Speciale PV-panelen verwarmen en koelen gebouwen

Werking

Door de zonnestraling loopt de temperatuur onder PV-panelen hoger op dan de omgevingstemperatuur. Deze warmte komt beschikbaar als warme lucht, die onder de panelen opgevangen wordt in een kanaal dat uitgerust is met een filter. De warme lucht wordt getransporteerd naar de verschillende ruimtes in het gebouw en kan eventueel ook benut worden voor de opwarming van sanitair warm water door middel van een warmtepompboiler op zonnelucht.

Extra’s

Sommige systemen worden uitgerust met een elektrische weerstand die de lucht extra kan opwarmen en zo het thermische vermogen verhogen. Andere systemen beschikken over een apart systeem om de zonnepanelen te koelen. Het concept is ook inzetbaar voor nachtelijke koeling in de zomer. De integratie in een domoticasysteem maakt een continue controle en een regeling van de verwarming vanop afstand mogelijk, eventueel zelfs per luchttoevoerpunt.

Voordelen

Volgens de ontwikkelaars kan een aerovoltaïsch systeem tot 80 % van de zonne-energie benutten, waar dat voor de gebruikelijke fotovoltaïsche installaties slechts 20 % bedraagt. Een paneel met 54 zonnecellen zou een maximaal vermogen hebben van 900 W, waarvan 250 Wp elektrisch en 650 W thermisch. Los van de opgewekte elektriciteit zou het concept de voor verwarming benodigde energie met de helft reduceren. ’s Nachts zou dan weer een koeling met 4 °C ten opzichte van de buitentemperatuur mogelijk zijn. Het systeem zou ook de productie van sanitair warm water grotendeels op zich kunnen nemen.

Een aerovoltaïsche installatie vormt volgens de producenten tevens een aanvulling op de ventilatievoorziening, vermits ze helpt om buitenlucht in het gebouw te brengen. Bovendien verhoogt de ventilatie onder de zonnepanelen de efficiëntie ervan. Verder kan het systeem, in combinatie met een warmtepomp, al bij lagere temperaturen zorgen voor de productie van sanitair warm water. Met een zonneboiler zijn daarvoor over het algemeen temperaturen van meer dan 60 °C nodig.

Bedenkingen

Algemeen kunnen we stellen dat het potentieel van deze systemen sterk overdreven wordt. Laat ons om te beginnen kijken naar de efficiëntiewinst. In de zomer, het seizoen waarin de warmteontwikkeling onderaan de PV-panelen hun rendement het meest naar beneden haalt, is er geen verwarming nodig en wordt de efficiëntie dus niet aanzienlijk opgekrikt. In het stookseizoen loopt de warmteontwikkeling onder de panelen dan weer niet zo hoog op, blijft hun rendementsverlies dus beperkt en is de winst aan efficiëntie opnieuw niet erg indrukwekkend.

Ook de ventilatiemogelijkheid vormt niet meteen zo’n sterke troef. In mechanische-ventilatiesystemen wordt meestal gebruikgemaakt van warmteterugwinning, zodat het PV-systeem waarschijnlijk niet veel extra energie zal opleveren. De nachtkoeling biedt mogelijkheden, maar staat los van de PV-panelen.

Andere vragen

Er blijven nog vragen onbeantwoord. Als de warmte van het PV-systeem via een warmtepomp naar het sanitair warm water overgebracht wordt, is de oppervlakte van de panelen vaak veel te groot, waardoor een groot deel van het potentieel on(der)benut blijft. Een extra elektrische weerstand leidt tot een hoger elektriciteitsverbruik. Tot slot vereist het systeem extra leidingen, bovenop die van het ventilatie- of verwarmingssysteem.