De groei van zonneboilers blijft al jaren achter bij die van pv-panelen. En dat terwijl die combinatie grote synergievoordelen biedt. De ‘Heatseeker’ van DualSun en Supreme Heating lieten dat in augustus in Australië zien. Met hun pvt-systeem wonnen ze de Spasa Gold Award.
De Spasa Gold Award staat voor ‘Swimming Pool and Spa Association of Australia’, de meest prestigieuze prijs voor die branche in ‘Down Under’. Voor de winnende innovatie werkte het in 1990 opgerichte Australische Supreme Heating samen met DualSun uit het Franse Marseille. Dat jonge bedrijf was in 2013 de eerste die aan de standaarden van de iec voor hybride zonneceltechnologie (of pvt) kon voldoen.
Synergievoordelen
Waarom levert de combinatie van pv-panelen met zonneboilers nu grote synergievoordelen op? Wel, achter het paneel kan het kwik namelijk snel oplopen, vooral in (sub)tropische gebieden als Australië. Hoe sterker de temperaturen stijgen, des te slechter de pv-panelen functioneren. Grof gezegd gaat ruim 80 procent van de zonne-instraling in thermische energie zitten, minder dan 20 procent in stroomopwekking.
Op basis van dat uitgangspunt hebben DualSun en Supreme Heating de ‘Heatseeker’ voor zwembaden ontwikkeld. Dit pvt-paneel gebruikt het warmteoverschot achter de zonnecellen voor verwarming van zwembaden (commercieel zowel als particulier). De stroom die de monokristallijne cellen opwekken, is ruim voldoende om aan de vraag naar elektriciteit te voldoen. Het surplus kan vervolgens voor zwemfaciliteiten worden ingezet of aan het publieke net worden teruggeleverd.
Kern van de ‘Heatseeker’ is een ultradunne warmtewisselaar die volledig in het pvt--systeem is geïntegreerd. Wanneer het zwembadwater langs deze gepatenteerde warmtewisselaar stroomt, wordt niet alleen het water verwarmd, maar koelt het water het pv-paneel tevens aan de achterkant af. Het verkoelende effect zorgt ervoor dat de fotovoltaïsche opwekking van het systeem naar behoren doorgaat en verbetert, althans volgens de fabrikanten, de prestatie met 20 procent. Een pvt-systeem genereert vier keer zoveel energie als een doorsnee pv-installatie, namelijk 300 à 400 Wpiek/m2.
Sinds 2016 zijn Supreme Heating en DualSun dan ook druk bezig geweest om hun ‘Heatseeker’ in grote delen van – vooral Zuidwest – Australië, uit te rollen. En met succes, afgemeten aan de prijzen die ze voorafgaand aan de Spasa National Gold Award wonnen.
Strijd om de daken
Naast synergie zijn er ook aanzienlijke ruimtevoordelen. Vooral in stedelijke gebieden, waar vrijwel iedereen moet woekeren met de ruimte, bieden pvt-systemen een elegante oplossing voor de overgang naar een meer gedecentraliseerde duurzame energievoorziening. Zowel pv-panelen als zonnecollectoren nemen immers veel plaats in. Dat oppervlak kan beter worden gebruikt. Het is dan ook niet zonder reden dat de laatste 5 jaar, nadat de vraag naar elektriciteit die van warmte mondiaal oversteeg, steeds meer geïntegreerde pvt-systemen opkwamen. Mede daardoor is de laatste jaren de ‘strijd om de daken’ losgebarsten.
Standaarden
Hybride zonneceltechnologie is echter een jonge industrie waarvoor (nog) geen internationale standaarden zijn ontwikkeld. Daarom heeft het iea het Solar Heating and Cooling (shc) Task 60-programma in het leven geroepen, waaraan ruim tweehonderd wetenschappers uit 21 landen deelnemen. Dat programma onderzoekt op eu-niveau de mogelijkheden om meer duurzame energie vanuit pvt-systemen, waar mogelijk in combinatie met kleine warmtepompen, op te wekken (mocht er namelijk onvoldoende hoge temperatuur warmte zijn, dan kunnen de warmtepompen dat opkrikken).
Wetenschappers van onderzoeksinstituut swf (Swiss Paralegic Research) uit Lucerne hebben er inmiddels hun calculaties op losgelaten. Zij kwamen tot de volgende conclusies: als pvt zonder isolatie wordt toegepast, dat wil zeggen dat de pv-cellen aan het front zijn gelamineerd en de absorber aan de achterkant zit, zijn lagere temperaturen voor te genereren warmte uit zonne-energie te verwachten terwijl pvt-systemen met isolering aan de achterkant veel minder warmteverliezen boeken. Volgens swf kunnen pvt-systemen jaarlijks 160 kWh/m2 halen. Met naverwarming is zo’n 250 kWh te bereiken terwijl met de inzet van grondgebonden warmtepompen jaarlijkse opbrengsten van 300 à 400 kWh mogelijk worden, precies zoals ‘Heatseeker’ beweert.
Intussen zijn pvt-systemen, eventueel in combinatie met warmtepompen, aan een opmars bezig. Vooral in Frankrijk en Zwitserland gaat het snel, daar is de laatste jaren volgens de consultancy Observ’ER al ruim 2 MW aan pvt-systemen geïnstalleerd. De meesten voorzien huishoudens van warm water.
Nederland
Ook in Nederland zijn enkele bedrijven te vinden die inzetten op pvt in combinatie met warmtepompen. Ruimteverwarming met zonne-energie is immers niet alleen aan zwembaden voorbehouden. Solarus, een pvt-systeem van Vatttenfall (Nuon), beweert een piekvermogen van 750 W te leveren, met een terugverdientijd van 3 à 7 jaar.
Tekst: Tseard Zoethout, freelance journalist.
Fotografie: Industrie