De kwaliteit van de zonnecollector

De formule om het collectorrendement te bepalen toegelicht

formule opbrengst

Met:

η = Rendement van de zonnecollector in %;

ηο = Optisch rendement in %;
a1 = Temperatuur onafhankelijke warmteverliescoëfficient (convectieverlies) in W/(m²·K);
a2 = Temperatuur afhankelijke warmteverliescoëfficient (stralingsverlies) in W/(m²·K²);
tm = Gemiddelde collectortemperatuur;
ta = Gemiddelde omgevingstemperatuur;
G = Globale instraling in W/m².

In deze formule zijn ηο, a1 en a2 vaste waarden per collector, en dienen door de fabrikant opgegeven te worden, bij voorkeur via Solarkeymark. G is de globale instraling, deze is regioafhankelijk. In een zonnig land kan dat zomaar 2 tot 3 keer meer zijn dan in Nederland. De kuststreek van Nederland krijgt ook meer zonuren dan het Oosten van Nederland. Los daarvan is G een vaste waarde in W/m² voor een bepaalde plaats. De gemiddelde collectormediumtemperatuur kan men meten (vaak afleesbaar op de zonneregeling) en hetzelfde geld voor de gemiddelde buitentemperatuur. Indien de regeling deze info niet verschaft kan men ook de aanvoer- en retourtemperatuur meten, en dan tm bepalen:formule gemiddelde collectormediumtemperatuur

Met deze gegevens kan men het rendement van de collector berekenen. Als men het rendement vermenigvuldigt met de instraling, krijgt men het vermogen wat de collector genereert bij die specifieke instraling. Onderstaande grafiek geeft het vermogen weer in Watts van de Vitosol 200T SPE 1,63 m², afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de omgeving en de gemiddelde collectortemperatuur, bij een constante instraling van 1000 W/m².

Zonnecollector Vitosol 200T SPE opbrengstgrafiek

Het rendement word meestal weergegeven in procenten ten opzichte van het gereduceerd temperatuurverschil. Het gereduceerd temperatuurverschil kan men als volgt berekenen:

formule gereduceerd temperatuurverschil zonnecollector

De rendementsgrafiek voor een Vitosol 200T SPE 1,63 m², met een instraling van 800 W/m² ziet er dan zo uit:

Rendementgrafiek zonnecollector Vitosol 200T SPE 1.63m2

We zien, hoe kleiner het temperatuurverschil tussen het collectormedium en de buitentemperatuur is, des te hoger het rendement. Bij tm-ta=0 wordt het maximale rendement behaald.