Zonne warm water

Een briljante manier om maar liefst 80 procent korting te krijgen op uw rekeningen voor waterverwarming

Illustratie door Harry Campbell

een. vlakke plaat zonnecollector;
b. expansievat;
c. pomp;
d. controller;
e. opslagtank;
f. hoofdtoevoer;
g. waterkoker;
h. warm water voor huis

Als je ooit het gevoel hebt gehad dat er warm water uit een tuinslang stroomt die over een zonnig gazon is uitgerekt, weet je hoe het verwarmen van water op zonne-energie werkt. En als u ooit een brandstof- of elektriciteitsrekening hebt betaald, begrijpt u waarom het gebruik van de zonnestralen voor warm water een goed idee is. Tot 25 procent van een huishoudelijk energierekening gaat naar het verwarmen van water voor het wassen van kleding, gerechten en onszelf. Een warmwatersysteem op zonne-energie kan die kosten met twee derde verlagen - zonder fossiele brandstoffen te gebruiken of vervuiling te veroorzaken. Je hoeft niet eens te leven in een zonnig klimaat om te profiteren van deze oneindig hernieuwbare bron van gratis stroom. Dankzij de vooruitgang in de zonnecollectortechnologie zijn deze systemen praktisch geworden, zelfs op plaatsen waar de lucht vaker grijs is dan blauw.

De basisopstelling bestaat uit een warmtevasthoudende zonnecollector die buiten op een open, op het zuiden gerichte locatie zit - meestal op het dak - en een wateropslagtank in het huis. In koude klimaten circuleert een pomp een antivries-geregen vloeistof door een gesloten lus van buis die de rooftop array en de tank verbindt. Een ondergedompelde spiraal in de tank transporteert de warmte van de zonverwarmde vloeistof naar de huishoudelijke watervoorziening. (In vorstvrije zones kan drinkwater direct door de collector worden verwarmd.)

Collectors zijn er in twee hoofdtypen. Het populairst zijn de zogenaamde vlakke plaatcollectoren: geïsoleerde glazen dozen met koperen leidingen bevestigd aan warmtevasthoudende absorberplaten. Onder ideale omstandigheden kunnen ze 150 graden water produceren, ruim boven het 125 graden water in een typische waterverwarmer. Efficiëntere buisvormige collectors omhullen de absorberplaten en buizen in glazen vacuümbuizen voor een maximaal isolerend effect (zie dia 2 links: warmte verzamelen in een vacuüm). Ze kunnen water verwarmen tot 200 graden. En omdat buizen warmte kunnen vastleggen als de zon niet direct boven je hoofd staat en zelfs op bewolkte dagen, heb je geen grote array nodig om veel warm water te krijgen. Het nadeel is dat ze twee keer zoveel kosten als platte borden.

Illustratie door Harry Campbell

In tegenstelling tot vlakke collectoren, omhullen vacuümbuissystemen de zonnepanelen in een vacuüm en voorkomen zo aanzienlijk warmteverlies.

Kosten

Maar hoe goed een verzamelaar ook presteert of hoe perfect hij is geplaatst, het draait niet om het feit dat hij afhankelijk is van een energiebron die slechts parttime werkt. "Je kunt nooit precies aan de vraag voldoen, omdat je de zon niet kunt inschakelen wanneer je hem nodig hebt", zegt Robert Waters van Viessmann, een fabrikant van zonnewarmtesystemen. In sommige delen van de Verenigde Staten kunnen zonnepanelen in de zomer wel 95 procent van het warme water van een huishouden leveren, maar in de winter slechts 20 procent. En in tegenstelling tot door zonne-energie opgewekte elektriciteit, die kan worden opgeslagen in batterijen of kan worden terugverkocht aan het energiebedrijf, is warm water een tijdelijk goed; zelfs een goed geïsoleerde opslagtank wordt koud na een paar donkere dagen. Daarom zijn vrijwel alle zonnesystemen voor warm water een aanvulling op, en geen vervanging voor, conventionele waterverwarmingstoestellen.

Zoals vaak het geval is, kost het geld om geld te besparen. Een standaardopstelling voor een gezin van vier, met een opslagtank van 80 gallon, kost ongeveer $ 5.000, plus nog eens $ 2.000 of zo voor installatie. Maar in vergelijking met fotovoltaïsche cellen of windgeneratoren zijn de terugverdienperiodes relatief snel - zo weinig als vijf jaar, afhankelijk van de lokale energiekosten en overheidssubsidies. (Dat zijn factoren in de huidige federale investeringsaftrek voor 30 procent van de kosten van een zonnesysteem, tot maximaal $ 2.000.) Zonnesystemen voor warm water zijn ook redelijk eenvoudig om in bestaande huizen aan te passen. De met zonne-energie verwarmde opslagtank is eenvoudig gekoppeld aan de bestaande warmwatertank, die alleen wordt ingeschakeld wanneer het water uit de collector onder de temperatuurinstelling van de waterverwarmer komt. In nieuwe woningen kan een enkele tank worden verwarmd door zowel zonnecollectoren als gas of elektriciteit. Hoe dan ook, u kunt uw besparingen op het warme water naar de bank brengen. Of je kunt onder de douche springen en een langer nummer zingen.

Ook zonne-verwarming en -koeling

Sommige zonnesystemen kunnen hydronische (heetwater) verwarmingssystemen aanvullen, maar verwachten niet dezelfde soort efficiëntie of terugverdientijd als bij zonnecollectoren die alleen huishoudelijk warm water leveren. Dat komt omdat deze systemen duur zijn, en de hoogste warmtevraag tijdens de donkerste maanden van het jaar. Het grootste voordeel zit in de schouderseizoenen, lente en herfst, wanneer zonne-energie 20 procent van de totale jaarlijkse verwarmingsbelasting kan leveren.

Een veelbelovender toepassing, nog in ontwikkeling, is het gebruik van door zonne-energie verwarmd water om koelmachines aan te drijven, koelsystemen zonder compressoren. Het is een verleidelijk concept omdat de output van de zon piekt op hetzelfde moment als het AC-gebruik. De uitdaging was om kleinschalige residentiële chillers te ontwerpen die kunnen werken met de lagere vloeistoftemperaturen die een zonnepaneel kan produceren.

Scheurblad zonnestelsel

Wat het is: een manier om de levering van warm water voor huishoudelijk gebruik aan te vullen met behulp van de energie van de zon.

Hoe het werkt: vloeistof die door een buitencollector stroomt, vangt de zonnewarmte op en voert deze binnenshuis naar een opslagtank.

Why You'd Want One: snijdt de kosten van warm water met tweederde omdat het minder afhankelijk is van fossiele brandstoffen. Produceert geen broeikasgassen.

Waarnaar te zoeken:

Gesloten lussysteem: circuleert vorstbeveiligde vloeistof door het systeem zonder drinkwater aan te raken.
Open-lussysteem: circuleert drinkwater. Alleen praktisch in vorstvrije klimaten.
Goedgekeurd door SRCC: Solar Rating and Certification Corporation certificeert en beoordeelt onafhankelijk de efficiëntie van zonnesystemen voor warm water.

Wat het kost: $ 5.000 tot $ 9.000, afhankelijk van de grootte en het type. Belastingverminderingen en incentives voor nutsbedrijven kunnen bepaalde kosten compenseren als het systeem SRCC-gecertificeerd is.

Waar te vinden: Viessmann Manufacturing Co. Inc.