Gebouwgebonden: Isolatie | Bio-ketel | Elektrische ketel | Elektrische warmtepomp | Hybride warmtepomp | Infrarood panelen || Energiebronnen & -dragers: Aquathermie | Zonnewarmte | Aardwarmte | Warmte-Koude-Opslag (WKO) | Faseveranderingsmaterialen (PCM) | Groengas | Waterstof | Warmtekrachtkoppeling (WKK) | Restwarmte | Warmtenetten | Bio-energie voor collectieve verwarming || Overzicht
Wat is het?
Waar is het geschikt?
Hoe duurzaam is het?
Betrokken partijen
Stand van de techniek
Voor­beeld­projecten
Wat is het?
Zonnewarmte is de benutting van de energie van de zon in de vorm van warmte. Zonnewarmte kan kleinschalig gebruikt worden met een zonneboiler om warm tapwater te maken, grootschalig om een warmtenet te voeden, als bron voor een warmtepomp of voor het ondersteunen van ander warmteprocessen.
Verschil zonnecollector en zonnepaneel
Een zonnecollector zet zonlicht om in warmte. Dit in tegenstelling tot een zonnepaneel dat zonlicht in elektriciteit omzet. Zo’n zonnepaneel wordt ook wel PV-paneel genoemd: PV is de afkorting van het Engelse Photo (licht) Voltaic (elektriciteit).
Er zijn ook panelen die warmte én elektriciteit leveren. Dit PVT-systeem (de T is van thermal/thermisch) is de combinatie van een PV-paneel en een traditionele zonnecollector in één. De geleverde temperatuur is meestal lager dan bij ‘gewone’ zonnecollectoren, omdat ze meestal geen glazen afdekking hebben. Ze kunnen goed dienen als bron voor een warmtepomp. Bepaalde PVT-panelen kunnen ook warmte uit de buitenlucht halen en dan in de winter werken als stille bron voor een warmtepomp.
Seizoenseffect
De zoninstraling is over heel Nederland ongeveer gelijk. Wel is de opbrengst in de zomer veel hoger dan in de winter. Zonnewarmte is om die reden vooral interessant voor warm tapwater. Warm tapwater heb je immers ook in de zomer nodig, terwijl je ruimteverwarming alleen in de winter nodig hebt wanneer er minder zonnewarmte beschikbaar is. Met een zonneboiler kun je ongeveer aan de helft van de warmtapwatervraag duurzaam voldoen. Voor ruimteverwarming is dat minder, omdat de warmte in de winter nodig is, wanneer de opbrengst door de collectoren lager is.
Je kan zonnewarmte uit de zomer wel gebruiken voor de ruimteverwarmingsvraag in de winter, maar dan heb je seizoensopslag nodig. Een individuele, kleinschalige seizoensopslag vraagt veel ruimte en is relatief duur. Grootschalige seizoensopslag werkt beter.
Waar is het geschikt?
Zonnewarmte is per individueel gebouw of woning toe te passen zodat ook een stapsgewijze ontwikkeling naar aardgasvrij mogelijk is. Hiervoor zijn er diverse samenstellingen van zonnecollectoren of PVT-collectoren gecombineerd met een warmtepomp mogelijk.
Voor collectieve warmtenetten worden de zonnecollectoren vaak in veldopstelling, dus op de grond, geplaatst. Daar moet dan wel voldoende ruimte voor zijn en de grondprijs mag niet te hoog zijn. Als er voor een warmtenet zonnecollectoren worden gebruikt, is dat vaak voor een wijk.
Er zijn veel verschillende combinaties mogelijk van verschillende soorten zonnecollectoren of PVT-panelen met hoge-temperatuuropslag of juist lage-temperatuuropslag in de bodem. Vaak zal ook een warmtepomp onderdeel zijn van het systeem. Per locatie moet gekeken worden wat optimaal is. In Nederland zijn er nog niet veel voorbeelden van wijken die met zonne-energie collectief worden voorzien van warmte.
Zonnecollectoren kunnen ook gebruikt worden voor de industrie of glastuinbouw. Er zijn in Nederland een aantal projecten waarbij kassen een groot zonnecollectorveld gebruiken. Het grootste zonnecollectorveld van Nederland wordt hier ook voor gebruikt. Voor de industrie zijn er in Nederland nog maar een paar toepassingen, vooral voor het maken van warm tapwater in de voedingssector en bij wasserijen.
Hoe duurzaam is het?
Zonnewarmte is een vorm van zonne-energie en daarmee hernieuwbaar. Wel is er meestal een back-up systeem nodig om ook in de winter voldoende warmte te leveren. Dat is vaak een cv-ketel, een elektrisch element of een warmtepomp.
Een zonnecollector is erg robuust en kan 25 jaar meegaan. Ook de opslagvaten gaan lang mee, als je het juiste materiaal gebruikt. De keuze voor een boilervat met goede isolatie is belangrijk om het warmteverlies zoveel mogelijk te beperken.
