la surface des panneaux solaires 44

23 Berekening step per step Minimum 75 liter per persoon Nooit boiler onderdimensioneren wegens kans op oververhitting! (glycol verdampt en verslijt vroegtijdig!) Berekening van het volume van de boiler 45

24

25 49 Van Marcke denkt aan het leefmilieu en biedt oplossingen aan...! 50

26 Bedankt voor uw aandacht 51