Zonnespiegels leveren duurzame thermische energie
In de strijd tegen de klimaatopwarming zitten we in een voortdurende queeste naar duurzame en hernieuwbare energievoorzieningen. De zogenaamde zonnespiegels zijn the next new thing in het leveren van thermische energie. De gebogen spiegelschilden benutten de zonnewarmte om vloeistoffen op te warmen tot 400°C. Ze vormen zo een energiebron voor tal van industriële processen en kunnen zelfs energie leveren voor warmtenetten.
Het concept van de zonnespiegels is vrij eenvoudig en bestaat al enkele decennia. Alleen was het tot voor kort in onze contreien nog niet terug te vinden. “Je vindt de zonnespiegelinstallaties vooral in gebieden met veel zon. Denk dan aan de woestijnen in de Verenigde Staten, in Marokko of dichter bij huis in Spanje. Daar worden ze ingezet om stoom te maken uit gesmolten zout. Hier bij ons is het principe ook perfect rendabel toepasbaar”, opent Peter Vandeurzen, medeoprichter en business developer bij Azteq. Het Genkse bedrijf ontwerpt, bouwt en beheert zonthermische installaties. “Het werkingsprincipe van een zonneparabool mag je vergelijken met een vergrootglas. Wanneer de zon in een vergrootglas schijnt, krijg je een brandpunt. Door de spiegels in serie over een lengte van 100 à 120m te plaatsen, creëren we een meterslange brandlijn. Op de plaats van die brandlijn sturen we een thermische olie door een collectorbuis waardoor die vloeistof opwarmt tot wel 400°C. Een warmtewisselaar brengt de hitte van de olie over naar het medium dat van toepassing is in het productieproces waar de thermische energie wordt ingezet. Dat kan stoom, hete lucht, hete olie of heet water zijn. De vraag naar dergelijke thermische energie is drie keer groter dan de vraag naar elektriciteit. Er zijn maar weinig alternatieven om die thermische energie duurzaam op te wekken”, aldus Peter Vandeurzen.
Het totaalconcept van de alternatieve thermische energie is al zover doorontwikkeld dat overtollige warmte gebufferd kan worden in buffervaten om op een later tijdstip te gebruiken. Wanneer de zon het laat afweten, is er ook aanvulling mogelijk met een alternatieve bron, bijvoorbeeld een gasboiler. Al benutten we de zonne-energie wel maximaal aangezien de spiegels op een horizontale as roteren om de zon te volgen en zo altijd een ideale zonne-inval te krijgen”, vervolgt Peter Vandeurzen.
Voor industrieel gebruik
De zonnespiegels zijn vooral interessant voor zuiver industriële toepassingen zoals brouwerijen en mouterijen, maar ook de chemische of textielindustrie. Verder kunnen we ook supplementaire energie leveren voor stadsverwarmingsnetten. In dat geval vullen we de restwarmte uit de industrie aan om aan de behoefte te voldoen. Het mag al duidelijk zijn dat dit zonnesysteem zich niet meteen leent voor thuisgebruik. “We plaatsen al snel zo’n 10.000m² spiegels met een hoogte tot 6m. Die spiegels zijn op zich niet zwaar, maar de windbelasting is groot. Je mag de spiegels vergelijken met zeilen. Wanneer ze wind vangen, is de belasting te groot voor een klassieke woningfundering. Het systeem laat zich evenwel vrij gemakkelijk integreren in een bestaande omgeving. Doorgaans plaatsen we de zonnespiegels op de begane grond, maar in de Antwerpse haven hebben we bijvoorbeeld een platform over een spoorweg gebouwd. Dat heeft ook te maken met het ruimtebeslag. Voor een spiegeloppervlak van 1.000m² hebben we een terreinoppervlakte van 2.000m² nodig. We willen de spiegelrijen immers voldoende ver uit elkaar zetten zodat ze geen schaduw op elkaar werpen. Dat is nefast voor het rendement”, vertelt Peter Vandeurzen.
Gespecialiseerde kennis
De bouw een zonnespiegelinstallatie is specialistenwerk. Afhankelijk van de installatie is een omgevingsvergunning klasse I of II nodig, de fundering vraagt specialistisch studiewerk en ook voor de bouwwerken zelf zijn specifieke vaardigheden nodig, van de funderingsbouw tot het installatiewerk. “Azteq ontzorgt de eindklant daarin volledig. We onderzoeken de haalbaarheid in de concrete situatie en coördineren de nodige studiebureaus en aannemers om de installatie te engineeren, te laten vergunnen en te bouwen. Indien gewenst financieren we ook de installatie, waardoor de klant geen zonnesysteem van ons koopt maar warmte. We bieden in dat geval een vaste per per Mwh voor 20 of 25 jaar en staan in die periode ook in voor het onderhoud”, zegt Peter Vandeurzen.
Rendabel concept
En loont zo’n zonthermische installatie zich in ons wispelturige klimaat? “Met de 1.000 uren zon die we gemiddeld op jaarbasis hebben in Vlaanderen kunnen bedrijven al een heel deel van hun industriële warmte verduurzamen. Wie ervoor kiest eigenaar te worden van een paraboolspiegelinstallatie verdient die rond de 8 à 10 jaar terug. Het mooie van het systeem is dat er geen rendementsverlies optreedt na verloop van tijd zoals dat wel het geval is bij zonnepanelen omdat de cellen degraderen. De zonnespiegels bieden na 20 jaar nog exact hetzelfde rendement als op de eerste dag; Daar is dan wel een zekere onderhoudsinspanning voor nodig. De spiegels moeten om de zoveel jaar gekuist worden, de olie en filters moeten vervangen worden. Daarbij moet je rekenen op een jaarlijkse onderhoudskost van maximaal 1,5 tot 2% van de investeringskost. Wanneer de eindklant ervoor kiest warmte aan te kopen, zitten die kosten mee in het Mwh-tarief verrekend”, besluit Peter Vandeurzen.
De industriële doelgroep lijkt alvast de weg naar de paraboolspiegels te vinden. Azteq heeft momenteel vier installaties operationeel, de laatste werd dit najaar in gebruik genomen bij Avery Denisson in Turnhout. Het is meteen de grootste in Europa.