Home » Overschakelen op duurzame energie » Deel 5: Zonnecollectoren

biobrandstoffenaardwarmtebiogas uit gewassenbiomassawind op landzonnepanelenzonnecollectorenwind op zee

Als de zon hoog aan een onbewolkte hemel staat, levert hij een vermogen van ongeveer een kilowatt per vierkante meter aardoppervlak. Wanneer we in staat zouden zijn om die energie volledig om te zetten in elektriciteit, dan zouden we met een zonnepaneel van een vierkante meter midden op de dag een zuinige wasmachine kunnen laten draaien. Aangezien de zon niet 24 uur per dag schijnt en het niet altijd onbewolkt is, is het gemiddelde vermogen van de zon in Nederland gedurende een zomerdag 200 W/m2. ’s Winters, wanneer de zon laag staat, is het slechts 20 W/m2. De gemiddelde zoninstraling gedurende het hele jaar in Nederland is 110 W/m2, volgens het PhotoVoltaic Geographical Information System (PVGIS) van de Europese Commissie. Uitgedrukt in de eenheid waarin we in deze serie rekenen, heeft iedere Nederlander iedere dag gemiddeld 2.500 m2 * 110 W/m2 * 24 uur = 6.600 kWh/p•d tot zijn beschikking. Vele malen meer dan hij nodig heeft (185 kWh/p•d). De vraag is alleen, zoals elke week, kunnen we een deel van die grote hoeveelheid energie omzetten in bruikbare duurzame energie?

In onze zoektocht naar de technische haalbaarheid van een duurzame energievoorziening leggen we vandaag alle Nederlandse daken vol zonnecollectoren. Zonnecollectoren, die simpelweg zonnewarmte gebruiken om water op te warmen en daarmee huizen van verwarmingswater en warm tapwater voorzien, worden al veel toegepast in Nederland. Dit komt voor een groot deel door de relatief korte terugverdientijd, zeker in vergelijking met zonnepanelen. (Dit duurt overigens niet lang meer: de industrie verwacht de prijs van zonnepanelen in de komende jaren onder die van zonnecollectoren te brengen.)

Zoals we in de aflevering over zonnepanelen inschatten, heeft de gemiddelde Nederlander de beschikking over tien vierkante meter aan zonnig dakoppervlak. Alle platte daken en alle schuine daken op het zuiden van alle 7,1 miljoen woonhuizen vormen samen zo’n 165 km2, de oppervlakte van Texel. In de zonnepanelenaflevering schatten we tevens in dat het totale oppervlak van alle kantoor en fabriekspanden eenzelfde oppervlak heeft, opnieuw 10 m2.

Hiermee komen we op 20 m2 dakoppervlak per Nederlander. Volgens Holland Solar, de Nederlandse brancheorganisatie voor de zonne-energie-industrie, is er bovendien zo’n 200 km2 geveloppervlak geschikt om verticale zonnecollectoren te plaatsen. Dit is 12 m2 per Nederlander, waarmee we afgerond op 30 m2 per Nederlander komen.

Hoeveel energie zouden we per Nederlander per dag kunnen opwekken met deze 30 m2 zonnecollectoren op gebouwen? We gaan ervan uit dat geïntegreerde panelen, die dus zowel zonnepanelen als zonnecollectoren bevatten, in de toekomst gemeengoed zijn geworden. Deze energieopwekking met zonnecollectoren gaat dan niet ten koste van de elektriciteitsopwekking met zonnepanelen, die we in aflevering 3 berekenden.

Het rendement van een zonnecollector die wordt gebruikt om een huis van verwarmingswater en tapwater te voorzien, is volgens Agentschap NL ongeveer 38%. We gaan uit van een rendement van 50% als gevolg van voortschrijdende techniek. De jaarlijkse zoninstraling in Nederland is gemiddeld 110 W/m2, zoals hierboven aangegeven. Een vierkante meter zonnecollector levert met dit rendement de helft: 55 W/m2. Dit is 1,3 kWh/m2 per dag. Dit is meer dan een zonnepaneel (25 W/m2 of 0,6 kWh/m2•d), omdat we daar uitgingen van een rendement van 21%, en ruim meer dan windparken op land (3,5 W/m2) en getijparken in de Noordzee (1,3 W/m2).

Met 30 m2 per persoon kunnen we zo 30 m2 * 1,3 kWh/m2•d = 40 kWh/p•d opwekken. Conclusie: met grootschalige plaatsing van zonnecollectoren op alle daken en een deel van de gevels is een substantieel deel van de energie die Nederland nodig heeft, op te wekken. Ruim 21% van de benodigde 185 kWh/p•d.

lees verder: waterkracht