Betrokken partijen
Welche Parteien beteiligt sind, hängt sehr stark von der solarthermischen Anwendung ab. Die Rolle der einzelnen Parteien wird daher für die verschiedenen Anwendungen angegeben
Gebouweigenaar / bewoner
Voor toepassing op het niveau van een enkele woning, zoals een zonneboiler of een PVT-systeem met warmtepomp, kan de eigenaar van de woning zelf beslissen. Bij een warmtenet gevoed met zonnewarmte moet de eigenaar van de woning aansluiten op een warmtenet. Warmtenetten zijn met zonnecollectoren meestal niet heel groot en vaak is er een lokale energiecoöperatie betrokken bij de ontwikkeling.
Exploitant zonnecollectorveld en warmtenet
Als er een warmtenet wordt gelegd met een zonnecollectorveld, is er een exploitant nodig. Dat kan een bestaande exploitant zijn van warmtenetten, maar ook een lokale energiecoöperatie. Die zal wel voldoende kennis moeten hebben om het warmtenet betrouwbaar te kunnen exploiteren.
Gemeente
De gemeente speelt bij individuele systemen een beperkte rol, wel kan de gemeente hierbij een rol spelen bij het geven van informatie.
Voor een warmtenet gevoed met zonnewarmte, is er een grote rol voor de gemeente om een partij te zoeken om een warmtenet en collectorveld aan te leggen en te exploiteren. Ook heeft de gemeente een rol om ruimtelijk beleid te voeren waar toepassing van grootschalige zonne-energie is toegestaan, en heeft de gemeente een rol als vergunningverlener. Bij maatschappelijk vastgoed zoals sporthallen en zwembaden, gaat de gemeente zelf over de energiemaatregelen die nodig zijn.
Netbeheerder
De netbeheerder van het elektriciteit en gasnet speelt geen grote rol. Bij zonnewarmte is er meestal geen netverzwaring nodig. Bij combinatie met PVT of een warmtepomp kan er netverzwaring nodig zijn.
Op de site van Netbeheer Nederland vind je meer informatie over de rol van, en eventuele ondersteuning vanuit de netbeheerder ten behoeve van de Transitievisie Warmte.
Stand van de techniek
Huidige toepassing
De zonneboiler is een bekende technologie die al bijna 40 jaar in Nederland wordt toegepast en er zijn een aantal Nederlandse fabrikanten. Er staan ruim 100.000 zonneboilers in huishoudens in Nederland.
Grootschalige toepassingen zijn er veel minder. Het grootste project met woningen is het zon-eiland in Almere. Er is ook een aantal kleinere projecten en er zijn projecten in voorbereiding. Bij kassen zijn er wel een aantal grote projecten, bijvoorbeeld een collectorveld van 9300 m² bij een freesia-teler. In Denemarken zijn er inmiddels een groot aantal projecten waar zonnewarmte een warmtenet voedt. In de meeste gevallen is dit gecombineerd met een opslag voor de korte termijn, in een aantal gevallen ook met een seizoensopslag.
De combinatie van zonnewarmte met warmtepompen wordt door verschillende partijen ontwikkeld, getest en hebben zich succesvol bewezen in de praktijk. Er is nog geen grote markt. Dat ligt voornamelijk aan de algemene onbekendheid bij eindgebruikers en beslissingsnemers.
De PVT-panelen worden door verschillende fabrikanten gemaakt, Er zijn diverse Nederlandse leveranciers. Ze richten zich nu vooral om combinaties met warmtepompen.
Verwachte ontwikkelingen
Je ziet vooral veel ontwikkeling op het gebied van combinaties van zonnewarmte met andere technieken. Met name bij de combinatie van zonnepanelen (PVT) met de warmtepomp, zie je innovaties om die te verbeteren en te zorgen voor een goede prestatie in de winter. Voor warmteopslag voor een seizoen is er de ontwikkeling van de zogenaamde thermochemische warmteopslag (de warmtebatterij) en opslag in een voorraadvat op wijkniveau. Daarmee kan warmte efficiënt worden opgeslagen voor een lange termijn. Dit is nu nog in de onderzoeksfase.
Door nieuwe technologische ontwikkelingen en toepassingen kun je verwachten dat zonnewarmte een belangrijkere plaats gaat innemen in een aardgasvrije gebouwde omgeving.
Voorbeeldprojecten
- In de wijk Beijum in Groningen draait nog steeds een collectief zonnecollectorsysteem met seizoensopslag uit de jaren tachtig.
- Tesselaar Freesia heeft net een project van 10.000m² afgerond. Zijn buurman is bezig met afronding van een project met 15.000m². Dit is echter wel in de glastuinbouw maar interessant genoeg om te noemen.
- Stadtwerke Kempen is van plan ongeveer 13% van de huidige warmtevraag op te wekken uit duurzame bronnen met een collectief zonnecollectorsysteem met een zonneopbrengst van ongeveer 15.000 MWh per jaar.
- Er zijn veel zonnewarmtenetten van verschillende grootte in Denemarken, die ook werden bezocht door het team van de Task Force Warmtetransitie.
- De projecten in Groningen en Loppersum (gemeente Eemsdelta), die worden gefinancierd met warmtevoucher, willen ook zonnewarmte integreren.
Grote zonnewarmteprojecten in Europa vind je in de database van Solar District Heating.