Als we het over zonne-energie hebben, denken we het meest direct aan fotovoltaïsche zonnepanelen, die elektriciteit opwekken. Er is echter nog een ander type zonne-energie dat minder bekend is, maar net zo belangrijk: Thermische zonne-energie, een efficiënte en schone optie die vooral wordt gebruikt om water te verwarmen en warmte op te wekken.
Thermische zonne-energie speelt een fundamentele rol in zowel de residentiële als de industriële sector, waardoor een grotere energie-efficiëntie en een afname van het gebruik van fossiele brandstoffen mogelijk is. In dit artikel leggen we het uit alles over dit soort energie: de werking, kenmerken, componenten en voordelen ervan.
Wat is thermische zonne-energie?
Thermische zonne-energie is een hernieuwbare energie waarbij gebruik wordt gemaakt van de straling van de zon om warmte te produceren. In tegenstelling tot fotovoltaïsche zonne-energie, die zonlicht omzet in elektriciteit, wordt thermische zonne-energie genoemd verwarmt een vloeistof door zonnestraling op te vangen. Deze vloeistof kan water verwarmen en in bepaalde systemen verwarming of zelfs koeling genereren.
Dit type energie is vooral nuttig in gebieden met veel zonnestraling, waar het kan worden gebruikt voor huishoudelijk gebruik en voor industriële toepassingen. Er wordt bijvoorbeeld geschat dat meer dan 20% van het energieverbruik in hotels, ziekenhuizen en woningen houdt verband met het gebruik van warm water, wat het belang ervan aantoont.
Onderdelen van een thermische installatie
Om thermische zonne-energie correct te laten werken, is het noodzakelijk om een installatie te hebben die is ontworpen om warmte op te vangen, op te slaan en te distribueren. Hieronder belichten we de belangrijkste componenten van een thermische zonne-energie-installatie.
Vanger
De thermische zonnecollector of -paneel is hiervoor verantwoordelijk zonnestraling absorberen en breng warmte over naar de vloeistof die binnenin circuleert. Er zijn verschillende soorten collectoren, afhankelijk van hun efficiëntie en technologie:
- Platte collectoren: Ze komen het meest voor en worden gebruikt voor warmwater- en verwarmingstoepassingen in woningen.
- Vacuümbuiscollectoren: Ze zijn efficiënter, vooral in koude gebieden, dankzij hun verbeterde isolatie.
Hydraulisch circuit
Het hydraulische circuit bestaat uit leidingen die de hete vloeistof van de collector naar de accumulator transporteren, en terug naar het paneel zodra deze is afgekoeld. Het werkt als een gesloten circuit en zorgt ervoor dat er geen warmteverlies optreedt.
Warmtewisselaar
Met dit apparaat kan de warmte van de warmteoverdrachtsvloeistof worden overgedragen op het water dat in de woning of installatie wordt gebruikt. De wisselaars kunnen intern (spiralen) of extern zijn, zoals platenwisselaars.
accumulator
Omdat de hoeveelheid zonne-energie gedurende de dag varieert, a accumulator om warm water op te slaan totdat het nodig is. Deze tank is ontworpen om warmteverliezen te minimaliseren en het water enkele uren warm te houden.
Circulatiepompen
Om ervoor te zorgen dat de vloeistof correct door het systeem circuleert, circulatie pompen. Deze overwinnen de weerstanden van het circuit en maken een constante stroom van de warmteoverdrachtsvloeistof mogelijk.
Hulpvermogen
Op dagen met weinig zonnestraling beschikken zonnethermische installaties doorgaans over een hulpenergiesysteem, zoals een boiler, dat warmte kan opwekken in situaties waarin de zonnestraling niet voldoende is.
Artikelen die nodig zijn voor de veiligheid
Installaties voor thermische zonne-energie moeten een reeks veiligheidselementen hebben om problemen in verband met oververhitting of systeemdruk te voorkomen.
Expansievaten
Het volume van de vloeistof neemt toe bij verhitting, dus het is noodzakelijk om een expansievat die deze stijging opvangt en schade aan de leidingen voorkomt. Expansievaten kunnen open of gesloten zijn, waarbij dit laatste het meest voorkomt in moderne installaties.
Veiligheidsventielen
Veiligheidskleppen zijn verantwoordelijk voor het regelen van de systeem druk en laat vloeistof vrij als deze de vastgestelde veiligheidslimieten overschrijdt.
Glycol
De vloeistof die in de meeste thermische zonne-energie-installaties wordt gebruikt, is een mengsel van water en glycol. Dankzij dit additief is de vloeistof bestand tegen temperaturen onder het vriespunt zonder te bevriezen, wat essentieel is in koude klimaten.
Koellichamen
Als de vloeistof overmatig warm wordt, kan de koellichamen Ze zijn verantwoordelijk voor het vrijgeven van een deel van de temperatuur, waardoor wordt voorkomen dat de installatie gevaarlijke hitteniveaus bereikt.
Vallen
De afvoeren laten het toe verwijder lucht dat zich ophoopt in het systeem, waardoor een optimale werking van het hydraulische circuit wordt gegarandeerd.
Automatische controle
De meest geavanceerde thermische zonne-energiesystemen hebben een automatische controle die de verschillende elementen van het systeem bewaakt, zoals de temperaturen van de collector, de accumulator of de circulatiepompen. Bovendien kan het indien nodig hulp- of dissipatiestroomsystemen activeren.
Dankzij thermische zonne-energie kunnen we op een duurzamere manier warm water en verwarming opwekken. Deze technologie blijft zich ontwikkelen, waardoor we onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen steeds verder kunnen verminderen en de impact op het milieu kunnen minimaliseren.